广播电视宽带接入网两种接入方式的比较

陕西广播电视信息网络贾鹏元介绍，广电宽带接入网，有线电视技术，三网合一技术两种接入方式的比较以及两种宽带接入网的接入方式的业务比较。多媒体随着应用需求的大量增加，数据服务市场已成为电信运营商新的利润增长点。对于骨干服务网络，已经准备好承载各种宽带服务。但是，骨干网与最终用户之间的接入网发展相对滞后。当前，基于PSTN网络的各种数字用户线（xDSL）技术中的大多数已成为限制其发展的瓶颈。相对而言，广电部门拥有的有线电视HFC网络一般使用同轴电缆进入家庭，其带宽可以达到860MHz（或1000MHz），在网络规格和带宽资源上具有天然优势；在实际应用中，以太网接入方式也引起了越来越多的关注。本文从实际应用的角度比较了两种宽带接入方式的性能，主要从网络安全性，数据速率，投资成本，承载业务，运维等方面进行了比较，使宽带数据接入网的设计更加合理。价格合理，价格较高。 1 HFC宽带接入方法HFC（光纤同轴混合系统）宽带接入通常使用Cable Modem作为系统的技术核心。电缆调制解调器代表了从窄带到宽带过渡的重要发展。方向，该系统包括CMTS（CableModemTerminationSystem），CN（CableNetwork），CM（CableModem）以及网络管理和安全系统。

该系统使用QAM（正交幅度调制，通常为64QAM或256QAM）将下行模拟电视信号，数据信号和电话信号调制到模拟频道，速率达到40Mb / s，频率在8MHz带宽内。 56Mb /秒。电视信号（CATV），调频信号（FM），电话信号，数据信号等通过频分复用组合成宽带RF射频信号，然后调制到激光器，然后将信号发送到使用光纤作为传输介质的光节点。通常，将光节点延伸到建筑物或用户的住所，通过光节点处的光将信号恢复为RF信号，然后使用一根非常短的同轴电缆将信号发送到用户的家中。在用户终端上使用CableModem再次解调以恢复原始信号。上行采用QPSK或16QAM调制，采用统计时分复用，用户在每个光节点上共享45MHz带宽，共享数据速率可以达到90-180Mbps。工作过程与向下的方向相反。当前的有线电视网络大多采用双向HFC的形式，典型的双向HFC网络结构如图1所示。1.1 HFC网络作为宽带接入的优势目前的有线电视网络带宽可以达到860M，使用HFC + CM作为宽带访问的媒体是非常理想的。 HFC技术的优势主要体现在以下几个方面。 （1)为信号传输提供了足够的带宽，从而为多媒体服务的发展提供了充足的条件。

2005三重播放技术和商业有线电视技术（2)灵活地支持交互式和广播服务，即同时支持模拟和数字信号的传输，这是其他访问方法所不具备的（[k3 ]为多种服务提供地面支持，实现了数据，语音和视频服务的真正整合（4)无需铺设额外的网络线路，并且随着用户数量的增加，初始设备投资可以逐步增加，而无需增加1_2 HFC网络作为宽带接入的问题。HFC网络的发展面临的一个关键问题是上行链路信道中的噪声和干扰的累积。 HFC网络问题的拓扑结构导致上行链路信道中噪声和干扰的收敛和累积，通常称为漏斗效应t。解决此问题的最佳方法是控制进入同一光节点下的终端的用户数量，通常控制在500左右。其次，增强有线电视链路的屏蔽性能，在不开通双向业务的用户入口端安装高通滤波器，以隔离用户端噪声的返回。此外，当前许多系统前端设备CMTS已开始提供上行链路噪声控制功能。基于HFC的接入技术的另一个问题是上行通道较窄，并且由于漏斗效应的影响，无法充分利用20MHz以下的频带。当然，要增强电缆线的屏蔽并减少光节点的用户数量。它可以减少上行链路噪声的影响，但更重要的是使用具有强大的抗干扰能力和高带宽利用率的信号调制技术。

在当前的HFC信号传输中，主要使用QPSK（XE相移键控）和16QAM（正交幅度调制）技术。 QPSK调制方法更抗噪声，但带宽利用率低；尽管16QAM调制技术具有更高的带宽利用率。但是抗噪声能力很弱。如果要进一步提高HFC上行传输的能力和质量，这两种调制技术都有其自身的弱点。必须采用新的调制技术。以太网访问方法以太网已作为局域网技术使用了30多年。近年来，在新建建筑物中采用了大量的集成布线系统，为以太网技术的接入提供了一些中等条件。过去，以太网是一种局域网技术，而用户之间共享信息的目的是共享。用户之间没有信息隔离，这是针对提供公共电信服务的接入网的。这是致命的危险。基于以太网的访问技术的最新出现通过改进克服了以太网访问的缺点。它可以从根本上解决困扰访问信息安全，流量控制，网络管理和计费等操作的问题。典型的以太网接入层结构如图2所示。光纤到楼，五类线路进入家庭，以太网接入网主要包括三部分：骨干网由有线电视城域光纤网和接入设备组成，前部连接互联网，后部连接光链路；光链路部分在前面连接到骨干网，在后面连接到双绞线分配网络部分。双绞线分配网络部分连接到前面的光链路部分，然后连接到用户终端。

进入建筑物的光纤，进入家庭的5类电缆，从以太网开发的以太网接入，以太网传输介质最初使用的5类非屏蔽双绞线（UTP），而主干线使用光纤，并且传输速率为10Mb / s，信息传输采用基带模式，采用星形拓扑结构。所有站点都连接到集线器HUB。站点和集线器的最大长度为100m，最大网络直径为500m。集线器最多可以级联四个级别，通常是集成布线，数据传输采用曼彻斯特编码。从发展趋势来看，以太网接入的宽带传输技术可以采用IPoverSDH，IPoverATM或IPoverOptical。 IP overOptical将优于前两种技术。当前，IPoverOptical主要是IPoverWDM（功率）。 IPoverWDM采用两种主要的帧结构：SONET / SDHT和千兆以太网帧结构。使用IPoverWDM（电源）。它可以减少SDH / SONET，ATM，IP等层之间的冗余和功能重叠，减少设备的运营，维护和管理成本，其网络效率高，运营成本低的优势非常明显。 2.1光纤宽带接入网络对建筑物，5类线路和以太网接入（1)的主要优势）以太网具有巨大的网络基础和长期经验（2)所有流行的操作系统和应用程序都兼容使用以太网。

（3)性价比高，可扩展性强，易于安装和打开以及可靠性高。[4)以太网访问方法与IP网络更兼容。同时，以太网技术具有主要突破和容量分为10 / 1O0 / 1o00Mb / s有线电视技术水平，可以按需升级，很快就会出现10Gb / s以太网系统2.2光纤到宽带的连接建筑物，五种类型的线路入户和以太网访问接入网络的主要问题（1)当前，尚无完整，统一的宽带接入标准，例如建筑物中五种类型的光纤进入光纤通道（2)此宽带访问方法中的某些技术尚未成功（3)存在安全性和计费问题，信息和信令未分离，缺乏优先级，固定包装结构，路径选择，复选无论内容的性质如何，都会影响收费。 4)类别5电缆的传输限制为小于100m，因为随着类别5电缆的传输距离增加，其传输比特率和带宽将降低。 （5)光纤传输的成本很高，并且未安装以太网线路的用户会遇到重新布线的麻烦。（6)在存在单向HFC的情况下，建立这种宽带接入网络将三重播放技术和服务的两种宽带接入方法的性能比较主要来自网络安全性。比较了双向HFC网络和以太网接入方法的性能，数据速率，投资成本，承载服务以及运营和维护。3.1网络安全（1)数据安全性：含糊的理解双向HFC是安全性较差的共享网络。

实际情况并非如此。 DOCSIS 1.1标准大大增强了双向HFC网络的QoS，使CATV网络能够提供更高质量的服务。在DOCSIS标准中，如果CM用户想上网，他们需要与CMTS握手。双向HFC实际上是一种物理结构。使用同一CMTS卡的用户共享一条总线，该总线在HFC物理层上承载数据流。在RF-MAC层上，CM和CMTS之间的通信经历三个步骤。握手过程，因此双向HFC的网络数据安全性可以满足家庭用户的需求，并且加密可以用于少数对安全性有较高要求的用户。以太网访问方法也是共享总线类型的结构，并且存在某些安全问题。为了解决这个问题，现在实际使用的以太网交换机基本上都支持IEEE802。 1Q协议将特定的用户组划分为VLAN（虚拟子网）。不同子网之间的用户需要遍历路由的上层并相互交换。同时，交换机的端口相互隔离。在这种情况下，以太网的数据安全性与双向HFC基本上相同。 （2)物理网络的安全性和稳定性：双向HFC网络是星形树/总线结构。目前，光节点下有50o〜2oo0个用户。上行信道中存在汇聚噪声的问题，但是随着光纤价格的下降，光节点的建设继续向下滑，一个光节点仅承载200个用户。

严格执行设计标准，加强施工工艺。收敛噪声可以完全克服。氢氟碳化合物的成功例子可以在北美和中国的上海，青岛，深圳和其他地方看到。在成功完成双向HFC网络转换的地区，网络的安全性和稳定性非常好，用户抱怨也很少。以太网访问模式在网络中传输数字基带信号，这是点对点模式。不会出现会聚噪声的问题，并且不会因单个故障而影响网络中的其他用户。但是，以太网中有太多活动组件。每个交换机和光纤必须分别供电，耗散且防尘。这些活动组件对网络具有更大的影响。在实际工作中，经常会遇到由于一级交换机的电源位置发生电源故障而导致下一级交换机的用户无法访问Internet的情况。如果交换机和光纤的质量不稳定，并且在炎热的天气中散热不佳，则可能会崩溃。 5类电缆的扭曲密度使数据信号无法传输100m或大大降低了传输速度。总体而言，只要实现整体的双向HFC转换，双向HFC网络的物理层安全性和稳定性就会接近以太网。 3.2数据速率EuroD0CSIS标准最有可能在我国双向HFC中采用。下行信道带宽为8MHz，频率范围为108〜862MHz，调制方式为64QAM或256QAM，最大数据速率为41.71或55.6Mbps。

上行信道带宽为O.2，O.4，O。 8,1.6,3.2MHz，频率范围5-65MHz，调制方式为QPSK或16QAM，数据速率为320kbps〜10Mbps。假设一个CMTS块CMTS卡（在CMTS中可以插入多少卡取决于哪个制造商和特定的型号），如果使用256QAM调制，则此CMTS可以支持的最大下行链路数据速率为55.6x4 = 222.4Mbps，如果一个子前端总共带来15,000个用户，则其中10％申请双向服务，而同时的双向用户的比例为30％（实际上未实现），因此该数字双向商务用户的1500为1500，则每个用户分配的下行链路速率为：222.4 /（15000x10％x30％）= 494kbps。此速率看起来与表面上的当前ADSL速率相同，但并非每个用户都以最大速率传输数据。大多数用户正在浏览Web，发送和接收电子邮件以及聊天。带宽需求非常小，因此实际上，每个用户可以分配的突发带宽通常可以达到2M至1OM。当以RM格式压缩的视频和音频流的速率达到5ookbps时，清晰度接近VCD标准。以MPEG-4格式压缩的视频信号达到7ookbps，清晰度已经达到了普通DVD光盘的清晰度。

因此，2005年三重播放技术和商用有线电视技术双向HFC的数据速率可以满足宽带网络的要求。以太网访问基本上是在汇聚层共享的千兆带宽，在每个建筑物中共享100M的带宽，在用户端共享10M的带宽。通常，大量用户将导致网络拥塞并降低效率。以太网的利用率通常为40％。现在，由于在建筑物中使用了交换机，并且划分了VLAN以减少广播域，因此千兆位以太网的实际带宽现在在400-900M之间，这与4个CMTS卡在以下情况下的双向HFC系统速率相当相同的条件。要高。目前，没有一个国家广播电视网络系统建立一个非常完整的本地信息平台。 80％的用户访问是访问公用网络，而我们的有线网络运营商的出口带宽仅为10-100M。实际上，实际网络带宽的瓶颈不在正在激烈争论的接入网部分，而是在骨干网部分。即使为用户提供100M带宽，用户也只能争夺这些有限的出口资源。 3.3投资成本降低成本和提高效率是核心问题。由于不同的组网方式和不同的网络性能要求，网络建设成本差异很大。 HFC双向网络重建与以太网建设成本之间存在一定差距，主要是因为双向HFC的大部分成本在CMTS和CM上，而网络其他部分的成本相对较低；以太网访问成本集中在交换机和光纤中。在设备上，只要有用户可以使用，就必须全部安装。

只要增加以太网访问的进入速度，成本就会迅速降低；而HFC网络并不明显。 3.4网络承载服务以及运维（1)网络承载服务：双向HFC可以承载更多服务，包括基本电视节目，数字电视节目和双向数据通信。以太网承载的服务与两种双向HFC，压缩视频信号的流率一般为2〜4M，以太网最多可以广播5套节目，与HFC可以广播数百个节目相比，以太网不适合宽带视频传输。就视频点播而言，上下流是不对称的，由于成本高昂，TvOD现在非常困难，现阶段，NVOD和VVOD适合实际开发，这两种技术都是基于广播流，最适合网络仍为HFC。以太网不适合承载不对称的上下行速率的视频服务（2)系统运行和维护：双向HFC网络的设计和建设相对而言要求高，必须严格控制施工过程。施工质量好，以后的维护量会更少。以太网的布线和构造要求比HFC更简单，但是以太网设备的安装和调试需要更多的技术人员。网络中有许多活动组件，并且设备需要运行条件。它也很高，并且将来系统维护的工作量比双向HFC的工作量稍大。 3.5比较结果分析从以上分析可以看出，两种接入方式各有特点，但对于广播电视网络，必须指出HFC网络是广播电视系统的基本网络。除非原始的基本网络不再适合于网络服务的开发，否则任何网络运营商都不应放弃自己的基本网络来构建新的网络。

中国电信网通目前的宽带接入重点仍然是ADSL，而世界上真正的主流宽带接入技术仍然是ADSL和CM。只有中国看到了以太网接入的发展。移动，因为中国联通等公司没有自己的基本网络，所以他们大力推广以太网访问。广播电视网络已经具有良好的HFC网络基础。可惜放弃它并建立一个新的单一功能网络。同时，双向HFC的转型不仅有利于双向数据业务的发展，而且也促进了其他广播电视业务的发展。随着社会改革的深入，有线电视的基本业务可能面临市场化的挑战。成功的双向HFC转换可以大大提高有线电视的服务质量，并牢固地掌握有线电视的基本业务。未来广播电视的主要收入应来自扩大业务。当前，我国正在大力推广数字电视。中国数字电视的市场份额有望达到2万亿元，潜力巨大。 HFC网络是最适合承载数字电视的网络。完成双向HFC转换后，网络可以完全满足数字电视的要求，而无需进行其他转换。因此，建设三路HFC广播和电视网络是一件好事，三只鸟一石。结论随着科学技术的飞速发展，广播电视系统应抓住机遇，不断追求技术更新，加快宽带网络的建设，以在当今激烈的国际和国内竞争中立于不败之地。

随着广电城域光纤网络的建设，分支分配双向网络的改造以及综合业务IP平台的建设，数字电视系统的启动将有利于进一步全面推广HFC宽带接入技术。同时，在广播电视网络的宽带接入方法中，不排除以太网接入方法。在用户密集且Internet接入率高的社区，已集成布线的建筑物以及无法进行双向网络转换的有线电视用户中，使用以太网。网络的访问方法是首选方法。宽带接入网络的理想形式是从光纤到用户的全光网络，即F] H。由于技术和资金投入的问题，目前仍然很难实现，但是从对宽带接入网，双向HFC城域网光纤到楼头，五类线的未来发展趋势的分析来看家庭或直接以太网接入是和电视城域网和宽带接入网的当前建设，并且是将来向全光网络过渡的最理想形式。 2005年

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