[摘要]本文简要介绍了南京有线电视网络的现状，根据下一代广播电视网络的能力要求，提出了网络架构体系。针对农村网络双向化建设中的有关问题，提出了解决方案。
[关键词]下一代广播电视网络、双向、城域网、接入网
现状
南京市是江苏省省会城市，地理分布呈南北长、东西窄的长条型，面积6516平方公里，其中主城区约300平方公里。江宁、溧水、高淳、江浦和六合5个郊区县与主城区的广播电视网络已经整合为一体，均属于江苏省广播电视信息网络股份有限公司。
主城区网络双向化建设和改造完成于2005年，目前正在进一步完善网络结构、提高网络质量、部署先进设备，向下一代广播电视网演进。接入网以DOCSIS协议支撑的HFC双向网络为主，2009年开始实施新建住宅光纤到楼、双缆入户的模型。
5个郊区县的城区大部分网络改造已经完成，农网规模化改造刚起步。除江宁采用与主城区一致的HFC接入网模型外，其他区县均采用EPON+EOC(HomeplugAV)的接入方式。
在主城区2006年率先完成数字电视整转后，紧接着区县的城区也基本完成了整转。基于现有的网络状况，除农网外，从2010年起，南京市大力开展互动数字电视的推广普及工作，取得了50多万互动数字机顶盒终端的成绩，预计到年底将突破60万互动机顶盒终端，同时为打造“三网融合”试点城市，全面推出“云媒体”电视业务。
下一代广播电视网络的要求
根据广电总局对于试点城市下一代广播电视网络(NGB)建设的要求，南京广电网络在全市部署和建设适应“云媒体”业务开展需要的城域网和接入网，在现有的网络基础上不断地向NGB演进，作为广播电视业务、宽带数据业务、多媒体通信业务的端到端承载网络。“云媒体”业务给网络承载提出了新的要求：
●普及“云媒体”业务需要双向网络覆盖率达到100％；
●各种业务订购率可能超过80％；
●各种基于视音频流传输的业务并发率超过20％。
基于上述要求，网络设计时需要考虑全覆盖、高并发和高带宽等特征。
网络技术体系
构建一个全市统一的广播电视城域网，多种方式共存的接入网，进行广播电视信号和宽带数据信号的传输、交换和路由控制，以适应“云媒体”业务的开展和保障网络的安全可控。
按照网络扁平化的建设思路，南京将网络分为业务层、核心层、汇聚层、接入层以及终端层，见图1。
业务层主要有出口路由器、IDC、VOD、云媒体业务门户、运营支撑系统等。
核心层采用双核心、全冗余结构，由两台T比特核心路由器构成；并且采用大容量密集波分光传输技术构建光传输网(OTN)，由OTN承载IP／MPLS城域网、MSTP传输网信号。OTN采用T比特密集波分(DWDM)传输设备，设计容量为1.6T，单波长容量配置为10G。
汇聚层也采用双路由、双归属、全冗余的结构，部署两台接入汇聚路由器(ACR，用于用户接入汇聚和宽带管理服务)，可作为多业务承载网的终端接入认证网关、业务控制网关、安全控制网关。设备接口数量满足覆盖区域的接入需求，支持MPLSVPN／VLL／VPLS。通过QoS和MPLS技术的应用实现业务可区分，保证“云媒体”电视业务实现广播级的承载，同时满足其他增值业务承载需求。三层汇聚交换机采用双归属方式与接入汇聚路由器互联，根据覆盖户数选择不同容量规格，支持PON、GE、FE等多种接口。
接入网的多样性是导致目前广电网络结构复杂的主要原因，这也是广电网络发展过程中技术发展的必然结果。各地根据自己的发展进程和技术路线的现状寻求一条最便捷的路径向NGB演进。目前南京存在的主要接入方式有DOCSIS、PON+EOC、PON+LAN三种。随着“光进铜退”，主城区当前在网络基础方面主要任务是优化双向HFC网络质量，缩小光节点覆盖区域和用户数，逐步部署DOCSIS3.0设备，满足高清交互机顶盒的普及对网络的承载要求；区县的城镇加快双向网改造的进程，大力普及互动电视业务；农村则以增加光缆网的覆盖密度为双向化改造的第一步，再进行PON、EOC设备部署，开通互动电视业务。
无线网络目前以解决家庭内部接入和联网需求为主，采用WiFi技术。未来需要打造以4G技术为支撑的无线城域网覆盖，如WiMAx或类WiMAx技术。
终端层则是需要融合有线和无线接入，实现“三屏”无缝切换，物联网应用集成，打造一个家庭信息化环境。终端层目前以各类电缆调制解调器为基础，计划增加家庭网关和家庭多媒体接口，增加家庭智能化相关接口，创造性地开发与“云媒体”业务相适应的多种形式的终端设备。
双向化建设的1l,个问题
从南京网络设施建设角度看，目前首要的问题是加快农网双向化改造的进程，实现全市一体化的技术标准和业务运营体系，这里重点讨论农村有线电视网络双向化建设的几个问题。
农村双向化建设的总体思路是：以行政村为工程单位，对现有有线电视网络进行光节点拆分，原则上光节点采用直带用户设计，农户较为分散的区域允许一级电放大。原有最后一级放大器替换为三合一设备(EOC头端、ONU和光接收机)，设备内按需部署ONU和EOC头端模块，放大器后的用户分配网络根据实际情况进行改造，应符合860MHz电缆网络用户端指标要求。
1.光缆和管杆
光缆网络规划应采用先结构后容量的规划方法，即在确定了长期稳定地从上(机房)至下(用户端)的网格化分层光缆网络结构后，再在该网络结构的基础上，根据规划期区域内的业务需求，采用从下(用户端)至上(机房)的预测方法估算光缆纤芯容量，并做到容量上的灵活扩容。骨干传输光缆类型包括市到区县、区县到街道／乡镇，原则上采用光纤全进全出的室内配纤方式。
市到区县光缆是指沟通主城区核心机房、各区县机房的光缆路由，承载广播电视、宽带数据、传输及专网等业务。光缆以双路由结构为主。光缆芯数一般应达到24芯以上。区县与相邻区县尽量实现管道或杆路对接沟通，光缆沟通芯数需达到12-24芯，以便于日后各区县网络之间的光缆互联。
区县到街道／乡镇光缆是指沟通区县机房和街道／乡镇机房的光缆路由。按照环形无递减主干结构设计，初期可使用星型结构，每个节点两个方向进纤芯数建议均应达到12～24芯，并规划好今后向网状网演进的路由，实现区县机房能够双路由连接街道／乡镇。原则上采用空分复用传输，在传输距离较长、光纤数量少、急需光纤的情况下，可考虑结合CWDM技术增加8-16个光波道。
机房到小区光缆芯数一般要求为每500户12芯以上。EOC、CM小区到每50-100户楼型4芯，LAN小区建议到楼6芯，其中有线电视下行和PON(或CMTS上行)各1芯，按照1：1备份。乡镇到行政村光交(500户模
型)的光缆采用6芯以上；行政村光交箱到自然村光节点采用4芯，其中有线电视下行和PON(或CMTS上行)各1芯。以上均按照1：1备份。根据实际覆盖用户的规模推算出上下行的光缆芯数。
管道建设建议按照主干4孔、次干2孔、支干1孔、小区1-2孔的方式建设。在条件允许情况下，逐步建设和完善农网自有杆路。以上对管孔和纤芯的数量各地可根据区域发展规划进行增加。
2.典型接入网模式
(1)FTTB／CMTS
FTYB／C+CMTS建设模式是指采用ＣMrrS技术实现光纤到楼头或光纤到小区，在小区或楼栋部署双向光站，光站到最终用户采用同轴电缆接入。光站以下直带用户或级联一级放大器。当采用无源光网络组网，在楼栋部署光站时，采用RFoG回传技术。CMTS集中放置到乡镇机房。
(2)FTTB／CN(PON)+EOe
FTTB／C(PON)+EOC建设模式是指采用PON技术实现光纤到楼头或光纤到小区，在楼头或小区部署ONU和EOe局端，ONU到最终用户采用同轴电缆接入。ONU可选内置EOC局端、光接收机功能，即“EOC三合一”设备。对于FTTV模式，ONU、EOC头端放置到自然村光节点。
(3)FTTB(PON)+LAN
fTTTB(PON)+LAN建设模式是指采用PON技术实现光纤到搂头或单元，在楼头部署支持多用户的ONU，ONU到最终用户采用五类线接入。ONU可选内置LAN交换机、IAD／AG功能。典型应用情况下，ONU到最终用户的电缆接入距离在0.1公里以内。而有线电视视频信号仍然通过同轴电缆传输到用户终端，故又称为双线入户模式。
(4)建设模式应用
不同的接入网建设模式有其自身的特点，在考虑选择何种接入模式时应根据多种因素进行考虑，如现有网络的模式、性价比、可维护性、标准化程度等。我们认为，技术路线保持稳定、现有头端和终端设备的长期使用、所有技术必须有标准或标准化的前景等是至关重要的前提。
比较Doesis、EOC、LAN三种接入网络模式，前两者入户都是以同轴电缆为传输介质的，后一种是以多股双绞线为介质的。从带宽上看，后两种可提供的户均带宽高于第一种，而每兆带宽成本却低于第一种。特殊地，DocsisEOC的带宽以及终端成本优于其它接入方式，但成本尚未公开，估计每兆带宽成本初期高于其它接入方式。从资源上看，LAN接入方式要优于仅有同轴电缆的方式。从运行开通角度看，同轴电缆的两种接入方式在用户家庭内部无需特别布线，优于LAN接入方式。
因此，根据南京有线电视网络的状况，在主城区继续沿用DOCSIS的技术路线，近期以保障高清互动电视和“云媒体”业务展开为主扩展DOCSIS3.0的头端，以适应现有的互动机顶盒中内置CM继续使用。远期在DOCSISEOC标准建立后，通过光纤到楼逐步向PON+DOCSISEOC平滑演进。在远离主城区的郊区县已经采用FTTB／C(PON)+EOC的情况下，继续采用该接入模式。在有条件保证家庭网络五类线到位的前提下，FTrB(PON)+LAN可作为密集居住区域网络新建和改造的模式。
总之，无论是城镇还是乡村，光纤深入到楼、自然村或户是发展的目标，同轴电缆传输特性的充分利用既是广电网络技术现阶段的突破口，也是长期研发的任务。希望全国业界共同努力早日形成标准的接入模式和产业链。
3.窄播和有线电视光传输波长选择
有线电视光传输有1310nm和1550nm两种模式。考虑到当前南京采用IPQAM实现窄播信号(视频点播数据流)的调制，在乡镇机房进行IPQAM信号的插入，插入方式与接入网广播电视光信号采用何种波长有关。1310nm模式适合于传输距离近、双向网业务需求高的场景(集镇、集镇周边农村)，在进行IPQAM信号插入时，采用电插播的方式，后期升级较为灵活。1550nm模式适26·2011年09月号总第81期·合于长距离传输、双向网业务需求较低的场景(距离集镇较远的农村)，在进行IPQAM信号插入时，采用光插播的方式，需两级光放大，较电插播复杂。
(1)1550nm传输模式
将IPQAM输出的视频信号调制到1550nm直调光发射机上，通过光复用器将广播电视信号与直调光发输出信号混合。1550nm直调插播技术应用的关键点在于合理设计光纤网络和预测接入用户需求。
乡镇机房主要完成对广播电视信号的放大、IPQAM窄播信号的插播、光信号的分配处理。乡镇机房接收来自于中心机房的主备广播电视光信号，通过光开关后输出给第一级光放大器。然后，根据VOD业务渗透率需求在不同“位置”插入IPQAM信号，同时完成混合后光信号的放大和分配传送至各行政村。
我们把乡镇机房155011m光传输系统抽象为以下模型：输入信号包括广播电视信号、本地IPQAM窄播信号，输出信号为传送到各行政村的广播和窄播混合信号。该模型内部具备光放大功能、光分配功能和光插播功能。
以某乡镇为例说明光信号网络的设计。该乡镇覆盖1.5万户，其中集镇3000户，农村12000户。
集镇采用1310nm传输波长，农村采用1550nm传输波长。光传输系统的设计框图如图3所示。两台光放大器互为备份作为预放大，预放大光分配单元采取三级分光设计，目的是便于光插播单元的灵活部署以满足VOD业务渗透率的不断提高；其中第一级分光器输出的3个14dBm输出端口给下级光分路器，提供多个光插播点；1个0dnm输出端口给光接收机。该光接收机的射频输出信号与IPQAM输出射频信号混合后分配给用于集镇网络的1310nm光发射机。图中12台输出光放大器的输出光信号经一级或两级分光器覆盖自然村光节点，总分光比为1：32，当两级分光时第--N62于乡镇机房，第二级位于行政村光交箱。1：32可以采用(1：4)×(1：8)或(1：2)×(1：16)实现。光节点按照覆盖30户设计，每台输出光放大器覆盖960户。
输入第一级光放大器的功率不低于6dBm，输入第二级光放大器的功率不低于3dBm。光节点设计接收光功率为ldBm，已考虑3dB以上的设计余量。光节点输出电平范围为100-108dBuV。
我们把单路直调光发覆盖的用户范围定义为插播服务组，插播服务争组的数量或光插播的位置是由乡镇覆盖用户的VOD业务渗透率决定的。光插播如图有三个位置可以选择：
●初期可位于第一级放大器输入前，覆盖用户数为全部乡镇用户，按照每个插播服务组占用24个频点设计，VOD业务渗透率可达到10％以上；
●中、后期可位于预放大光分配单元的光分路器之间，插播服务组为若干台光放大器覆盖用户(单台光放大器按960户计算，每台覆盖32个光节点，每个光节点覆盖30户)，该例中分别覆盖为4到2台光放大器，此时VOD业务渗透率可达到50％～10％。
(2)1310nm传输模式
当乡镇机房采用1310nm模式覆盖光节点时，首先使用光接收机将广播电视光信号转换为射频信号，然后插入本地IPQAM信号后驱动i310nm光发射机。输出光信号采取一级分光，分光比采用1：8(0～5km减1：6(5～lOkm)，分光器部署在行政村光交，见图3中底部关于1310nm光发射机的链路构成。
小结
本文简要地介绍了南京主城区和区县农村有线电视网络的现状和向下一代播电视网络演进的—些思路。向下一代广播电视网络演进过程是—个比较长期的过程，受到多种因素的制约。但是，新技术发展给演进过程带来了许多变数，多种技术路线的方案可供选择，如何把握技术的发展方向成为广电网络运营商的棘手问题。对于网络改造和建设必须遵循基础设施建设先行并尽可能地为今后的发展留有余地的原则，光纤深入必须进行，按目前广电网络的实力，笔者认为以光纤到楼或单元、光纤到自然村比饺合适，设计网络时可考虑光纤到户的可能性。
