地方电视台有线电视网络升级改造
摘要 本文以浙江省松阳县有线电视双向网改造为例，详细介绍了县级台有线电视网络升级改造的核心技术、结构框图、设计原则、设计构思和主要特点，对我国大部分地方电视台实施有线电视数字化改造有一定的借鉴作用。
关键词 有线电视；数字化；双向网；升级改造
中图分类号TN943 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）55-0079-03
0 引言
随着“三网融合”脚步的日益临近，地方电视台有线电视网络升级开发已经到了刻不容缓的时候。当下，电视业已经从单纯的看电视发展到用电视的阶段，并正迎来产业大发展大变革的大好时机。大变革的最终目的就是实现电视的网络化、数字化、信息化。作为网络传输还处于初级阶段的有线电视网络，应该借助这一东风进行网络的升级和开发，进行网络多元化发展。
浙江省松阳县有线电视网络从上世纪90年代初开始建设，当时设计的频带宽度在300M以内，以树枝型传播方式进行传播。由于传播频率在300M以内，所以网络建设比较快捷，维修较方便，成本也比较低廉。但是，该网络也同时存在着信号损耗大，故障点多，频带占用率高等模拟网络不可克服的致命缺陷。随着网络通信的发展，现有的单向模拟网已经制约了有线电视的发展，到了非改造不可的阶段。
2010年底，松阳县广播电视台根据中央及省、市有线电视网数字化改造要求，立足当地实际情况，对有线电视网络进行了以建设宽带双向的HFC网络为终极目标的升级改造。该项目采用EPON+EoC和EPON+LAN为接入方式设计，是目前广电双向网改造方案中组网较为灵活，技术较为成熟先进，与现实较为适合的数字化双向改造方案。
1 核心技术
1.1 EPON技术
EPON是利用光纤与其它光器件构成无源光网络实现数据双向传输的一种技术方案。其技术原理是在网络单元终端设置ONU设备，即光纤网络单元。在前端设置0LT，即光线路终端。采用波分复用技术，实现同一光纤的数据上下传输。一般一个0LT设备PON口在20km范围内分配32个ONU。接收功率为-8 dbmw~-23dbmw，中间分配通过无源光纤分支器（POS），完成数据的上下分支和集中，从而实现数据信号的双向传输。数据格式采用IP结构，符合IEEE的802.3标准，支持数字电视、宽带上网等多种数据业务。由于EPON数据信号使用IP结构，从而成为连接入网终端用户的一种最有效的通信方法。
1.2 EoC技术
EoC(Ethernet over Coax)是用于在同轴电缆上传输以太网数据信号的一种技术，主要将机房传送至小区或大楼的宽带数据信号通过电缆向用户传输，满足用户端多业务开展带来的高带宽需求，具有屏蔽功能和带宽高、抗干扰能力强的特点。
1.3 LAN方式
LAN方式接入是利用以太网技术，采用光缆+双绞线的方式对社区进行综合布线。其优点是可充分利用小区局域网的资源优势，技术成熟、成本低、结构简单、稳定性、可扩充性好；便于网络升级。
实际应用过程中，EPON+LAN的双线入户方式，针对的是相对整齐规范、较易布线的小区。另一种EPON+EOC的单线入户方式，针对一些难以布线的居民区。
2 松阳县有线电视网升级改造设计
2.1 系统结构
网络传输采用“光纤到楼、光机直带用户、EPON传输、同轴电缆五类线复合电缆入户、以太网接入”的网络结构。
光节点覆盖范围根据视频覆盖范围和数据覆盖范围及具体用户分布综合考虑。视频覆盖范围以750MHz频带系统按照70dB入户电平计算，分配网不设视频放大器，光接机信号直接带用户。分支分配器采用高隔离度的双隔离分支分配器，提高电缆分配网的抗干扰能力。设2.5dB的电平余量作为EOC头端插入损耗的预留。
数据接入主要分为LAN接入和EOC接入两种方式。LAN接入作为相当成熟的一种接入方式在条件适合的地方优先考虑。在使用LAN接入时其交换机串接级数不超过二级。
2.2 设计原则
1）先进性：具有大容量，高速度，能适应多媒体，综合业务应用需求；
2）可扩展性：易于增加新设备、新用户，易于和各类公用网、专业网连接，随着信息化的逐步实现能不断扩展业务，扩充用户；
3）高可靠性：容错容灾，具有抵抗外界环境和人为操作失误的能力，逐步形成可靠的自愈能力和网络检试管理能力；
4）标准化：通信协议和接口符合国际标准，并符合今后发展的主流；
5）开放性：能够容纳不同厂家设备的不同网络平台，在器材的选择方面掌握主动权；
6）安全性：具有保证信息不丢失，不被窃的机制；保障网络的安全；
7）实用性：具有较高的性能价格比。
2.3 设计构思
1）EPON+LAN方式
采用共缆分纤的方式把HFC网络融入到EPON组网方案系统中。具体做法是：主干采用四芯以上光纤连接前端与小区机房，一芯光纤传送IP数据走EPON网络，采用波分复用技术（上传采用1310光信号，下传采用1490光信号，实现IP数据的双向传输）。一芯光纤传输广播式有线电视，采用1550光波，其中包括数字电视、模拟电视信号。另外2芯备用。主干光缆到小区机房配置二个分路器，一个用于EPON数据传送，一个传输网络HFC信号。为了分路器维护及安装使用的通用性，EPON网络与HFC均使用三窗口（1550.1490.1310）光分路器。小区每个0NU点规划四芯光纤以星形方式连接机房，2芯备用。一芯光纤传送IP双向数据，一芯光纤传送广播式有线电视光信号。而每个0NU点既是数据光电双向转换节点，同时也是有线电视信号光接收点。本案中采用ACE公司提供的带光收模块的0NU。这种0NU的B型配置2个输入接口，可接入上述信号的2芯光纤。其输出一路射频信号，接同轴电缆，通过分支分配器传送至用户时可达到70db。另一路输出4组IP数据信号，采用LAN方式通过五类线分别连接下层交换机。虽然以严格的物理角度来说是两个完全不同的网络，但从整个系统，共缆传榆和综合业务的角度来讲，是一张统一光缆网络，是一个整体。从而节约了大量的原有HFC网络的电缆和设备等材料，既节约了投资成本，又减少了工程的施工量，给今后的运行维护也带来了方便。但是以上采用HFC光收与0NU共点的方案设计用户范围时，必须同时满足下列条件：
在同一ONU用户范围内，ONU同时满足到下面同一用户各点交换机五类线距离（控制在100M以内）以及同轴电缆电平损耗长度。也就是说，既要达到IP数据所要求的输出距离，又要满足单向HFC电缆网的系统要求。
2）EPON+EOC方式
与LAN入户不同的是，需要光接收点输出多留2.5DB的余量给EOC头端混合损耗，用户家中的EOC终端也有2.5DB的插入损耗。
2.4 主要特点
1）采用波分复用技术实现三波二纤的传输方式。前端到小区采用波分复用技术实现三波二纤传输，同时完成IP数据，有线电视两个网络的信号传输，提高了主干网的光纤利用率。小区到各点采用共缆分纤的方式，同时传输有线电视和数据信号。大大节约了HFC网络的投入成本，减少了工程量；
2）缩小了以前光节点设计的用户覆盖范围，整个系统的性能和运行质量与以前的HFC网络比有明显的提升。数据容量充裕，故障的范围应有所减少；
3）充分利用光纤资源，充分发挥光纤用于信号传输的各种优势。但在主干规划设计中，由于把分路器设置于小区机房，反而节约了主干网络的光纤资源。并且，局端设备与终端设计采用光纤接口，直接与光纤网络连接，无需外置光／电转换设备，中间只有1只无源分路器。采用星型拓扑结构，即减少了故障率和日常维护量，又降低了成本。系统中间环节的减少，提高了网络的整体可靠性和运行性能；
4）本方案中在网络各个环节的设计中都预留了一定的余量，包括光纤端口的余量、通道的带宽容量，以及信号的电平余量等，在今后的网络运行中，对各类业务的开展和网络全面整体升级提供了广泛的空间和可能；
5）每个ONU端口宽带最大可达到400Mbit/s，并且可通过网管自由分配，有效解决了各个ONU范围内不同用户数量和不同带宽分配要求；
6）以上方案考虑到新小区和老住宅区的网络情况，分别采取了不同的入户方式来解决双向传输问题。
3结论
地方数字电视改造升级是广播电视行业数字化的前提和基础。EPON+LAN和EPON+ EoC是目前数字电视传输网络中采用较为普遍的方式，在很大程度上解决了地方电视台有线电视数字化改造问题。与传统的模拟信号传输系统相比，实施网改后的数字双向网具有频带使用率高、故障低、传输信号损耗小等优点，大大提高了电视节目传输的可靠性和稳定性，从而为地方电视台今后发展提供了广阔的空间。
参考文献
[1]韩伟，吴贤纶，谷道，丁士??.光纤有线电视技术.
[2]高宗敏.广电宽带综合网设计实用教程.
[3]刘修文，袁士刚，等.数字电视技术实训教材.
