有線電視網改造應向下一代網絡靠近

2004/10/10

　　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ是下一代網絡的主體，ＩＰ技術是實現計算機互聯網、傳統(tǒng)的電話網和有線電視網三網融合的關鍵技術。隨著Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技術的發(fā)展，最終將實現計算機互聯網、電話網（ＰＳＴＮ）和有線電視網實現三網融合。

　　下一代網絡除了能向用戶提供語音、高速數據、視頻信息業(yè)務外，還能向用戶方便地提供視頻會議、電話會議功能，而且能像廣播網一樣，向有此項要求的用戶提供統(tǒng)一的消息、時事新聞等。

　　目前全國各地都在進行有線電視網絡的雙向改造，有線電視網的雙向改造，是不可違背技術發(fā)展的規(guī)律的。首先應當研究下一代網絡的技術發(fā)展，在網絡雙向改造中，應當采用下一代網絡技術或靠近下一代網絡的技術，以便為過渡到下一代網絡奠定下良好的基礎。

　　一、下一代網絡的構成

　　分組化的、開放的、分層的網絡架構體系是下一代網絡的顯著特征。業(yè)界基本上按業(yè)務層、控制層、傳送層（媒體層）、接入層四層劃分，各層之間通過標準的開放接口互連。

　　業(yè)務層：一個開放、綜合的業(yè)務接入平臺，在電信網絡環(huán)境中，智能地接入各種業(yè)務，提供各種增值服務，而在多媒體網絡環(huán)境中，也需要相應的業(yè)務生成和維護環(huán)境。在ＮＧＮ中，業(yè)務層由一系列的業(yè)務應用服務器組成，提供各種各樣的業(yè)務控制邏輯，完成增值業(yè)務處理。同時提供開放的第三方接口?熏易于引入新型業(yè)務

　　控制層：主要指網絡為完成端到端的數據傳輸進行的路由判決和數據轉發(fā)的功能，它是網絡的交換核心，目的是在傳輸層基礎上構建端到端的通信過程，軟交換?穴Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ?雪將是下一代網絡的核心，體現了ＮＧＮ的網絡融合思想。

　　傳送層：面向用戶端支持透明的ＴＤＭ線路的接入，在網絡核心提供大帶寬的數據傳輸能力，并替代傳統(tǒng)的配線架，構建靈活和可重用的長途傳輸網絡，一般為基于ＤＷＤＭ技術的全光網。傳送層獨立于業(yè)務控制提供ＱｏＳ保證的分組化大容量骨干傳送平臺。

　　接入層：在用戶端支持多種業(yè)務的接入，提供各種寬窄帶、移動或固定用戶接入。接入設備應能向上連接高速傳輸線路，向下支持多種業(yè)務的接口。

　　二、下一代網絡的特征

　　下一代網絡是一個高度融合的網絡，融合的特征主要體現在如下幾個方面：

　　技術融合：電信技術、數據通信技術、移動通信技術、有線電視技術及計算機技術相互融合，出現了大量的混合各種技術的產品：路由器支持話音、交換機提供分組接口等。

　　網絡融合：傳統(tǒng)獨立的網絡：固定與移動、話音和數據開始融合，逐步形成一個統(tǒng)一的網絡。

　　業(yè)務融合：未來的電信經營格局絕對不是數據和話音的地位之爭，而更多地是數據、話音兩種業(yè)務的融合和促進，同時，圖像業(yè)務也會成為未來電信業(yè)務的有機組成部分，從而形成話音、數據、圖像三種在傳統(tǒng)意義上完全不同的業(yè)務模式的全面融合。大量話音、數據、視頻融合的業(yè)務，如ＶＯＤ、ＶｏＩＰ、ＩＰ智能網、Ｗｅｂ呼叫中心等業(yè)務不斷廣泛應用，網絡融合使得網絡業(yè)務表現更為豐富。

　　產業(yè)融合：網絡融合和業(yè)務融合必然導致傳統(tǒng)的電信業(yè)、移動通信業(yè)、有線電視業(yè)、數據通信業(yè)和信息服務業(yè)的融合，數據通信廠商、計算機廠商開始進入電信制造業(yè)，傳統(tǒng)電信廠商大量收購數據廠商。

　　三、下一代網絡能提供的新業(yè)務

　�。危牵卧谠�有的ＰＳＴＮ，ＩＳＤＮ，智能網等等業(yè)務的基礎上又增加了許多自己特有的業(yè)務，如下：

　　入口業(yè)務：主要是針對用戶的終端環(huán)境，為其提供監(jiān)控，協(xié)調等功能，并能為用戶提供個性化的業(yè)務環(huán)境。它是ＶＨＥ?穴Ｖｉｒｔｕａｌ Ｈｏｍｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ?雪的基本功能組成部分。

　　增強型多媒體會話業(yè)務：保持多方多媒體會話，而不會因為有會話方的加入或離開，以及會話方終端的變換而終止會話。

　　可視電話：能建立在移動／固定，移動／移動，固定／固定電話之間的可視呼叫。

　　Ｃｌｉｃｋ ｔｏ Ｄｉａｌ：能在個人業(yè)務環(huán)境或Ｗｅｂ會話中提供Ｃｌｉｃｋ ｔｏ Ｄｉａｌ的業(yè)務直接對在線用戶或服務器發(fā)出呼叫。

　�。祝澹鈺�議業(yè)務：能通過ＷＥＢ ｂｒｏｗｓｅｒ來組織多方的多媒體會議。

　　增強型會話等待：允許用戶處理實時的呼叫（如實時的呼叫屏等）。

　　語音識別業(yè)務：能自動識別語音并相應的作出標準的或事先用戶設定的操作。

　　Ｔｅｘｔ－＞Ｓｐｅｅｃｈ－＞Ｔｅｘｔ：支持文本到語音雙向轉換。

　　基本定位業(yè)務：主要用在手機上，提供實際的地理位置

　　個人路由策略：根據不同的時間，系統(tǒng)對照用戶的Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｆｉｌｅ有選擇的把入呼叫轉移到不同的話機上。

　�。郑希模阂曨l點播業(yè)務，用戶可以根據需要訂閱不同的視頻流服務。

　　增強型的呼叫功能：因為呼叫類型的增加，參與呼叫用戶類型的增加，從而相應的呼叫／會話的轉移等業(yè)務也得到了相應的加強。同時還增加了會話合并功能，即兩個出呼叫或入呼叫可以整合成一個三方會話。

　　四、有線電視網雙向改造的要求

　　一個優(yōu)秀的雙向改造方案，應滿足以下幾個方面的要求。

　　首先，應滿足寬帶高速要求。因為信息業(yè)務媒體的融合，綜合信息業(yè)務成為發(fā)展方向。數據業(yè)務要高速，視頻業(yè)務要寬帶。而且因為信息業(yè)務是對每個用戶的，所以寬帶高速也是對每個用戶而言的�！　�

　　其次，改造后的網絡應當是開放的。雖然經過幾年的爭論，確立了ＩＰ技術在信息網絡中的地位。實際上ＩＰ和ＡＴＭ各有優(yōu)勢。ＩＰ有優(yōu)勢也存在著很多缺陷。在今后的發(fā)展中，ＩＰ需要吸收ＡＴＭ和電信網很多成熟的技術，吸收很多新技術。ＩＰ的發(fā)展還不可預見。網絡每變化一次，都是翻天覆地的大工程，而網絡技術卻是日新月異不斷發(fā)展變化的。網絡不可能隨著技術的不斷發(fā)展而變化。改造后的雙向網絡應是開放的，以適應不斷發(fā)展變化的信息技術的需要和信息業(yè)務的需要。

　　第三，能科學的利用有線電視網的剩余頻帶資源。有線電視網的剩余頻帶資源，表面上看起來都是兩段，低端的５～６５ＭＨｚ，高端的５５０～７５０（或８６２）ＭＨｚ，但是在ＨＦＣ有線電視網的傳輸通道中，不同位置剩余頻帶的共用戶數不同，那么它的使用價值也就不同。從前端（或分前端）到光節(jié)點的光傳輸部分，剩余頻帶為每個光節(jié)點的所有用戶數所共用。因此總起來看很寬，而平均對每個用戶而言，就顯得很窄。所以在光傳輸部分，很多有線電視網絡公司在向每個光節(jié)點敷設光纖時，就已經充分考慮了這種情況�！　�

　　第四，信息業(yè)務要求傳輸網要有很高的可靠性。電信網為了提高可靠性，采取了一系列極其苛刻的措施。在供電方面，采用多種備用方案。在網絡方面，采用冗余熱備用、自愈環(huán)、ＳＤＨ自動交叉連接等。有線電視網本身的可靠性是不高的，特別是樹枝型分配網。為了不斷分枝，中間有很多電纜接口，有很多無源器件和有源器件。在網絡改造中，如何提高網絡的可靠性，也是一項重要任務。

　　第五，一定能在雙向改造之后的有線電視網絡上，開展綜合信息業(yè)務，參與信息業(yè)務的市場競爭。這是因為首先把單向網改造成雙向網，投資少，極好的提高了網絡的競爭能力，擴張網絡的功能，可為有線電視用戶在優(yōu)勢價格的基礎上，提供新的信息服務業(yè)務，這是備受國家和人民群眾歡迎的。當然是應當積極行動的。

　　五、有線電視網絡目前的改造方案

　　有線電視網絡有豐富的網絡資源，有寬的傳輸頻帶，有廣泛的群眾基礎，有豐富的信息資源。

　　單向傳輸的有線電視網無論要開展何種雙向業(yè)務，所遇到的首要問題就是雙向改造。雙向改造是有線電視網從單功能向多功能發(fā)展、從廣播電視網向信息網發(fā)展的第一道門坎。有線電視網必須改造成寬帶高速，能支持語音、高速數據和多媒體業(yè)務的綜合業(yè)務網。

　　目前有線電視網雙向改造的主流方案是使用Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ的雙向改造，另一個是不屬于網絡改造方案的發(fā)展方案———千兆以太網方案。

　　1、Cable Modem的雙向改造方案

　　Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ的通信和普通Ｍｏｄｅｍ一樣，是數據信號在模擬信道上交互傳輸的過程，但也存在差異，普通Ｍｏｄｅｍ的傳輸介質在用戶與訪問服務器之間是獨立的，即用戶獨享傳輸介質，而Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ的傳輸介質是ＨＦＣ網，將數據信號調制到某個傳輸帶寬與有線電視信號共享介質；另外，Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ的結構較普通Ｍｏｄｅｍ復雜，它由調制解調器、調諧器、加／解密模塊、橋接器、網絡接口卡、以太網集線器等組成，它無須撥號上網，不占用電話線，可提供隨時在線連接的全天侯服務。

　　目前Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ產品有歐、美兩大標準體系，ＤＯＣＳＩＳ是北美標準，ＤＶＢ／ＤＡＶＩＣ是歐洲標準。兩大標準體系的頻道劃分、頻道帶寬及信道參數等方面的規(guī)定，都存在較大差異，因而互不兼容。北美標準是基于ＩＰ的數據傳輸系統(tǒng)，側重于對系統(tǒng)接口的規(guī)范，具有靈活的高速數據傳輸優(yōu)勢；歐洲標準是基于ＡＴＭ的數據傳輸系統(tǒng)，側重于ＤＶＢ交互信道的規(guī)范，具有實時視頻傳輸優(yōu)勢。從目前情況看，兼容歐洲標準的Ｅｕｒｏ ＤＯＣＳＩＳ１．１標準前景看好，我國信息產業(yè)部－ＣＭ技術要求（征求意見稿）類似于這一標準。

　　有線電視ＨＦＣ網絡是一個寬帶網絡，具有實現用戶寬帶接入的基礎。１９９８年３月，ＩＴＵ組織接受了ＭＣＮＳ的ＤＯＣＳＩＳ標準，確定了在ＨＦＣ網絡內進行高速數據通信的規(guī)范，為電纜調制解調器（Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ）系統(tǒng)的發(fā)展提供了保證。由于在ＨＦＣ的數據通信系統(tǒng)Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ中采用了ＩＰ協(xié)議，所以很容易開展基于ＩＰ的業(yè)務。通過Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ系統(tǒng)，用戶可以在有線電視網絡內實現國際互聯網訪問、ＩＰ電話、視頻會議、視頻點播、遠程教育、網絡游戲等功能。

　　2、千兆以太網方案

　　傳統(tǒng)以太網技術不屬于接入網范疇，而屬于用戶駐地網（ＣＰＮ）領域。然而其應用領域卻正在向包括接入網在內的其它公用網領域擴展。歷史上，對于企事業(yè)用戶，以太網技術一直是最流行的方法，利用以太網作為接入手段的主要原因是：（１）以太網已有巨大的網絡基礎和長期的經驗知識；（２）目前所有流行的操作系統(tǒng)和應用都與以太網兼容；（３）性能價格比好、可擴展性強、容易安裝開通以及可靠性高；（４）以太網接入方式與ＩＰ網很適應，同時以太網技術已有重大突破，容量分為１０／１００／１０００Ｍｂ／ｓ三級，可按需升級，１０Ｇｂ／ｓ以太網系統(tǒng)也即將問世。

　　１９９８年以來我國很多城市有線電視網絡在其ＨＦＣ網的光纜網上直接架設寬帶ＩＰ城域網，提供高速上網和寬帶交互業(yè)務，發(fā)展迅速。目前有線電視寬帶城域網千兆以太網方案的是將千兆以太網與ＤＷＤＭ技術結合在光纜網上架構成寬帶ＩＰ城域網。

　　密集波分復用技術（ＤＷＤＭ）是在一根光纖中能同時傳輸多個波長的光信號的一種技術，其原理是：在發(fā)送端將不同波長的光信號組合，在接收端又將組合的光信號分開送入不同的終端，這意味著，原來只能采用一個波長作為載波的單一信道，變?yōu)閿祩�不同波長的光信道同時在光纖中傳輸，從而使光通信的容量成倍提高。

　　千兆以太網（ＧＥ）與ＤＷＤＭ技術結合的方案是ＧＥ ｏｖｅｒ ＤＷＤＭ，它可以提供幾十個千兆位的通信帶寬，而且具有以太網的簡易性，與其它類似速率的通信技術相比，具有價格低廉的特點。ＧＥ ｏｖｅｒ ＤＷＤＭ實現了以太網基礎之上的平滑過渡，綜合平衡了現有的端點工作站、管理工具和培訓基礎的各種因素。千兆以太網采用８０２．３ｚ標準，與現有的１０／１００Ｍｂｐｓ以太網標準、ＣＳＭＡ／ＣＤ協(xié)議完全兼容，并支持全雙工操作。由于這些特點，ＧＥ ｏｖｅｒ ＤＷＤＭ將成為有線電視城域網ＩＰ主干網的理想技術。

　　ＩＰ ｏｖｅｒ ＤＷＤＭ技術是將ＤＷＤＭ技術和成熟的ＩＰ傳輸技術結合的產物。ＩＰ ｏｖｅｒ ＤＷＤＭ就是讓ＩＰ數據包直接在光路上跑，減少網絡層之間的冗余部分。由于省去了中間的ＡＴＭ和ＳＤＨ層，其傳輸效率最高，節(jié)省了網絡運行成本，同時也降低了用戶的費用，是一種最直接、最經濟的ＩＰ網絡結構體系。ＧＥ ｏｖｅｒ ＤＷＤＭ是ＩＰ ｏｖｅｒ ＤＷＤＭ的一種廉價方式，非常適用于有線電視網絡大型城域ＩＰ骨干網的建設。

　　目前我國一些城市ＨＦＣ網光纜布設已有一定規(guī)模，一個城市有數百個乃至數千個光節(jié)點。同軸電纜網目前一時無法全面啟動ＨＦＣ雙向因特網接入業(yè)務，由于ＨＦＣ網的光纜部分是雙向的，從拓撲結構看，有線電視ＨＦＣ網的光纜部分最能滿足城市寬帶ＩＰ骨干網的要求，因而可利用有線電視預留光纖架構獨立于有線電視ＨＦＣ網的寬帶ＩＰ網。邵陽有線電視網絡也采用這種方式。

　　它的基本結構是在總站和各分中心之間用環(huán)型光纜連接，各分中心用星型光纜網連接各個光節(jié)點，各個分中心可以成為寬帶匯接點ＧｐｏＰ ｇｉｇｂｉｔ ｐｏｐ，連接各個分中心的環(huán)形光纜網，用ＩＰ ｏｖｅｒ ＤＷＤＭ架構多路千兆以太網，一個分中心ＧＰＯＰ通過光纖可以連接上百個光節(jié)點。由于每個光節(jié)點小區(qū)方圓僅數百米，可以用光纖接入企事業(yè)單位用戶，提供局域網連接、專線租用、寬帶因特網接入等多種寬帶數據業(yè)務服務。

　　這種接入系統(tǒng)從光節(jié)點到用戶接入網的施工量和成本較將單向ＨＦＣ網改造成雙向用電纜調制解調器架構寬帶ＩＰ網成本要低得多。維護管理也更方便。該接入系統(tǒng)在用戶端只需一塊以太網卡或快速以太網卡，在分中心，該接入系統(tǒng)只需路由交換機，在光節(jié)點處，該接入系統(tǒng)設置一臺路由交換機通過居民樓的交換機連接終端用戶。在光節(jié)點ＧＰＯＰ處可以通過ＳＮＭＰ管理覆蓋區(qū)內所有的交換機設置ＶＬＡＮ，進行ＱｏＳ控制等，每一個用戶獨享１０Ｍｂ／１００Ｍｂ／ｓ通道。

　　在我國實現ＦＴＴＣ１０／１００／１０００Ｍｂ／ｓ以太網到用戶網絡布設條件已經成熟。根據有線電視網絡的實際情況與需求，系統(tǒng)可采用網型網絡拓撲結構，即在城市的一級主干網絡上采用環(huán)形網絡拓撲結構，在支干網絡上采用大星形＋小環(huán)形拓撲結構，通過主干網絡上的ＨＵＢ主節(jié)點工作站，經二級干線網呈全星型拓撲分配到光節(jié)點。

　　利用有線電視網預留光纖實現ＣＡＴＶ＋計算機網構成接入網的方案具有現實意義。在此方案中，原來的ＣＡＴＶ網仍作為廣播網向用戶提供ＴＶ信息，計算機網則單獨構成，即應用光纜中富裕的２根光纖構成數據鏈路。在ＣＡＴＶ的前端設置千兆位路由交換機（其出口可直接和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ網實現互聯），應用光纖數據傳輸系統(tǒng)，用２根光纖連接到服務區(qū)，在服務區(qū)，通過光收發(fā)設備及路由器，經過計算機網用５類線連接到用戶計算機的網卡上。在這種接入網結構中，ＣＡＴＶ入戶線和計算機網入戶線是分開的，兩個網相互獨立，僅在前端有連接。對用戶來說，只需要計算機附加一個網卡，目前不僅網卡便宜，連接用戶的網絡線也很便宜，計算機網的傳輸速率可以很高。

　　但怎樣評價有線電視網雙向改造方案的得與失，標準有兩個，一是它是否滿足了開展業(yè)務的需要，二是它是否符合信息網絡的發(fā)展方向，而且后者更重要。因為當前是網絡技術的活躍發(fā)展時期，任何精心策劃的優(yōu)秀改造方案也不可能一步到位。因為技術是不斷發(fā)展的，無止境的。但必須是符合信息網絡技術發(fā)展方向的。這樣它就能隨著網絡技術的發(fā)展，可以不斷吸收新技術，就能隨著技術的不斷發(fā)展而不斷完善，不斷進步，發(fā)展成一代新興的網絡。否則，技術發(fā)展之后，就要推倒重建。在當前信息網絡技術發(fā)展方向已初露曙光的今天，這種失誤是不允許的。

　　下一代網絡的一大特征是開放的網絡構架體系、業(yè)務和網絡各自獨立。當前的Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ改造方案，沒有擺脫有線電視網建設初期的頻譜配置方案，按照這樣的頻譜配置產生了Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ，而后套裝在這樣的網絡上，產生了這樣的應用業(yè)務。這是一個精心設計的方案，確是一個閉合的網絡。未來城域網要求寬帶高速，它不滿足。未來業(yè)務是綜合業(yè)務，它無力支持。用戶僅能在網絡上開展數據業(yè)務，要提高速率網絡還需要不斷更新。這種改造是短視的，在電信網千方百計向下一代網絡演進時，有線電視網的改造卻不顧網絡的這種發(fā)展趨勢，是值得研究和反思的。現在有一部分城市開離ＨＦＣ有線電視網的雙向改造，采用千兆以太網技術發(fā)展數據業(yè)務。這是對有線電視網雙向改造的背離，是對用Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ的雙向改造方案失去信心的表現。

　　六、有線電視網絡的雙向改造必須朝下一代網絡方向走

　　電信網迫切感到必需向下一代網絡轉型。有線電視網的雙向改造不可違背技術發(fā)展的規(guī)律的。首先應當研究下一代網絡的技術發(fā)展，在網絡雙向改造中，應當采用下一代網絡技術或靠近下一代網絡的技術，以便為過渡到下一代網絡奠定下良好的基礎。

　　有線電視網在語音和數據通信方面都沒有歷史，也就沒有包袱。因此有線電視網在單向網向雙向網的改造中，就像一張白紙，正好畫最新最美的圖畫。應當緊跟當前信息網絡技術的發(fā)展方向，去研究雙向改造方案。應當采用最新的、最有發(fā)展前景的技術去改造網絡，首先要選準有線電視網的正確位置，而后確定一個正確的網絡改造方向。

　　ＨＦＣ有線電視網的雙向改造成功與否，決定它的發(fā)展命運。在網絡雙向改造方面，應當是高起點、大氣勢、營造出市場競爭的信心和決心。如果能把有線電視網經過改造而成為技術先進、品質優(yōu)良的信息網絡，這就是和傳統(tǒng)網絡運營商競爭的銳利武器。

　　有線電視網是和電信網、計算機網并行的國家三大信息網絡之一。它有一張覆蓋全國的光纜、電纜混合網，終端連接著一億個用戶，而且還在以每年５００萬戶的速度穩(wěn)步發(fā)展中。因此它的改造效果必須和它的地位相適應，以便和其它網絡在業(yè)務市場中開展競爭，促進信息技術發(fā)展，采用高起點，直接建設下一代網絡技術相融合的網絡。有線電視網的雙向改造是要建成連接千家萬戶的新型城域網，應當把網絡的長遠規(guī)劃、長遠目標放在首位，網絡的改造目標要真正順著寬帶高速，支持綜合業(yè)務這個網絡發(fā)展方向，而且現在已具備這個條件。