有线数字电视网络接入技术探讨

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[摘 要]本文结合多年工作经验，对有线数字电视网络接入技术谈一些看法。

[关键词]有线数字电视；网络；接入技术

中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0319-01

有线数字电视网络，是在充分利用计算机宽带网的设施基础上，以家用电视机作为主要终端设备，集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体，并通过某种互联网协议向家庭电视用户提供交互式数字多媒体服务的新技术。本文结合多年工作经验，对有线数字电视网络接入技术谈一些看法。

一、接入网的概念

接入网，英文缩写AN，过去被称为用户线，是用来连接用户终端设备CPE和本地交换局LE或CD的线路。真正的接入网与用户线是截然不同的，它不仅能传送用户信息，而且还具备复用、拥塞控制、交叉连接和管理功能是信息高速公路的“最后1km”。有线数字电视接入网的种类有很多，有铜线电缆接入、HFC接入、以太网接入、光纤接入等方式。无论采用哪种方式接入网都朝着数字化、宽带化、智能化、综合化和双向交互式方向发展。

二、有线数字电视接入网技术

1、铜线电缆接入技术

铜线电缆接入是传统电话网与有线电视网采用的主要接入方式，传统有线电视网是一个以同轴电缆为传输媒介的单向传输的树状总线式广播网络，不能实现多媒体宽带接入的功能。而以铜质双绞线为传输媒介的电话网在网络结构与用户规模上具有一定优势，但由于受信号传输带宽的限制，影响了它在多媒体宽带接入中的应用。近年来，以铜质双绞线为传输媒介的数字用户环路技术飞速发展，铜线电缆已成为宽带接入的一种可行方式。铜线电缆接入技术主要有不对称数字用户线（ADSL）技术、高速数字用户线（HDSL）技术、甚高比特率数字用户线（VDSL）技术等。

2、HFC接入技术

HFC（HybridFiberCoaxial）网是指光纤同轴电缆混合网，即传输介质采用光纤与同轴电缆混合组成的接入网，在实际应用中，通常采用光纤到服务区，并组成星状或环状结构，而在进入用户的“最后1公里”采用同轴电缆。

HFC网是一种新型的宽带网络，它融数字与模拟传输为一体、集光电功能于一身。在HFC网络上可同时开通多个频道的模拟广播电视节目以及大量的数字交互式电视节目，并能提供高速数据传输服务、信息增值业务以及电话业务，为电信网、计算机网、广播电视网的三网合一提供可行的实现方案。光纤具有频带宽、对信号衰减小、不易受外界干扰等特点，但光纤直接入户费用较高，因此采用HFC网是比较经济实用的选择。

HFC技术在数字电视有线网络中应用非常广泛，有线电视信道进行：HFC双向改造后可提供双向数据服务。此外，数据压缩技术与高效数字调制技术在HFC网上的应用，大大拓展了有线电视网络的频道容量和多功能服务能力，由于在一个常规模拟电视频道中可传输8～10套经压缩编码的标准数字电视节目，因而有线电视网具备了开展300～400套数字电视节目以及视频点播（VOD）等视频业务的能力，同时采用其他的先进技术还可以实现在有线电视网络中传送数据、话音以及因特网接入服务。

3、以太网接入技术（Ethemet）

以太网（Ethernet）是一种总线局域网，它采用CSMA/CD介质访问控制方法，是目前应用最广泛的局域网传输方式，随着类型与传输速率的巨大变化，其实用协议已经从IEEE802.3的10Base-T转向快速以太网100Base-T以及千兆位以太网1000Base-T。以太网的帧格式与IP一致，因而特别适合于传输IP数据。以太网技术将IP包直接封装到以太网帧中，是目前与IP网络配合最好的协议之一，它以变长帧来传送变长的IP包。随着因特网技术的迅速发展，以太网宽带接入已经日益成为多媒体宽带接入的理想选择。

以太网由局侧设备和户侧设备组成，传输介质可以用粗同轴电缆，也可以用细同轴电缆，还可以用双绞线。快速以太网的标准是IEEE802.3委员会的100BASE―T，可以提供100_Mbit/s的传输速率。在现有的以太网中加入一个交换式集线器，就构成了交换式以太网、交换式集线器为用户提供专用的以太网连接，使用户能独占系统带宽，提高传输速率。通常局端设备位于小区内，用户端设备位于居民楼内，也可以是局端设备位于商业大楼内，而用户端设备位于楼层内。其中局端设备提供与IP骨干网的接口，用户端设备则提供与用户终端计算机相连的10/100Base-T接口。局端设备具有汇聚用户端设备网管信息的功能，它还支持对用户的认证、授权、计费以及用户IP地址的动态分配。而用户端设备只有链路层功能，它工作在复用器方式下，各用户之间在物理层和链路层相互隔离，从而保证用户数据的安全性。此外，用户端设备可以在局端设备的控制下动态改变其端口速率，从而保证用户的最低接入速率，限制其最高接入速率，以支持业务的QoS保证。为保证设备的安全性，局端设备与用户端设备之间采用逻辑上独立的内部管理通道。局端设备不同于路由器，路由器维护的是端口一网络地址映射表，而局端设备维护的是端口一主机地址映射表；而用户端设备也不同于以太网交换机，以太网交换机隔离单播数据帧，不隔离广播地址的数据帧，而用户端设备仅仅实现以太网帧复用与解复用功能。

以太网是目前应用最广泛的一种局域网，它不需要网管中心和路由选择，成本低、安装方便，传输速率高。

4、光纤接入网技术

光纤接入网是指传输媒质为光纤的接入网。它是为本地交换机或远端交换模块与用户之间采用光纤通信技术或部分采用光纤通信技术的网络。光纤接入网技术可分有源光网络和无源光网络。

（1）无源光网络（PON）。无源光网络是指在0LT（光线路终端）和ONU（光网络单元）之间是光分配网络（ODN），没有任何有源电子设备，无源光网络中间的分路节点采用无源分光器，可以采用单纤单窗口、单纤双窗口或双纤单窗口等技术来实现信号传输，其中单纤单窗口技术是收发用同一根光纤，需要采用时间压缩复用；单纤双窗口技术是采用波分复用技术来实现同一根光纤上传送收发信号；而双纤单窗口技术则是用不同光纤来传送收发信号。通常，从局端OLT往ONU传送下行信号采用TDM技术，从ONU往局端OLT传送上行信号采用TDMA技术。由于不同ONU到局端的距离不等，上行信号到达局端设备OLT的时延也不相同，为避免不同的ONU上行信号在PON总线上产生重叠、互相干扰，并且保护收发通路能够同步，因此承载不同ONU信号的时隙之间要有一定间隔。

（2）有源光网络（AON）。有源光网络指在OLT和ONU之间是光远程终端（ODT），存在有源设备或网络系统，主要包括基于ATM、SDH、PDH、LAN的有源光接入网。源光网络比无源光网络简单、容易实现，其传输距离和容量均大于无源光网络，且易于扩展带宽，其缺点是有源设备需要机房、供电和维护。有源光网络局端到远端的连接可以是点对点的从OLT到有源光远程终端，也可以通过网络系统（例如SDH环网）连接到有源节点，分别形成光纤到远端单元（FTTR，FiberToTheRemoteUnit）和有源双星结构（ADS-FTTC）。0LT置于中心局主机数字终端中，局端的光线路终端（OLT）有若干个光用户单元（OSU），每个OSU带的ONU数量要根据ONU的总带宽来确定。

接入网中的引入光纤可根据用户分布，将光线路终端设置在用户附近的马路边，称为光纤到路边（FTTC）；将光线路终端设置到用户的住宅小区，称为光纤到小区（FTTZ）。如此类推，可有光纤到办公室（FTT0）和光纤到户（FTTH）等。

有源光网络指从端局（或中心局）到光网络单元之间存在有源设备，否则称为无源光网络。无源光网络具有成本低、容量大、寿命长、可靠性高、组网灵活、安装方便等特点得到广泛地应用。

三、结束语

总之，以上几种有线数字电视网络接入方式、用户负担的成本、可以提供的服务内容等方面不尽相同，所适用的范围也大不一样，因此在构建宽带社区时必须因地制宜。