摘 要：數(shù)字電視發(fā)展以提供個性化數(shù)字電視與全數(shù)字電視廣播的傳輸與接入服務為目標，與此同時，有線數(shù)字光分組交換網(wǎng)絡作為新的發(fā)展方向處于核心地位。文章將針對光分組產(chǎn)生、光分組再生等幾個方向進行深入研討，并以光分組交換物理層協(xié)議配置為分析的重點，力求為新一代有線數(shù)字電視的發(fā)展提供一些建議。

關鍵詞：有線數(shù)字電視；光分組交換；網(wǎng)絡物理層；協(xié)議配置

現(xiàn)階段，新一代有線數(shù)字電視以光分組交換網(wǎng)絡為核心，隨著科學技術的不斷進步，逐步完善了全光網(wǎng)絡的發(fā)展，實現(xiàn)了個性化數(shù)字電視及全數(shù)字電視廣播傳輸與服務的基本內(nèi)容和目標。在這個過程中我們要克服快速光記憶器件缺乏等一系列問題，并根據(jù)編碼設計、光分組產(chǎn)生等原理，優(yōu)化網(wǎng)絡物理層協(xié)議配置。

1 有線數(shù)字電視光分組交換網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

有線數(shù)字電視光分組交換網(wǎng)絡有三大基礎性業(yè)務，及高速因特網(wǎng)信息瀏覽及IPTV業(yè)務、節(jié)點交換廣播形式視頻業(yè)務、IP語音業(yè)務。此外，在發(fā)展理念上以實現(xiàn)業(yè)務提供與用戶駐地分離為根本，在傳輸與節(jié)目分離的技術支持下努力提高新一代有線數(shù)字電視的服務范圍。這就需要我們對有線數(shù)字電視光分組交換網(wǎng)絡進行全新的分解、重組。其網(wǎng)絡構(gòu)成圖1所示。此外，新一代有線數(shù)字電視光分組網(wǎng)絡具有負載透明、標記和交換采用電控制的特征，是現(xiàn)階段光電技術的新突破。

2 有線數(shù)字電視光分組交換網(wǎng)絡物理層協(xié)議配置分析

2.1 光分組產(chǎn)生

光分組最重要的功能就是碼速提升，即分組壓縮的能力。通過壓縮功能能夠保證數(shù)字電視信息可以有效的嵌入分組頭部分，與此同時，保護時間和嵌入分布可以在邊緣交換機的輔助下完成。因此，由光分組頭中控制的信息會隨著保護時間的延長而降低分組同步的要求，即在分組長的情況下能夠有效地解決鏈路利用率低的問題。此外，在光分組工作進行的同時需要強調(diào)IP分組的兼容性，并優(yōu)化分組頭大小。具體而言，當分組頭較大時，所需的光緩存較大，靈活性較差。反之，當分組頭較小時，其靈活性較好，但是會造成網(wǎng)絡運輸質(zhì)量較低的問題。因此，我們需要針對情況進行取舍，將問題逐一解決。

在完成光分組交換任務的過程中，對低速分組頭進行高速負荷傳輸，能夠為電路處理提供有利條件。例如：降低了對電路性能上的要求，減少延時等。與此同時，為了保證分組傳輸?shù)男剩ǔＧ闆r下，我們要求分組錯誤率與分組頭大保持統(tǒng)一。而分組頭信息主要由兩方面構(gòu)成，一是同步比特，另一是路由信標志比特。為了更好的完成節(jié)點交換和光纖延遲分組的任務，一般情況下我們會將光分組設計為時間長度固定的模式。

2.2 光分組編碼設計與分組頭處理分析

新一代有線數(shù)字光分組網(wǎng)絡技術主要依靠于網(wǎng)絡物理層技術的開展和應用，其核心技術是帶外信令編碼技術。即通過分離數(shù)據(jù)信道和控制信道，逐步實現(xiàn)凈荷與分組頭在不同信道中的傳輸任務。而帶外令編碼技術主要可以分為兩種形式，及雙波長和副載波復用。其中，副載波復用編碼在操作過程中，凈荷與分組頭處于同一波長，在交換節(jié)點位置完成分組頭的提取。而新一代有線數(shù)字電視的分組頭處理是依靠半導體光放大器來進行的，因此需要完成以下兩大步驟。首先，有效地協(xié)調(diào)應用交叉增益調(diào)制頻率的特征，對凈荷的波長數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)變，完成壓縮分組頭。隨后，對分組頭進行刷新和替換。

2.3 光分組再生與同步技術分析

在有線數(shù)字電視網(wǎng)絡構(gòu)成中全光通道并不支持完全再生的功能。與此同時，我們得知光信號在傳輸?shù)倪^程中經(jīng)常會受到多種因素的干擾，具體包括非線性因素和色散等。這將對電視網(wǎng)絡的規(guī)模造成直接影響。因此，光分組再生需要通過異步數(shù)字光再生器實現(xiàn)技術上的突破，即輸入時鐘數(shù)據(jù)頻率和相位，并轉(zhuǎn)變再生比特率和相位。為了更好的滿足網(wǎng)絡同步光分組交換的要求，在分組交換網(wǎng)中需要針對固定時間長度的分組進行分組時隙調(diào)制和應用，該步驟能夠有效地保證光分組在進入到交換節(jié)點的時間與時鐘相位保持一致。

2.4 光分組交換流量控制

對于新一代有線數(shù)字電視光分組網(wǎng)絡的配置，其交換流量的分配方式主要為動態(tài)分配。即，通過網(wǎng)絡可以實現(xiàn)從每個站點對其他站點流量狀況的統(tǒng)計和分析，從而更好的實現(xiàn)流量的配置，提高分配效率。而動態(tài)分配的形式主要有T-WDMA協(xié)議和無丟失調(diào)度方案。

T-WDMA協(xié)議主要是指，對即將被發(fā)射的站點和分組進行送接收機相通信，并在時隙下完成分組發(fā)送。而常見的網(wǎng)絡接收機主要可分為傳送數(shù)據(jù)用途和控制性用途兩大方面。無丟失調(diào)度方案主要是指，以每個站點排隊頭中的分組信息為該方案建立的基礎，這就需要將控制信息傳輸給每個發(fā)射的站點和接收的站點。但是其劣勢也較為明顯，即時間的延長。在兩種方案的比較中，我們認為在T-WDMA協(xié)議有可能出現(xiàn)分組排頭沖突的問題，此時，僅有部分信息能夠被正常發(fā)射，其余將被阻止和丟棄。而無丟失調(diào)度方案也存在延遲問題，即信道時隙存有潛在的沖突問題，此時會直接降低系統(tǒng)信息的吞吐量，難以保證其有序的發(fā)送。

2.5 光分組交換調(diào)度方案的完善與優(yōu)化

通過上述分析，我們認為T-WDMA協(xié)議和無丟失調(diào)度方案并不是最佳的選擇。時間的延長和數(shù)據(jù)的丟失主要是由于信源端排隊的信息狀態(tài)不完整造成的。故，在缺失的情況下難以避免信息傳送問題的發(fā)生。因此，我們迫切的需求研發(fā)出新的光分組交換調(diào)度方案，有效地提高信息狀態(tài)，達到全面性和完整性層面的要求，減少延遲情況的發(fā)生。在不斷的嘗試中，我們發(fā)現(xiàn)信息并不會每分鐘都占據(jù)信道時隙，即站點信息在某一個時隙時很有可能處于空閑狀態(tài)，這就說明優(yōu)化排隊狀態(tài)可以縮短的延遲，從而保證設計吞吐量不受干擾。

3 結(jié)束語

通過本次研究，我們對光分組的產(chǎn)生，編碼方案以及光分組的再生進行了解，并對新一代有線數(shù)字電視光分組交換網(wǎng)絡的物理結(jié)構(gòu)進行了分析。其主要問題在于快速光記憶器的缺失以及光分組交換器集成度較低，因此開發(fā)智能的光網(wǎng)絡設計，利用好光電優(yōu)勢，有利于技術的革新。

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