葉 楠

（福州理工學(xué)院 工學(xué)院，福建 福州 350506）

在光纖入戶三網(wǎng)融合的大趨勢下，各大運營商逐漸向視頻業(yè)務(wù)發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)電視 OTT和IPTV的雙模融合，對有線電視網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了較大的沖擊[1]。本文提出了一種廣播電視環(huán)境下的萬兆 IP廣播方案，根本解決了有線電視網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)Cable線入戶的帶寬局限性問題，拓寬了電視業(yè)務(wù)的支撐能力。

1 現(xiàn)有數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)及光纖入戶方案

傳統(tǒng)廣播電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

傳統(tǒng)的廣播電視系統(tǒng)通過對音視頻進(jìn)行編碼和復(fù)用加擾，再通過QAM設(shè)備調(diào)制后輸出可在cable中傳輸?shù)腝AM信號，最后經(jīng)過光發(fā)和入戶分配器到用戶終端。

通過對傳統(tǒng)廣播電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)的分析，可以得出現(xiàn)有廣播系統(tǒng)存在的問題[2]：

（1）受空間無線頻道影響，實際頻道數(shù)遠(yuǎn)小于規(guī)劃頻道數(shù)；

（2）因規(guī)劃的帶寬為1 000 M，后期向高清或3D電視發(fā)展時無法滿足帶寬需求；

（3）光接收機以下為電纜網(wǎng)，射頻指標(biāo)的影響較大。

圖1 傳統(tǒng)廣播電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框圖

基于傳統(tǒng)廣播電視網(wǎng)絡(luò)調(diào)制信號實現(xiàn)光纖入戶的方案如圖2所示。

圖2 傳統(tǒng)廣播電視網(wǎng)絡(luò)調(diào)制信號光纖入戶方式

現(xiàn)有數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的傳輸原理是把信息調(diào)制到載波上進(jìn)行傳輸，被調(diào)制載頻的包絡(luò)為所要傳輸?shù)男盘枺徽{(diào)制的載頻在導(dǎo)體上傳輸。導(dǎo)體可以是金屬線纜、光纜等。無線傳輸時的介質(zhì)為空氣。分配機制是無源分配，是功率分配，而不是帶寬分配，所以發(fā)端到入戶帶寬相等。由于發(fā)端和收端有約定，發(fā)端把信息調(diào)制到規(guī)定好的頻點上，收端按規(guī)定的頻點接收，并進(jìn)行解調(diào)解碼即可獲取所要的信息。

對圖1和圖2進(jìn)行比較可以看出，光纖入戶前，前端對TS流進(jìn)行復(fù)用并調(diào)制到載頻上傳輸，載頻指標(biāo)決定傳輸鏈路指標(biāo)。光接收機在小區(qū)或樓頭，光接收機下為電纜網(wǎng)，同軸線入戶。入戶廣播帶寬為860兆。光纖入戶后，前端和光纖入戶前一樣，傳輸信號仍然是調(diào)制載頻。載頻指標(biāo)決定傳輸鏈路指標(biāo)。光接收機小型化后入戶。實現(xiàn)了光纖入戶，但和電纜網(wǎng)相通，入戶廣播帶寬為860兆。

由此說明，基于傳統(tǒng)數(shù)字電視系統(tǒng)架構(gòu)可實現(xiàn)光纖入戶，但其技術(shù)指標(biāo)和傳輸帶寬仍然是原電纜網(wǎng)的技術(shù)和傳輸帶寬，仍然存在傳輸鏈路指標(biāo)要求和最高帶寬限制的問題。

采用PON+RF調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)光纖入戶，沿用了目前 HFC的技術(shù)，并沒有發(fā)揮光纖介質(zhì)的帶寬優(yōu)勢，對未來4K/8K超高清、大帶寬節(jié)目的傳輸支持存在不足。采用PON的IPTV方式實現(xiàn)光纖入戶，實現(xiàn)了全 IP的雙向化傳輸。但直播節(jié)目與寬帶業(yè)務(wù)共享下行帶寬，會造成直播節(jié)目和寬帶業(yè)務(wù)之間互相侵占帶寬；同時，由于用戶整體有效靜態(tài)帶寬小，也無法支持超高清和4K節(jié)目的100%用戶覆蓋，無法保障廣播效果[3]。

2 萬兆IP廣播光纖入戶設(shè)計要點分析

為滿足全業(yè)務(wù)IP化接入策略，萬兆IP廣播光纖入戶方案應(yīng)當(dāng)符合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)架構(gòu)簡單化、技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)化、信號傳輸 IP化、接入網(wǎng)絡(luò)無源化的特點[4]。

第一，對要傳輸?shù)膹V播電視信號進(jìn)行IP化，但不采用IPTV的單播或組播方式，而是對IP化的廣播電視信號仍按有線電視廣播模式傳輸。

第二，在光網(wǎng)絡(luò)條件下，對 IP化廣播電視信號取消原有同軸網(wǎng)有線電視傳輸系統(tǒng)電信號層的調(diào)制解調(diào)環(huán)節(jié)，對 IP化廣播電視信號進(jìn)行直接廣播方式傳輸。從而保留和利用了有線電視網(wǎng)絡(luò)的廣播特性，直播頻道的播出仍然保持廣播功能。

第三，在光纖終端接收機中，研發(fā)一個接收電路，相當(dāng)于原來有線電視接收終端的高頻頭，在 IP廣播電視信號中選擇用戶想要收看的廣播電視節(jié)目。

第四，雙向通道，不考慮 EOC、CMTS、CDOOSIS等技術(shù)，直接采用PON技術(shù)，達(dá)到萬兆廣播加PON入戶。

3 萬兆IP廣播系統(tǒng)建設(shè)方案

3.1 數(shù)字電視系統(tǒng)前端改造

萬兆 IP廣播前端系統(tǒng)改造整體流程如圖 3所示。

通過搭建新的萬兆 IP廣播平臺，對編碼器輸出、核心交換機、中間件交換機、EPG交換機、CA交換機和獨立加擾器進(jìn)行重新整合。前端不再對編碼后的TS流IP包進(jìn)行復(fù)用，而是以單節(jié)目流的方式輸出，并且編碼器輸出端口應(yīng)為該節(jié)目的IP端口號。

圖3 萬兆IP廣播前端系統(tǒng)改造流程

3.2 全業(yè)務(wù)縣市機房接入

VOD平臺業(yè)務(wù)通過推流交換機至地市節(jié)點后則不再沿用IPQAM收流與轉(zhuǎn)換輸出，直接采用I-TMUX廣播交換機設(shè)備，再根據(jù)兩纖三波入戶方式對1 550 nm直播信號和上下行兩波互動寬帶信號進(jìn)行合波至本地光纖網(wǎng)，至入戶端后可根據(jù)芯片的波分模塊對直播信號和互動寬帶信號進(jìn)行分波[5]。

4 平臺新舊標(biāo)準(zhǔn)過渡

目前，現(xiàn)網(wǎng)數(shù)字電視系統(tǒng)條件下推動AVS+、TVOS等新標(biāo)準(zhǔn)只是對編碼格式、操作系統(tǒng)進(jìn)行了替換，但仍然存在網(wǎng)絡(luò)帶寬、傳輸模式未得到改善的問題，因此推進(jìn)的動力不足。采用新的萬兆 IP化光纖入戶方式作為新起點推動新標(biāo)準(zhǔn)，一方面可兼容現(xiàn)網(wǎng)數(shù)字電視系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面也能妥善解決舊標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸和傳輸鏈路指標(biāo)問題。

4.1 原數(shù)字電視平臺下同軸和光纖共存方案

基于現(xiàn)有的省級前端系統(tǒng)和縣市前端網(wǎng)實現(xiàn)同軸機頂盒和光纖機頂盒的共存方案，如圖4所示。

采用這種方式同樣能夠兼容現(xiàn)網(wǎng) STB和新的 IP光纖機頂盒，但入戶廣播帶寬上限仍然為860 M，傳輸鏈路指標(biāo)仍然為原電纜網(wǎng)的技術(shù)。

圖4 原有數(shù)字電視平臺下同軸和光纖機頂盒共存方案

4.2 新建IP化平臺下同軸和光纖共存方案

圖5 新建IP化平臺下同軸和光纖機頂盒共存方案

新建數(shù)字電視 IP化平臺下同軸機頂盒和光纖機頂盒共存方案如圖5所示。

在新建萬兆 IP廣播平臺下對同軸和光纖機頂盒進(jìn)行兼容，其技術(shù)指標(biāo)和傳輸帶寬不再受限于原電纜網(wǎng)的技術(shù)和傳輸帶寬，有效提高了接入端的服務(wù)提供能力[6]。

5 結(jié)束語

為了解決廣電網(wǎng)絡(luò)光纖入戶方案多年來標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題，從頭端到終端全部IP化傳輸，對未來融合業(yè)務(wù)完全支持[7]。從頭端到終端全部無源光網(wǎng)絡(luò)，對智慧城市、智能家居提供無障礙傳輸平臺。

萬兆IP光纖入戶方案，是廣電網(wǎng)絡(luò)的革命性創(chuàng)新，真正體現(xiàn)了傳輸介質(zhì)光纖化、傳輸機制IP化；同時以廣播網(wǎng)的優(yōu)勢逆補了 IPTV的不足，以IPTV的優(yōu)勢提升了廣電網(wǎng)絡(luò)支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的能力，真正體現(xiàn)出了廣電實現(xiàn)傳輸海量數(shù)據(jù)的優(yōu)勢。

[1] 劉志江.三網(wǎng)融合背景下數(shù)字電視光纖入戶技術(shù)應(yīng)用探討[J].通訊世界,2016,(3)：89-89.

[2] 歐陽捷.基于全I(xiàn)P的有線電視光纖入戶方案[J].有線電視技術(shù),2016,(3)：55-58.

[3] 李永寧,李憲幫.“寬帶中國”戰(zhàn)略下廣電網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)最佳解決方案[J].有線電視技術(shù),2016,(4)：23-24.

[4] 郭躍龍,季福岳,江艷會,等.淺議廣電網(wǎng)絡(luò)在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的發(fā)展[J].有線電視技術(shù),2016,(2)：24-26.

[5] 劉濤,柳聰敏,趙記吉,等.石家莊廣電網(wǎng)絡(luò)對有線電視光纖到戶入戶型光接收機的技術(shù)要求[J].有線電視技術(shù),2016,(1)：55-56.

[6] 曾振宇.光纖到戶網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計思路的探討及實踐分析[J].有線電視技術(shù),2016,(4)：55-58.

[7] 張維麗.光纖接入網(wǎng)建設(shè)的探討[J].有線電視技術(shù),2016,(2)：43-45.