浅析有线电视网络升级改造
随着中国的有线电视向数字化、多功能化、产业化和全国联网的方向发展，各地有线电视网都在积极地进行网络的改造升级。以光纤为骨干，光点到小区，光点到村庄。同轴电缆接入用户的HFC网络正成为全国有线电视网络改造升级的首选目标。面对公众对信息需求的不断增加，有线电视网的正由单一广播式传送到双向交互式的多媒体宽带网络方向发展。有线电视传输网将建成一个大容量、宽频带、标准化、数字化的双向传输广播电视节目和综合数据信息的传输系统。
一、宽带网建设近期目标和内容
宽带网的建设，采用一网多平台模式，由于IP协议在网络上的使用越来越普及，IP数据在网络上的流量越来越大，因此该网络的主体必须是一个以TCP/IP协议为基础的宽带网络，以顺应数据网络的发展趋势，提供对绝大部分IP业务的直接支持，同时，还有一些特殊的行业，如金融、公安等，他们对数据传输的安全性、可靠性和可观性特殊的要求，而这些行业入网与否成为这些行业提供传输服务。宽带网应是一个以TCP/IP协议为基础，具有大容量高速传输能力，性能稳定，保证服务质量的营运及宽带网络。我们制定的建网方案是建立一个高宽带、高速度、高质量的信息传输网，为城区和乡镇覆盖的用户提供数据传输服务和信息服务，能和上级广电部门无缝连接，可以为用户提供以IP为基础的数据业务（如宽带接入，IP-VPN、IP电话、视频传输、视频点播（VCD）、远程教育等）。根据当前接入业务的要求，我们应采用两种用户接入系统用于到各用户的接入，既LAN和Cablemodem接入。
（一）集团用户LAN接入，距离较近的集团用户可以直接采用五类非屏蔽线，对于距离超过UTP-5传输距离的，使用光电转换设备用多模或单模光纤进行数据传输。
（二）智能大厦LAN接入。在骨干网上给智能大厦出口一个光电端口，可直接接入大楼的LAN，如果大厦内部网络要上INTERNET，而大厦内网络用户的IP地址不够使用，则可以在出口处设置一台代理服务器，统一为内部网络分配地址，内部网络用户通过代理服务器
（三）小区LAN接入。小区和LAN接入可以实现居民所要求的物业综合管理、电话通信、计算机联网、广播信息传输业务，这就是要要求主控中心的交换机有很好的互操作性、传输性。用智能大厦的接入方式基本相同，只不过在网络布线当中，要充分考虑小区用户分布环境，分别敷设多模光纤或细缆等传输介质。
（四）CABLEMODEM接入。CABLEMODEM接入及CATV网络可以进行双向交互数据传输，它可以充分利用CATV的丰富的宽带资源，给用户提供高速、高质量、低延时的数据接入，利用HFC网CABLEMODEM的系统可实现多种宽带数据业务如高速INTERNET访问，远程数学，宽带视频会议，在线互动游戏，网上购物与应用。
（五）用户的网络安全管理包括两个方面：系统提供的安全手段和用户自己的防范措施，其中系统可以通过PVC隔离，VLAN划分以及VPN手段来增强用户网络的安全性，而用户自己的安全措施包括使用防火墙、划分局域网VLAN以及建立公用认证体系（PKZ）等。
二、业务划分：
改造后的有线电视网络的主要业务可划分为基本业务、扩展业务和增值业务三种。基本业务是指为传达政令、发布新闻、社会教育、文化娱乐等党、政府和人民需要的、为广大公众服务的宣传公众和公益性业务，既各种类型的电视节目广播。扩展业务是指公共广播电视业务和扩充部分，带有广播电视特色的社会服务，它是为社会某个专业或群众服务的。其服务范围较小，专业性较强，带有适当的经济效益，如图文电视、电视会议、数据信息广播、电视购物、家庭影院、音频点播、视频点播等。增值业务是指充分利用广播电视网的大容量、宽视频、双向和智能化而开展的业务，它包括开展计算机联网、电子邮件、数据通信和多媒体信息服务等，这种服务是根据社会需求而开展的。可获取一定的经济效益。
三、网改方案：
在有线电视双向网络改造和升级建成以后， 能够满足近期开展数字电视广播业务的传输要求；能够适应未来高清晰度电视和视频点播等广播电视新业务的传输要求；能够实现计算机数据传输、通信、节目数据库联网，能够进行广播式和交互式社会服务；能够为系统外提供专用信息传输通道。
在频率安排上数字信号及数据业务安排在高频端，随着数字化进程的发展及数据业务的发展逐渐往低端扩展，并逐步缩小纯模拟信号所占的宽带。双向HFC传输系统通常是由前端、光缆传输部分、光节点、电缆分配网络和用户断组成。
前端系统主要是由模拟信号设备、数字信号设备、网络中心设备、下行光发射机和上行光接收机等部分组成。模拟信号、数字信号、CMTS（MODEM头端）下行信号和各种管理控制信号经射频多路混合器混合后经光发射机转换成光信号后，由一级光链路传递给各分前端，各分前端经过一级光接收机转换成电信号给二级光发射机，再经二级光发射机转换成光信号后，由二级光链路传递给各个光节点。光节点处接收机主要是由下行光接收模块、上行光发射模块、双工滤波器、和正反向放大模块等组成。光接收机将接收到的下行光信号转换成电信号，经电缆网分配给各个用户。各用户上传的信号以频分或时分方式合成一路后由电缆网上行通道传给各光接收机，在经上行光发射模块转换成光信号回传给前端CMTS等相关设备上行接口。
交互功能采用IPQAM技术方式实现，我们认为IPQAM技术是完全适合广电有线电视网络运营的最佳技术解决方案，其特点和对照 IPTV系统的优势如下：
（一）适合所有模式的广电有线电视网络系统（单向HPC网络系统，双向HFC网络系统，单向HFC网络系统+城域网）。
单向广电网络可以通过PSTN和移动短信平台实现上行用户指令的传输，用户点播的内容通过下行HFC通道传输，通过单向机顶盒终端接收；双向HFC网络系统可以通过双向机顶盒终端和CM上行通道实现上行用户指令传输，利用HFC下行通道传输用户点播的内容；单向HFC网络系统+城域可以通城域网传输用户上行指令，通过HFC网传输下行内容。
（二）完全融合IPTV业务，并突出广电特点。IPQM技术完全能够实现电信IPTV的所有业务（视频点播，电视网站，交互节目，网络游戏，海量信息），并且突出了广电的内容丰富和内容高清晰度的特点。IPQM技术可以支持MPEG-2，MPEG-4，H.264，AVS等多种编码格式的音视频内容传输,网络公司不但可以采用MPEG-2编码方式发挥广电视频内容清晰(标清和高清)的特点,又可以采用MPE-4,H.264,AVS等流媒体格式发挥高压缩比,带宽资源占用少的优势,并且可以灵活组合.
（三）性能价格比远远优于电信的IPTV系统.IPQM技术可以将有线电视网的多个模拟频点连续使用,也就意味着将同轴电缆网络改造为一个4Gbps（按照64QM调制计算）到电视机终端的真正宽带网络系统，远无大于ADSL几兆和城域网络百兆或千兆到桌面的带宽。有线电视双向HFC网络建设投资更是远低于城域网络建设投资，所以其性能价格比优势不可同日而语，平均一线成本大体为电信系统IPTV投资的1/3-1/4；
（四）可以实现逐步扩容和平滑升级，减少初期投资压力。因为有线电视网络系统的广播特点，广电网络运营商可以初期采用中心服务器+中心QAM的方式，随着交互用户的逐步增长可以逐步将QAM边缘化，下一步是将服务器边缘化，这样广电网络运营商可以逐步投入。因为电信系统IPTV的点对点特点，也就决定了IPTV建设初期就需要一次性投入多个边缘节点（节点组织方式，活动锻炼有三种类型：个体活动、小组活动和集体路由+交换机+DSLAM）和大量边缘视频服务器；
（五）广电网络运营的多业务之间不会相互影响。在同时传输数据，语音和视频业务的时候，IPTV系统在传输连续的视频流过程中为了不出现马赛克等现象，必须用高于数据业务（宽带互联网接入）的Q0S保障视频节目流的传输，同时长时间的大量视频节目流会对电信网络的路由，交换等设备造成巨大的压力，这种情况下难免宽带数据业务（互联网接入业务）会出现瓶颈和拥塞现象。IPQM技术采用数据和视频分通道传输的方式，业务之间没有任何影响，即保障了视频节目的稳定传输又保障了数据和语音业务的良好传输。与前端平台配套，我们需经过两年的努力，完成有线电视网络的HFC双向数字化改造，在技术方案设计和改造实施过程中，完全遵照支持电信基本业务标准要求，是完全支持广电和电信多业务的双向数字网络和系统。
总之从整个社会的资源来看，基于HFC网的互动电视技术的实现，能够在很大程度上节约网络建设成本，避免重复建设和盲目投资，将更多的节余投资和成本用到促进数字电视和互动电视产业的有序发展和良性循环，更好的为千家万户消费者服务。
