下一代广播电视接入组网方式思考分析

　0 引言
　　随着互联网技术、计算机技术和通信技术的普及，2010年，国务院常务会议决定加快互联网、电信网和广播电视网的融合推进，即“三网融合”。会议指出，大力推进互联网、电信网和广播电视网的融合发展，实现“三网”之间的信息互通、资源共享，为用户提供个性化的创新业务服务，对于促进国家文化产业的战略发展，提高社会信息化建设水平，满足社会公众对便捷生活服务的需求，进而形成新的经济增长点具有十分重要的意义。其中，会议明确提出了国家“三网融合”建设的阶段性目标：2010年至2012年，重点建设广电网和电信网双向接入的试点研究工作，出台有利于“三网融合”建设规范开展的政策机制。由此，电信行业立刻退出了NGN网络，电信网开展视频服务工作的瓶颈来源于电信网接入网本身，以传输50套高清电视节目为例，其传输速度设定为20Mb/s，此时，要求电信网接入社区的网络带宽至少为1Gb/s，但是，目前电信网接入社区的网络带宽基本都在100Mb/s左右，电信网的入户接入方式普遍采用ADSL网络宽带模式，网络带宽控制在2Mb/s左右，因此，电信网无法自行提供高质量的网络视频服务。在香港只需要没有支付99元港币就可享受100Mb/s网络带宽的光纤入户服务，在未来三至五年内，内地电信网必将能够提供100Mb/s网络带宽量的光纤入户服务，构建下一代广播电视网（NGB）势在必行。下一代广播电视网的构建目标是实现一个提供全网业务的可管控网络。
　　1 下一代广播电视接入网的组网方式
　　1.1 点对点光以太网接入技术
　　点对点以太网属于最为直接的以太网光纤接入技术，用户通过一条光纤线路直接与局端的以太网交换机接口相连。在点对点以太网接入方式中，想要通过局端以太网交换机直接对用户设备进行管理，需要利用以太网OAM协议实现，以此形成了易于管理、方便运营的电信级以太网接入方式。
　　传统的点对点光以太网接入技术主要是通过以太网交换机和媒质转换器共同实现的，用于FTTH社区接入和专线接入用户。但是，传统的点对点光以太网接入技术中的媒质转换器容易带来网络管理能力较弱等问题，目前，IEEE国际标准组织颁布了802.3ah点对点光以太网接入技术标准，其适用范围广、结构体系完善，具有良好的可扩展能力，OMA协议的网络管理能力强，因此，IEEE 802.3ah标准已经成为了点对点光以太网接入技术标准中的主流标准。但是，符合IEEE 802.3ah标准的点对点网络设备仍然处于研发阶段，整体运行并不成熟，能够提供设备测试的厂商较少。特别是业内人士对PON技术的高度重视，设备厂商也不愿意将大量资金成本投入到点对点光以太网接入研究中，更进一步制约了点对点光以太网接入技术的发展。
　　1.2 无源光网络技术
　　无源光网络技术（PON技术）指的是基于光线路终端和光网络单元之间配置的光分配网络不存在任何有源设备。在光分支点上也不需要配置相应的节点设备，只要配置一个无源光分路器。因此，无源光网络技术的应用具有节省资金投入、共享网络带宽、安全性能良好、可维护性高等特征。
　　无源光网络技术（PON技术）分为EPON技术、GPON技术和APON/BPON技术几种。EPON技术指的是基于以太网的PON技术，适用于网络IP业务和网络带宽接入，已经得到了广泛应用和可持续发展；GPON技术能够支持高速度数据传输业务和多业务并行。目前，EPON技术和GPON技术是网络带宽领域重点关注的PON技术。APON/BPON技术指的是在网络链路层等待链路协议的无源光网络技术，由于其成本高、性能低，已经逐渐区域淘汰。
　　1.3 EPON技术和GPON技术的比较
　　目前，EPON和GPON无源光网络技术已经得到快速发展，并逐渐被业内认可。EPON技术相对更加成熟，由芯片制造到设备销售的产业链非常健全，国内外有多家EPON设备厂商，EPON设备的制造成本不断降低，在国际领域具有百万线路的应用规模，因此，EPON技术是光纤接入和FTTH实现主要采用的技术。而且，EPON技术成熟、运行稳定、价格低廉，可以满足IPTV、网络电视和VOD点播等多种网络宽带业务的发展需求。虽然GPON技术与EPON技术相比具有更好的网络传输能力和灵活性，其OAM协议功能稳定，安全保护机制更加完善，同时能够支持TDM网络业务承载，但是，GPON技术实现过程复杂，研发进度明显低于EPON技术，专注于发展GOPN的设备厂商较少。
　　即使EPON技术相对于GPON就来说更加成熟，且网络业务承载率高、OAM协议功能稳定，可扩展性能良好。但是，GPON技术的发展更值得业内领域的期待。国际上很多GPON运营商选择GPON技术来实现FTTH，但国内FTTH应用范围并不广泛，FTTH的大规模发展是否选择GPON技术尚未明确。GPON技术的选择与否直接与设备制造成本、网络业务承载能力等因素相关。
　　EPON和GPON无源光网络技术各有特色，两者处于相互补充的关系，而不是相互替代的关系。EPON技术适用于以网络数据业务为主的社区用户接入，而GPON技术更加适用于大客户接入。由此，EPON技术更加适用于“三网融合”推进的应用需求。采用EPON技术能够将家庭中的计算机终端、机顶盒、网关终端等设备连接起来。
　1.4 点对点光以太网接入与PON技术的比较
　　点到点光以太网技术与PON技术相比，具有实现简单、技术简化等特征，大大降低了同步技术和自动识别技术的复杂性，每个用户都可也单独享受100/1000Mbit/s的对称式网络接入带宽，传输距离远、安全性能高、组网方式灵活、成本相对低廉。但是，点到点光以太网技术的不足在于只用于光纤设施，而光纤投资成本高、消耗量大，OAM能力较弱，难以实现有效扩展，同时存在维护管理难度高等问题。
　　EPON和GPON技术与点到点光以太网技术相比，具有业务透明、标准化强、成本低廉、节约资源、扩展性高和易于维护管理等特征。而且，EPON和GPON技术是以光纤接入为主，从无源光网络技术发展来看，EPON和GPON技术要明显领先于点对点光以太网技术发展。无源光网络技术的不足在于其网络用户的带宽共享和数据共享难以实现在物理层隔离，导致安全性和独立性较差。
　　2 下一代广播电视接入网的业务实现
　　2.1 广播式电视业 务
　　可以实现广播式网络视频业务的传送，包括模拟信号视频和数字信号视频两种。一个8MHz的广播有线电视频道可以传送1套模拟信号电视节目、2套高清数字电视节目和12套数字电视节目。
　　2.2 网络语音业务
　　主要采用VoIP方式支持网络语音业务，实现对语音数据的编解码。下一代广播电视网是基于分组交换网络之上建设的，采用应用程序开发技术、软交换技术和媒体接入技术共同创建的分布式网络，能够与EPON技术实现良好融合，构建的系统适合采用SS/ISM业务网络平台。在网络语音业务实现方案中，位于客户端的ONU本质上是一个接入网关，也可以将其作为光口IAD，EPON网络则可以作为透明的二层网络结构。
　　2.3 网络专线业务
　　由于商业网络宽带用户需要构建属于自己的专网，很有可能会用到E1专线网络业务。网络专线业务指的是通过EPON电路仿真，以比较低廉的资金成本构建与PDH网络性能相同的E1专线业务，拓展了EPON无源光网络技术在FTTH的适应能力。由于ONU具备E1接口，可以与商业用户的网络交换机连接，或者扩展接口后可以与网络路由器构建专网业务。PON无源光网络可以实现承载E1的以太网帧的透明传输，提供了低延时、弱抖动和高优先级别的网络传输。
　　2.4 VPN业务
　　利用隧道技术、QoS机制和加密技术等，通过VLAN以透明方式实现数据传输，将一个企业分散于不同地域的职能部门连接，使整个企业的运营处于一个完整的网络结构中，能够充分实现企业内部数据的安全传输，降低了企业网络运营成本，提高了工作效率。
　　2.5 网络宽带接入和IP增值业务
　　网络宽带接入和IP增值业务是由EPON网络提供接口，以太网技术的广泛应用使RJ-45型网络接口成为了最常用的网络宽带业务接口。网络IP协议作为骨干网的支持协议，而且，由于以太网对网络IP的支持具有简单、高效的特征，更促进了其在客户端和网络侧的应用。根据不同用户的个新号需求，可以为其配置多个以太网端口，如果用户配置了一个1000M的以太网端口，则需要在网络侧配置千兆网络接口，以实现对多路无源光网络传输数据的汇聚。目前，其他技术均无法与这种高速网络带宽的供给能力相比。
　　3 结论
　　综上所述，FTTH在广播电视网络的接入使用仍然处于发展阶段，随着广播电视网络业务的增多，传统的有线电视网络已经不再局限于单向电视信号传输，而是包括了语音信号、视频信号、监控信号等，还可以进一步延伸到其他家庭应用方面。FTTH的应用不但能够有效提高网络带宽，同时提高了网络对数据速率、数据格式和数据协议的透明性，降低了环境条件和供电条件的要求，更简化了安装和维护操作流程。光纤到户的建设必须着眼于国家发展实际，选择适合的下一代广播电视接入网技术，对促进国家“三网融合”的战略发展具有积极意义。
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本文选自《科技传播》2014年第9期，版权归原作者和期刊所有，如有异议，请联系第一论文网QQ712086967，我们将在第一时间处理。