HFC改造建议书-修订

有线电视网络改造建议书（供讨论修改）目录有线电视网络改造建议书.1（供讨论修改）.1一、形势与挑战.31、形势.32、HFC 网络的现状 .33、有线电视网络面临的严峻挑战.41、为什么要改造网络？.52、HFC 网络技术的发展 .53、目前网络改造的指导思想及定位.6三、有线电视网络改造建议.81、有线电视网络的网络拓扑.82、模拟光纤传输信道设计.83、网络双向改造方案设计.124、各种基于无源同轴网的宽带接入（EoC）方案.175、窄带回传.206、家庭联网.217、充分重视电源建设。.218、充分重视网管（已有专家建议）。.219、网络改造成本对比.21四、结语.22五、附录.231、附件 1：仅开通宽带户平工程定额核算.232、附件 2：全双向少宽带户平工程定额核算.243、附件 3：6.25%仅开通宽带户平工程定额核算.254、附件 4：全双向、6.25%宽带户平工程定额核算.265、附件 5：5 年户平年宽带运维成本对比.276、附件 6：5 年户平年全双向运维成本对比.28一、形势与挑战1、形势广电总局“十一五”规划提出的七项主要任务的第三项任务：“加快有线电视数字化进程。大力推进整体转换，,，全面提升有线电视网络的业务承载能力、交互应用能力和网络管理水平，继续推进有线电视接入网的双向改造和网络管理系统建设，积极推动光纤到户的应用研究，建立和完善有线电视网络业务支撑系统和运营支撑系统，使有线电视网络成为集公共传播、文化娱乐、信息服务于一体的多媒体信息平台。”以及 15 项重点项目中的第5 项“有线电视网双向、多功能改造和数字化整体转换”，要求“继续大力推动城市有线数字电视整体转换，利用有线整体转换的契机，带动有线电视网络改造，延长有线光纤传输覆盖，拓展有线网络功能，提高有线网络承载能力；通过在发达城市开展有线数据广播、有线视频点播、交互电视、网络电视、有线电视多媒体终端的应用研究，拓宽有线电视业务类型，建立灵活多样的服务模式，打造现代服务业信息支撑平台，带动全国有线数字电视产业发展”。按照广电总局“十一五”规划，目前，全国有线电视网正在进行数字电视整体转换，有线电视数字化使整个有线电视的业务、运营模式发生了革命性的变化。新业务和新运营模式对网络提出了新的要求，最集中的体现就是要求有线电视网实现双向化。2、HFC 网络的现状中国有线电视网的现状是90以上的网络都没有进行双向改造，这样的网络仅能基本满足模拟电视节目的传输，在原有的网络上根本不能承载多媒体交互业务，也不能使运营商实现对网络、业务和用户的管理。目前，城域HFC 网络的结构和正在进行双向改造的有线电视网络模式分别如下所述。城域 HFC 网络结构总前端+1310nm光纤星形网+同轴分配网总前端+1310nm 光纤环形网+分前端+1310/1550nm 光纤星形网+同轴分配网总前端+1550nm光纤环形网+分前端+1550nm 光纤星形网+同轴分配网双向改造模式总前端(+CMTS)+1310nm 光纤双向星形网+双向同轴分配网+CM 总前端(+CMTS)+1550nm 光纤双向环形网/分前端+1310/1550nm 光纤双向星形网+双向同轴分配网+CM 总前端/ISP 配置主中心+1310nm光纤双向星形网/小区交换机+同轴分配网/楼道交换机+五类线总前端/ISP 配置主中心+1550nm 光纤双向环形网/分前端/ISP 配置分中心+1310/1550nm光纤双向星形网/小区交换机+同轴分配网/楼道交换机+五类线总前端/ISP 配置主中心+1550nm 双向环形网/分前端/ISP 配置分中心+EPON+EoC 3、有线电视网络面临的严峻挑战有线电视网络面临两面夹击的竞争：电信网络运营 IPTV 业务争夺有线电视网络的高、中端用户，卫星直播电视业务、地面数字电视 业务争夺有线电视网络的低、中端用户。如果不奋起直面这两方面的竞争而有所作为的话，不是危言耸听，假以时日，有线电视网络就将逐步走向衰落或者为其他网络兼并。因为，高带宽与低带宽竞争，高带宽处于优势地位；双向网络与单向网络竞争，双向网络处于优势地位；多业务运营与单一业务运营竞争，多业务运营处于优势地位；低成本与高成本竞争，低成本处于优势地位。随着光纤进入小区、进入居民楼，铜线的距离缩短到 100 米以内；加之多种接入技术的进步，同轴网的带宽优势正在逐步丧失，而现有同轴网单向传输的劣势却日益凸现。广播式大面积覆盖的优势也将由于新竞争对手卫星直播电视和地面数字电视广播的加入而被逐步取代。单一的数字电视 整体转换 不能改变有线电视网络的困境，有线电视网络的唯一出路就是走数字化、光纤化、双向化的全面改造道路。否则将面临极大的危机：用户流失，赠送机顶盒的成本无法收回。二、有线电视网如何进行改造1、为什么要改造网络？改造网络的目的是提高收入、提升网络价值、提高竞争力。网络改造的成效也体现在网络经济效益和社会效益的提高上。提高经济效益的第一个途径是增加用户数量，这种手段的发展是有限的，目前多数网络的年用户增长率已经低于5。第二个途径是增加服务、提升ARPU 值。这是一条康庄大道，特别是相对原来单一服务，有更广阔的发展空间。第三个途径是降低运营、维护、管理成本，对于原来基本处于粗放管理的HFC 潜力很大。这当中主要是要权衡网管系统与人工管理的利弊。随着技术的发展，网管将不仅仅起到管理网络的作用，还会成为用户管理的基础。随着 IPV6的大规模推广，用户定位、用户行为感知等用户服务和管理的新技术都将提上议事日程，而这些都需要网管系统支撑改造网络的另一目的是为了应对日益激烈甚至是残酷的竞争：避免用户流失、提升多业务、全业务服务能力，从而提高网络服务的社会 和经济 效益。现有网络存在问题：网络陈旧、故障率高、维护量大；网络结构不合理（星树形），可靠性低；网络不可管理；带宽不能适应新业务发展的需求；单向网络，不能开展交互业务。2、HFC 网络技术的发展由于铜资源越来越紧缺，铜价不断上涨，铜缆越来越贵，伦敦金属交易所（London Metal Exchange）的数据显示，铜价在过去的四年内增加了3 倍，今年1 月到 5 月价格就上涨了59%，5 类线价格上涨了50；而光纤、光设备不断降价，越来越便宜。“光进铜退”自然成为发展趋势。HFC 网络的光纤越来越靠近用户、每个光节点覆盖的用户数越来越少（2000 户500 户100 户），目前已经进入 FTTP 时代。由于光纤到楼 或到单元 的发展，同轴电缆网无源化，无源同轴网本身就是双向网，因此基于无源同轴电缆网的双向接入技术有了新的发展，最后 100 米无源同轴网双向接入技术成为当前市场热点。当最后 30 米集中安装方式的同轴电缆是星型结构时，每根同轴电缆都对应一个独享用户，同轴电缆的宽带优势才能真正发挥出来（目前双绞线上VDSL2可以达到 100 米长度内双向 100Mbps，如果同轴电缆网是树状分支64户共享模式，总速率1G（DOCSIS3.0 将要达到的下行速率水平）时每户平均不到双向20Mbps。共享式多用户通信都是TDMA 模式，通信质量和局端、客户端的配合以及缓存大小都有关）。IP 化是信息网络发展的总趋势。新一代编解码技术都是基于IP 的，因此前端必然 IP 化；前端 IP 化必然带动传送网的IP 化，欧美和印度都已经开始骨干网的 IP 化；最终的必然趋势是全网IP 化，当然也包括电视传送网。必须清醒地认识这一形势并在网络建设和改造当中积极应对和采用IP 化技术。结论是，整个网络正面临数字化、光纤化、IP 化。3、目前网络改造的指导思想及定位首先，需要明确网络要运营什么业务：网页浏览？下载？VoIP？VOD？IPTV？网络管理？用户管理？不同的应用有不同的要求：用户管理网络管理 VoIP VOD IPTV网页浏览下载，依次有较高的级别。提高带宽：不同的应用有不同的带宽需求，不同的用户比例有不同的带宽规划：IPTV VOD 下载VoIP 用户管理网络管理网页浏览依次有较高的要求。对比附件图表可以看出，相同的网络设计、不同的应用思路有不同的结论。提高可靠性、可维性：不同的要求有不同的网络结构、不同的设备选型、不同的设计思路。提高指标：不同的应用有不同的指标要求。如 256QAM 比 64QAM C/N 要求高 8dB；语音和视频的时延要求高于数据。因此，有线电视网络改造的核心是实现双向。目前，网络改造应该定位于能够开展包括视频、语音、数据全部业务的、可管理、可运营的网络，因此是全双向的全业务网络。因为网络、用户和业务的管理、交互业务的开展都需要双向网络的支撑，竞争的环境更逼迫我们必须实现双向网络。有线电视网络不实现双向改造，用户会大量流失，有线电视网络会逐渐萎缩甚至被其它运营商兼并。三、有线电视网络改造建议1、有线电视网络的网络拓扑采用带冗余保护的环形、格形、网状拓扑结构，首先保证骨干通道的冗余保护，逐步扩展到边缘。现阶段可采用环、星型结合的网络结构，即骨干网采用带冗余保护的环形网络结构、接入网采用级联星形网络结构。物理拓扑如图 1 所示，分层逻辑框图如图2 所示。2、模拟光纤传输信道设计目前，光纤和光设备降价很快，而铜缆价格却在上涨，这也是今后的总趋势。因为铜资源越来越少，按照目前的价格水平，光纤到楼、甚至到单元的造价低于同轴分配网的造价，因此，新建和改造的的城市网络应当采用光纤到楼（到单元）方案。a）模拟传输分配网应优先采用全网1550nm光纤网络方案，从指标、造价、可靠性、光纤占用、网络规划、扩展的灵活性、机房、电源建设以及施工、维护等诸多方面都比 1550nm1310nm两级光纤网有优势。光纤网技术指标：C/N：1550nm1310nm 两级光纤网降低3dB；1550nm 光放大器系统仅降低 1dB。CSO、CTB：1550nm1310nm 两级光纤网降低4.5dB；1550nm 光放大器方案基本不降低。造价：单位光功率造价1550nm光放大器系统有明显优势，而传输损耗却比1310nm系统低 0.1dB/km。可靠性：单台光发射机可靠性不如单台光放大器，通常，输出光功率 20dBm（有的厂家 17dBm，各家不一样）以上 EDFA 都是双泵浦源，一个泵浦源出故障，只使输出光功率降低3dB，系统 C/N 降低 3dB，本身具有降低 3dB 保护功能。即使对一台EDFA 的冗余保护总比对多台1310nm光发射机的冗余保护容易。图 1 有线电视网络的总体网络结构Hub Hub Hub Hub Hub Hub Hub Hub 前端骨干环200 万户半径 10-50km 光分路光分路整体组网图光节点、ONU Hub 集中分配Hub Hub Hub Hub Hub 边缘环20万户半径 210km OLT EDFA OLT EDFA OLT EDFA 骨干层边缘层光分路光分路光分路光分路光节点、ONU 光节点、ONU 光节点、ONU 光节点、ONU 光节点、ONU 光节点、ONU 光节点、ONU 光节点、ONU 光节点、ONU 光节点、ONU 光节点、ONU 光节点、ONU 图 2 有线电视网络的分层逻辑框图光纤占用：一台 EDFA 的出纤量肯定少于多台1310nm光发射机的出纤量。网络规划：EDFA 是大输出功率、多级分配光功率方式，只须大致规划、灵活分配光功率，因此规划十分简单；1310nm 光发射机是小输出功率、固定分光，因此要详细具体地规划，非常不方便。前端电源网管骨干路由器有线电视头端运营支撑系统电源EDFA 网管骨干环分前端业务系统电源Node 网管光节点STB PC 电源网管用户端IP Phone 电源EDFA 边缘路由交换机网管边缘环分前端OLT 骨干路由器GEPON ONT 扩展灵活性：由于 EDFA 可以随意分配光功率，网络扩展十分灵活；1310nm光发射机方案在网络扩展时需要增加发射机，甚至重新敷设光缆，网络扩展受限制。机房、电源建设：单台EDFA 和多台 1310nm 光发射机比较，显然前者所需的机房、电源建设投资要少得多。施工、维护：设备越