网络结构与传输信道优化方案

1.传输信道

参照国际电信联盟ITU-T建议J.112中给出的数字视频广播有线电视分配系统模型，广电城域宽带网在业务提供商和用户之间建立了两种信道：广播信道（BC）和交互信道（IC）。无方向性的宽带广播信道包括视频、音频及数据的传输和分配。交互信道是一个建立在业务提供商和用户之间的双向信道，用来为用户提供交互业务。

交互信道又分为反向交互通道和正向交互通道。反向交互通道是一个从用户到业务提供商，用于向业务提供商申请或回答问题的窄带信道，通常也称其为反向信道。正向交互通道是一个从业务提供商到用户，用于支持业务提供商为交互业务而提供的各类信息和其他请求通信服务。

2.网络结构

（1）广播信道基本结构。广播信道通常由一个总前端（HE）和若干分前端（SE）、一级和二级光链路干线、用户分配网络3大部分组成。一级光链路采用“逻辑环形、物理星形”拓扑结构；二级光链路一般采用星形拓扑结构，按需要也可组成环形拓扑。大型城域网中可能存在三级光链路。基本结构模型如图4-12所示。结构模型中使用的组成部分和相应名称保持了与以往有线电视标准、规范的一致性。城域网广播信道主要用于开展广播业务，如模拟和数字电视、音频广播及数据广播。

图4-12 城域网广播信道基本结构模型

（2）交互信道中的骨干网和接入网。随着IP技术日益成熟和网络的迅猛发展，承载IP业务成为交互信道的核心业务。为有效地隔离各个层次之间的相互影响，满足每个层次实现优化设计的需求，提高整个网络的灵活性、扩展性、有效性和可靠性，宽带IP网采用由核心层、汇聚层、接入层所组成的3层结构。

宽带IP网骨干网指的是核心层加汇聚层，在一个中等规模的城市里，城域网交互信道结构可以省略汇聚层，即核心交换机兼有汇聚交换机的功能。所以，城域骨干网是指有线电视城域网交互信道中由主中心和多个分中心组成的完成核心层加汇聚层功能构件的集合。城域接入网是指有线电视城域网交互信道中从分中心至用户数据终端之间完成接入层功能构件的集合。

（3）两个信道的关系。对于人口较多或地域较大的城市，从安全可靠性及经济角度考虑，城域网的广播、交互两个信道都有必要构筑两级光纤链路。在城域网中广播、交互两个信道是有机地统一在一张网中。广播信道的一级光链路干线和交互信道骨干网光纤通过“同缆不同纤”的空间分隔方式组合在一起。广播信道的二级光链路干线和同轴电缆用户分配部分与交互信道接入网通过各自占用的信道（频谱范围或频段）的频分复用方式加以区分。

为减少投资和维护成本，城域网中的两个信道尽量做到同一路由，同一光缆分纤，分前端（SE）和分中心（SC）原则上应使用同一机房。

（4）交互信道基本结构。城域骨干网通常采用环形拓扑结构，接入网采用星形拓扑结构，目前的接入方式主要有面向集团用户光纤接入和面向公众用户的HFC接入、以太网接入及无线接入，其基本结构模型如图4-13所示。城域骨干网还可采用双星形、网状拓扑结构（结构模型见图4-14、图4-15）。根据我国国情，对小型城域网建议一般不宜采用以太网接入及无线接入。

图4-13 城域网交互信通基本结构模型

图4-14 双星形骨干网结构

MC—主中心 SC—分中心

（5）广播信道、交互信道合一基本结构。在小型城市中，完全可利用HFC传输特性将广播、交互两个信道合一，只设立一个广播信道前端和一个交互信道主中心，以下部分采用星形辐射拓扑，可根据数据业务量设置相应的分中心，其基本结构模型如图4-16所示。(www.xing528.com)

随着HFC网的不断发展，光节点的覆盖规模越来越小，数量越来越多，今后要实现光纤到楼，甚至光纤到户，光纤数量和投资将更加巨大。随着光纤芯数的增加，抢修和维护的难度也日益加大，届时有必要将HFC网络集中式单星形结构升级为多中心分布式、具有二级光纤的环形或星形结构。通过设立若干分前端（分中心），把各分前端（分中心）有机地连起来，才能提高网络的可靠性、经济性和可扩展性。形成物理环状结构的HFC接入光缆网后，信号可从不同路由到达分前端（分中心），各分前端（分中心）取下主备两路信号输入到光设备，信号传输具有1+1的热备份冗余保护。

图4-15 网状形骨干网结构

图4-16 小型城域网基本结构模型

HE—前端 CM—线缆调制解调器 MC—主中心 OU—光接收单元 SC—分中心

3.城域交互信道骨干网

（1）城域交互信道骨干网与国家广电干线、省级广电干线网的接口。全国有线电视传输网以传输广播电视信号为主，网络结构上是一个分级的SDH/DWDM传输网。目前国家干线正在进行大联网，我国绝大多数省已经建设省级传输干线，部分地市也已建成SDH/DWDM传输网。各地城域网应以SDH/DWDM作为上、下传输接口，同时充分利用富裕通路进行数据的高速远程传输。

（2）城域骨干网技术的选择。城域数据骨干网主要是进行数据的高速传输与交换，满足数据用户的各种业务需求。城域骨干网中构建数据平台主要有宽带IP和异步转移模式（ATM）技术。宽带IP技术包括千兆位以太网（GE）、SDH上的包传输（POS）和动态包传输（DPT）技术等。

城域骨干网应根据具体业务的需求、投资的大小及技术的发展来选择相应的技术。

在我国有线电视城域骨干网中，IP和ATM技术都已有较好的应用。前几年，一些地方为适应高安全性要求的集团用户需求，采用了ATM技术建设城域骨干网并取得了成效。当前，随着技术的发展，一般不再单纯使用ATM技术，而主要采用IP、IP over ATM技术建设城域骨干网。

千兆以太网络性价比最具有竞争力，且便于向万兆以太网技术过渡。因此，城域骨干网应首先考虑采用这种技术。对一般小型城市，可先采用千兆以太网技术建设宽带IP网络。对中型城市，在建网初期业务量不大、宽带多媒体需求有限的情况下，也可以先采用千兆以太网技术建设宽带IP网络，且网络应选择中、低档产品为宜。由于IP产品目前发展相当迅速，这样的选择不仅节省了当前的投资，而且为今后的技术发展所带来的产品升级换代留有充分的余地，达到低投入、资金回收快、迅速占领宽带市场的目的。

对于需要高安全性业务的用户，仍可采用具有实现VPN功能、具有相应安全协议（如各种类型的VLAN划分、访问控制列表等）、通过软硬件对数据加密传输的千兆以太网技术；采用“一机双平面”技术或基于ATM的MPLS技术；或通过专线满足安全性要求高的用户。对于财力雄厚、大量高安全性业务需求迫切的大中城市，在先构筑覆盖全市普通用户综合业务网的基础上，再为高安全性、高机密性用户群专门构筑另一个交互信道传输网，也是占领市场的一种好策略。

对于实时性要求较高的业务，可采用具有高带宽和服务质量保证措施（如密集波分复用、端口聚合、网络优化设计、无阻塞的交换体制、线速的路由交换、保证QoS的相关协议等）的千兆以太网、ATM技术甚至专线方式。

在功能选择上，需重视一些性能指标的选择与要求，如组播功能、交换机的体系结构、第三层及其以上的协议支持情况、设备管理等，以便更好地支持相应的业务。

在产品选择上，要注意考虑：厂家的产品线是否齐全、能否完成多种业务、价格如何；厂家的竞争力如何、服务与技术支持怎样等因素。