王德秀
3 有线电视、电信通信、数据通信采用HFC可使网络融合
现在，我国大部分市、县已先后成立了由有线电视台参股的广播电视信息网络公司。其中，广东、福建、上海、河北、湖北、河南等地的省级有线电视网络公司已经组建成立或正在进行中，广电总局还计划组建中国有线电视网集团公司以此来实现有线电视全国大联网。我国的有线电视网络从70年代开始建设，起步比国外同行晚，但所取得的巨大成绩值得肯定，目前已有了近2万公里的国家干线光缆网络，还有铺设广泛的光纤同轴混合网（HFC），一共连通了22个省。最近，广电系统在国家主管部门指导下，正在有计划地进行整个全行业的改革，包括整个网络的产业化改造，参与信息网络服务，以此来推动中国信息产业的发展，同时也为有线电视事业自身的发展带来了更大的机遇和挑战。
从技术上来讲，广电网络、有线电视网络的特征是广播式传输、有条件接收。同轴光纤电缆混合网（HFC）的宽带资源丰富，网络的优点是为少数用户或多数用户提供服务的成本相差不多，网络规模越大、用户数量越大越能更好地体现效益。光纤同轴电缆混合网（HFC）有两种结构方式，一种来自有线电视网（CATV），另一种来自电信网。目前，CATV网多采用的是同轴电缆，故此，HFC网技术是业界研究开发的热点。自进入90年代以来，由于高线性DFB（分布反馈线）激光器制造技术日趋成熟，其售价大幅度下降，促使AM－VSB光纤传输系统在有线电视网络中得到了大量的应用。AM光纤进入有线电视领域后，对有线电视网络的拓扑结构产生了重大的影响。首先，传统的多级放大器级联的同轴电缆干线被高质量的AM光纤干线代替，提高了有线电视的传输质量；其次，使有线电视的双向传输得到了实际的应用。由此而引起网络拓扑结构由单向树形转变为星形和总线形，其结构有：光纤到支线、光纤到路边、光纤到最后一个放大器。AM光纤技术的引入，使得单一传送多频道电视节目的有线电视网向传送电视、电话、数据及多媒体业务的综合性多功能网发展。
与此同时，电信界也提出了HFC方式，具有代表性的是美国AT＆T公司，AT＆T公司早在1994年便提出了最新的HFC方案，它一提出就引起了电信界的极大关注，并迅速被美国很多电信公司所采用。AT＆T公司的HFC是采用副载波技术的宽带通信网。交换机与光节点间用光纤，光节点至用户端的网络接口单元（NIU）用同轴电缆，既可以传送电视节目（宽带业务），也可以通电话和窄带数据。HFC每一个光节点可向400～2500个用户提供综合业务。在欧洲，世界最大的生产电信设备的法国ALCATEL公司，也从欧洲的实际出发提出了自己的HFC方案，即ALCATEL1570BB。
由于HFC基于模拟传输方式，所以可以综合接入多种业务信息。截止目前可以实现的主要业务有：电话、模拟广播电视、数字广播电视、点播电视、数字交互业务等。将电话网、数据网和有线电视网合并在一起构成HFC网可以提供原来三个网的各种业务。也就是现在人们常说的“三网合一”或“三网融合”。关于HFC的频谱安排：其中，5～50MHz用于普通电话业务；50～550MHz用于有线电视；目前CATV可传输60～100 路模拟广播的PAL制电视信号；550～750MHz用于400路压缩的数字通道，其中200路用于点播电视，200路用于交互式业务；750～1000MHz保留作为个人通信用。在当前光纤到用户还不现实的情况下，采用主干线为光纤、接入网为同轴电缆的HFC系统，能够将CATV、数据通信和电话三者融合在一起经济有效地传送，是值得研究和探讨的课题。
4 有线电视宽带传输网的发展
当前随着人民生活水平的不断提高，广大的广播电视用户已经不再满足“你播出我收看”的形式。在现阶段，基于现有条件，有线电视网络可以提供十分丰富的增值业务。随着通信信息技术的发展，CATV、电话、Internet正在向同一网络平台过渡。信息高速公路、全光通信网络，特别是正在崛起的IP技术是现今信息技术的主流。通过CATV HFC网络上Internet所能提供的传输速率是通过电话网上网的上百倍，因此CATV在访问Internet方面拥有很大的竞争优势。现在已有不少的CATV公司开展了Internet接入服务业务，如加拿大最大的CATV公司Rogers早在1995年11月起就开始提供商业性Interne接入服务，通过CATV网接入Internet服务的出现将会把千家万户带入真正的信息高速公路。近期，IP技术的快速发展对信息产业起到了巨大推动作用，而IP和有线电视网络的技术特点颇为相似，特别是广泛承载IP通信的以太网技术，也具有广播式传输、有条件接收的特点。单独从技术的角度来看，IP的优点是简单、标准化和平民化，而平民化是IP技术得以大发展的重要因素。IP技术和有线电视网络相结合是低成本、平民化接入信息高速公路的最好手段，因此在有线电视网络上进行数据和多媒体业务传输在近期的发展将会越来越火爆，即技术发展趋势不可阻挡，而且提供IP服务也将成为有线电视网络未来发展的目标之一。
由于CATV网普及程度高且频带宽，现在世界各国都把它作为发展信息高速公路的捷径，各公司纷纷开发HFC综合业务传输网。美国的CATV网目前已全部完成了双向化改造，我国的一些企业也正在做这一工作。如深圳有线电视HFC网也进行了双向化改造，正在与有关机构及企业合作，进行国家级CATV HFC网宽带综合业务试验，即可以提供Internet接入服务。美国ADC公司开发的Homeworx HFC系统已成功应用于澳大利亚Optus公司的有线电视HFC网。Optus公司的网络既能传输电视节目又能打电话上Internet，现在已投入商业运营并取得了巨大的经济效益。
现在的数据通信产品十分丰富多彩，世界各国的通信设备厂商无不围绕广播电视庞大的HFC系统和有线电视网的增值业务大做文章，纷纷推出了先进的适应广播电视用户需要的网络产品。如PHILIPS、MOTOROLA、LUCENT、ALCATREL、Scientific、Atlanta及我国的中兴、华为等都专门推出了基于HFC的网络一体化解决方案，包括提供功能技术先进的CATV光传输系统和双向路由Cable Modem实现多种业务的传输，通过CATV线路浏览Internet、VOD、交互式多媒体等业务。NEW Bridge，提出了应用于CATV的ATM宽带数字有线网络，MOTOROLA推出了基于HFC的IP网关设备，还有ALCARTEL的宽带IP网络及中兴的IP电话网关设备等。这些令我们感到欢欣鼓舞，使大家感受到信息化时代已经来临了，也更加真实地反映出未来广播电视领域的美好前景。
目前，国内广州、深圳等地均已建有宽带HFC试验小区网。上海早在1993年的第一届东亚运动会期间就利用广电系统和电信系统共同建设HFC综合网传输各种语音、数据和视频信号，获得了很好的效果和收益，成功地为我国发展HFC网提供了样板。广东、湖南等省已进行了Cable Modem的试验，现已发展了众多的ADSL用户，一些地方还在进行无线接入的尝试，这都是一些崭新的尝试。另外，电子商务和多媒体应用的产生也会对接入网的发展提出新的挑战。而作为接入网，解决最终用户至信息网的连接问题正逐步从铜线向光纤、从模拟向数字化方向发展。由于其数量大、要求各异而使投资较大。早在1996年7月28日国务院已批准了原邮电部门关于利用公用电信网传送CATV的报告，在政策上指明了电话、计算机、有线电视三网合一的光电传输系统发展方向。
有线电视网被专家誉为通向“全球信息高速公路”的又一理想通道。有线电视网在大力发展服务性专业频道（如付费的体育频道、教育频道、电影频道等）扩展业务的同时，对数据广播、计算机联网等增值业务也将迅速开展。据悉，福建广播电视系统的有线电视光缆改造工程竣工后，全部通过有线电视网上网的用户已获得免费服务。而价值达2000元左右（1999年市场价格）的机顶盒先以用户支付押金借用的方式发放，在用户不用或搬迁时可以全额退还押金。这个网络在2000年底便已扩展到了福建的几个重要城市，不仅这些城市的有线电视用户可以采用这个方式上网，他们之间的电话用户也可以采用这个线路，而电话费用采取每月不高于50元的包月制，以中国电信现在的资费标准和服务质量，大批用户势必“倒戈”，倾向于广电网络，这将给中国电信经营带来难以抗拒的冲击。而作为国家确定的有线电视网、计算机网、电信网三网合一的试点城市上海已捷足先登，上海广电集团为了迎接这一天早已设立了多媒体网络及网络产品实验室，建立了有线电视双向网，并且用该网来替代有线电视网、计算机网和电信网的功能，从而实现了三网合一。这样，用户可以通过有线电视双向网收看电视、打电话和上Internet网。上海广电集团在建立实验网的基础上正在研发和投产与此相关的用户终端产品，其中包括数字电视机顶盒、数字电缆调制解调器、路由器等。目前，上海广电集团正把三网合一的实验推广到集团所经营的一个住宅小区，模拟一个小型信息社会，从中找到发展网络产品以及网络服务的定位，现已投资10亿元人民币与上海有线电视部门合作，实现“上网创业，阔步进入新世纪”的梦想。
作为CATV网发展的策略，业界专家指出，我们应首先充分发挥广播电视系统的绝对优势，积极地发展CD、LD等光载体产品，同时抢占信息节目这一制高点，使广电网络成为信息发布的主要平台；其次要发展高技术在广播电视网络上的应用，如数字加／解扰系统、数字卫星广播、图文电视技术、数字电视传输技术、HDTV技术、RDS／SCA技术等作为广播电视网络数字化的切入点，进而引进交互电视设备和技术；第三应该重视广电系统内部管理和对外合作，作出中远期发展规划，共同发展；最后要重视行业标准建设，建立并严格实施设备许可制度。这样有利于加快三网合一传输进程及尽早为用户提供各种项目服务。
有线电视网是目前唯一的宽带用户接入网（宽带入户网），接入网（AN－Access Net）是近几年为适应当今通信业务的需要，由国际电信联盟（IUT－T）提出，并得到迅速发展的新型用户网。它是连接本地交换局（LE）和用户终端设备（TE）的用户环路。该用户环路无论是实现业务接入还是占整个通信投资比重（约占通信网投资额的1／3）方面都占重要地位。接入网也称为用户网（UN）或本地网（LN）。我国用户接入网大致有双绞铜缆、无线接入、光纤接入和光纤同轴混合接入（HFC）4种方式。有线电视网一般使用同轴电缆，为用户提供300～750MHz带宽的频率资源（目前已有1000MHz有线电视网投入使用），语音系统带宽为4kHz左右，一般铜线能满足其要求。目前基于铜线的ADSL技术，在支持传统电话业务的同时，使用高频段可以把较高速率的数据流送到用户家里。ADSL技术的最新成果ADSL－3可以传送一路6MB／s的信息，传输距离18km。自美国AT＆T公司于1994年作为电信界具有代表性的提出最新的HFC这一突破传统双绞铜缆用户网的方案后，就受到了信息界的推崇，并称之为“革命性的突破”，立即成为美国宽带用户网的事实标准。美国几家大通信公司，如太平洋贝尔、贝尔大西洋、西南方贝尔放弃现有的双绞线用户网，改建HFC宽带用户网。这种用户接入网的优点是，可以充分利用现有CATV同轴电缆网作HFC的关键部分，网络建设投资可以根据用户对业务的需求而逐步增加，可以融合当今新技术，易于向未来的全光纤化过渡等。
当今大多数最新的HFC系统是建立在750MHz带宽上，也有的是建立在1GHz带宽上的。HFC的网络结构简单，一般由两极光纤、一级电缆构成。主前端到分前端、分前端到分配节点（ODN）一般采用光纤，分前端到用户一般采用电缆。在宽带传输的HFC网上，若加上相应的设备（如机顶变换器STB－Set Top Box、Cable Modem等），就可以实现双向数据通信。HFC可传送数字、模拟信号，且以模拟信号为主，故此HFC很适合现阶段大量使用，且将来很容易向全光纤网（光纤到户）过渡。HFC网络可以提供的业务有语音（如电话）、数据传输（如计算机通信、电子邮件）、视频传输（如模拟／数字电视广播）等，基本上综合了当今的新技术。HFC宽带网业务的关键技术有数字压缩编码技术、宽带交换技术、有限制接受系统和HFC LAN互联技术。
(1)数字压缩编码技术：如何充分利用现有带宽传输尽可能宽的信号一直是通信界研究的大课题。数字压缩编码技术这一新技术的出现为解决带宽问题提供了途径，比如，运用帧间预测、运动补偿预测、变换编码等技术制定的各种图像压缩编码标准：JPEG（传真等）、PX64（会议电视、视频电话等）、MPEG－1，2（多媒体、CD－ROM、广播等）。
(2)宽带交换技术：交互式宽带业务种类繁多，而且要求交换速率高，为此，CCITT设计了一种新的信息交换方式－ATM。 ATM是一种采用异步时分复用技术，融合了电路交换和分组交换优点的面向连接的交换方式，实时性很强。交换方式从STM发展到ATM，可以说是交换技术的一次重大革命。
(3)有限制接受系统：该系统是根据用户的权限，对用户进行收视管理、帐户管理及授权的网络管理系统。整个系统大致包括前端用户管理系统、加密系统及用户机上变换器的解密、授权系统等。目前大多数有线电视网采用的是一种加解密的智能卡。
(4)HFC LAN互联技术：在ISO制定的OSI模型基础上，对物理层、媒体存取层（MAC)的协议作些必要的修改就可以实现HFC网络互联。物理层中用户设备Cable Modem的国际标准目前已推出，其产品已上市，但MAC层的标准尚未制定出来，以前的MAC层协议（如IEEE8023等）在应用于HFC广域网时都有各自的局限性。
我国HFC网建设应在借鉴国外经验的基础上结合本国情况逐步开展，应该充分利用我国有线电视网络资源，建立宽带用户接入网。从现在起，CATV网的建立应以550MHz、750MHz带宽为主。可以先建几个小区域的试验网，了解用户对业务的需要及对价格的承受力，开发出适合我国国情的网络结构及相应的设备，逐步制定出国家标准。
有线电视网络带宽宽、信息传输能力优于目前的计算机网，其特点是可传输多媒体信息（如影视节目、游戏娱乐等）。由于通信网络、计算机网络都与现行的广播电视模拟标准不能兼容，完全以数字／模拟转换来模仿传统的电视广播又面临一个需要用户和运营者大量再投入的问题，也不现实。而有线电视网在国家信息基础设施(NIS）建设中具有一定的优势：CATV在城镇居民中的覆盖率较高，其用户比电话、计算机网用户都多；有线电视台具有丰富的服务和节目制作经验以及节目资源，信息服务能力较强；拥有最广泛的光纤网络和电缆网络。
有线电视网的发展现状是，网络频谱不断拓宽，网络规模不断扩大，区域联网成为趋势，网络结构多样化，HFC网成为网络发展的主流，多功能综合业务的开发成为有线电视发展的第二次高潮。目前，网络的多功能开发广泛受到重视，网络由单向网向双向网发展。实现接入段的双向传输必须考虑与用户现有设备的兼容，而以SDH光纤传输为主导的光传输网络便是良好的信息传输平台。
有线电视的发展前景十分光明，因为HFC可以充分利用已敷设的同轴电缆和双绞铜缆，为用户提供宽带业务，成本较低，以模拟制式传输为主，用户使用方便、运营、维护和管理费用也较低，因而受到用户的欢迎，很快就形成了一定的市场规模。而数据通信、电信和有线电视三大网络融合所产生的行业将是一个全新的行业，它将是信息革命——第三次产业革命的中坚，建立宽带用户接入网和交互式有线电视网作为信息高速公路入户网络有着先天的优越性；有线电视在此应有更广阔的发展天地。（完）
摘自 中国有线电视导航
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