综述 有线电视网络的发展现状与趋势 赵翠’，张诚 ，欧阳峰’ （１．国家新闻出版广电总局广播科学研究院，北京１００８６６；２．北京大学，北京１００８７１） 摘要：双向化改造后的有线电视网络，既是广播电视信号的传输网络，也是宽带业务的承载网络，是有线电 视运营商实现业务发展与转型的基础网络。其中有线接入网络是有线电视网络发展的关键，与用户带宽需求和 有线接入技术的发展密切相关。通过调研当前国内外有线电视网络的发展现状、有线接入技术及标准的研究进 展，分析了有线接入网络的发展趋势，最后对一种自主创新的吉比特同轴接入技术（ＨＩＮＯＣ）进行了介绍。 关键词：有线电视网络；有线接入网；同轴接入技术；ＨＩＮＯＣ 中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１ １９５９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—０８０１．２０１７１８２ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｃａｂｌｅ ＴＶ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ＺＨＡＯ Ｃｕｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ ，ＯＵＹＡＮＧ Ｆｅｎｇ １．Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆＢｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ，ＳＡＰＰＲＦＴ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８６６，Ｃｈｉｎａ ２．Ｐｅｋｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７１，Ｃｈｉｎａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｔｅｒ ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ，ｃａｂｌｅ ＴＶ ｎｅｔｗｏｒｋ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｒａｎｓｍｉｔｓ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ＴＶ ｓｉｇｎａｌｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｃａｒｒｉｅｓ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅｓ．Ｉｔ’Ｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｈａｔ ｃａｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｐｅｒａｔｏｒｓ ａｃｈｉｅｖｅ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｃａｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ’Ｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ａｎｄ ｂｏｕｎｄｓ ｕｐ ｗｉｔｈ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ’Ｓ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃａｂｌｅ ＴＶ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｗａｓ ｓｕｒｖｅｙｅｄ，ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｗａｓ ｎａａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｎ ｉｎｄｉｇｅｎｏｕｓｌｙ－ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｇｉｇａｂｉｔ ｃｏａｘｉａｌ ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ—Ｈ１ＮＯＣ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃａｂｌｅ ＴＶ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｃｏａｘｉａｌ ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｎＶｅｒ ｎａＸ １ 引言 （ｖｉｒｔｕａｌ ｒｅａｌｉｔｙ，虚拟现实）和ＡＲ（ａｕｇｍｅｎｔｅｄ ｒｅａｌｉｔｙ，增强现实）等新技术的发展以及网络直播 随着网络双向化改造的推进，有线电视网络 等新兴媒体业务形态的出现，使得业务内容更为 承载的业务已经从传统的广播电视业务转变为以 丰富，业务流量特征发生变化，并驱动用户带宽 视频、数据及语音为一体的宽带多媒体业务。传 需求持续快速增长。根据尼尔森定律，高端用户 统的标清视频向高清及４Ｋ、８Ｋ等超高清方向发 带宽将以平均每年５０％的增幅增长，每２１个月带 展，物联网、智慧家庭等新业务场景的涌现，ＶＲ 宽速率将增长一倍，预计未来３～５年，用户带宽 收稿日期：２０１７－０５—１７；修回日期：２０１７—０６—０５ ・１４７・ 需求将从百兆向吉比特过渡。 营商宽带用户数量统计如图１所示。 用户带宽需求的快速增长意味着对网络承载 能力的要求不断提升。单就接入网络而言，当前 接入网络设备应至少具有百兆（１００ Ｍｂｉｔ／ｓ）接入 籁 旺 能力，并在将来能够向吉比特（１ ０００ Ｍｂｉｔ／ｓ）接 越 入带宽升级。 ２有线电视网络发展情况 年份 ２．１ 国外有线电视网络发展现状 图１ 美国有线和电信运营商宽带用户数量统计 根据ＯＥＣＤ（Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｃｏ． 为满足互联网时代背景下用户日益增长的 ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，经济合作与发展组织） 带宽需求，北美有线电视运营商全力发展宽带业 的统计，截止到２０１６年６月，ＯＥＣＤ成员国内固 务，目前宽带业务已成为有线电视运营商重要的 网宽带用户中，同轴电缆宽带用户占比３２．２％， 发展业务和盈利方式。ＬＲＧ报告数据显示，自 同轴电缆接入网络目前仍是为用户提供固定宽带 ２０１４年第２季度开始，包括Ｃｏｍｃａｓｔ、ＴＷＣ（Ｔｉｍｅ 接入的重要承载媒介。在ＯＥＣＤ成员国中，美国 ＷａｍｅｒＣａｂｌｅ）等在内的有线电视运营商宽带用户 拥有规模最大、用户数最多的同轴电缆网络市 超过了付费电视用户的总和，意味着北美有线电 场。这些同轴电缆网络主要由有线电视运营商所 视运营商实现了向宽带运营商的转型。 拥有，接入部分采用ＤＯＣＳＩＳ（ｄａｔａ—ｏｖｅｒ－ｃａｂｌｅ 在过去的十几年间，美国的有线电视网络经 ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ，电缆数据业务接口 历了一变革，完成了模拟向数字的整体转换， 规范）技术体系，用于承载广播电视业务和宽带 现在正向全ＩＰ的网络架构演进，其网络概况可以 数据业务。 总结如下。 根据美国调研机构ＬＲＧ（Ｌｅｉｃｈｔｍａｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ・美国的有线电视网络如Ｃｏｍｃａｓｔ、ＴＷＣ的 Ｇｒｏｕｐ）的数据统计，美国宽带用户总体数量逐年 有线分配网络都采用了ＨＦＣ（ｈｙｂｒｉｄ ｆｉｂｅｒ 稳步增加，而有线运营商和电信运营商的宽带订 ｃｏａｘｉａｌ，光纤一同轴电缆混合）网络结构， 户数则呈现了明显不同的变化趋势，以２０１５年为 能够提供双向数据通信，可以承载ＶＯＤ 例，主流有线运营商宽带用户数增长了３３０．３万户， （ｖｉｄｅｏ ｏｎ ｄｅｍａｎｄ，视频点播）、高速宽带、 是自２００８年以来有线行业宽带用户的最大增量， 语音等业务。 而主流电信运营商则流失了１８．７万宽带用户，是 ・为了提高底层物理频谱资源的利用效率，并 电信运营商多年来第一次出现宽带用户负增长， 使其有线电视网络系统能够提供更多类型 而且从２０１５年第２季度到２０１６年第３季度的连 的新兴业态服务，模拟有线广播电视系统以 续６个季度中，有５个季度电信宽带用户数是负 及模拟／数字混合型有线广播电视系统已基 增长的。具体来看，电信运营商流失的宽带用户 本全部转换成全数字有线广播电视系统。 主要是ＤＳＬ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ，数字用户线） ・有线电视网络接入网正在进行性能提升与 用户，而光纤到户覆盖区域的用户数则呈现了小 网络优化，既向大带宽、高性能网络升级， 幅增长的趋势，意味着ＤＳＬ的网络性能已难以满 又简化网络架构、提高网络管理效率。提 足用户日益增长的带宽需求。美国有线和电信运 升网络性能方面，美国有线电视实验室 综述 ・１４８・ （ＣａｂｌｅＬａｂｓ）发布了ＤＯＣＳＩＳ３．１技术规范， 思科、华为等厂商推出了符合ＤＯＣＳＩＳ３．１ 的设备，Ｃｏｍｃａｓｔ等有线运营商在实际网络 中部署了ＤＯＣＳＩＳ３．１设备，并开展ＨＦＣ 网络的扩展升级，为该技术的推广应用做 好准备。通过部署ＤＯＣＳＩＳ３．１设备，可以 ５９．９３％，双向网渗透用户数６ ７３５．５万户；宽带用 户规模总量达到２ ５７６．９万户，占有线数字电视用 户的比重达到ｌ２．３３％。 有线电视网络双向化改造技术主要包括接入网 光传输改造技术和用户接入网改造技术两部分。接 入网光传输改造技术已经被广泛应用，技术相对成 熟。而对于用户接入网改造技术，在有线双向宽带 网络发展之初，专门针对同轴接入这一独特的应用 场景和传输介质的技术基本上是空白的，造成了多 种从其他方面改造的技术分别用于广电同轴网络， 一在现有网络上为用户提供吉比特甚至更高 速率的宽带接入。针对网络优化的技术方 案主要是融合有线接入平台（ｃｏｎｖｅｒｇｅｄ ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ＣＣＡＰ），目标是把宽 带接入和ＩＰＱＡＭ集成在高密度的统一平 台上，通过改变各业务在物理上的分离现 状，使之融合，可以简化前端与机房中的 设备配置，提高能效。 ２．２ 国内有线电视网络发展现状 时间出现了技术种类多样、指标参差不齐的状况。 随着技术的整合与汇聚，目前主要形成了如下４种 应用较为广泛的双向网络改造／建设技术。 ・第１种是基于传统ＨＦＣ网络结构，利用 ＣＭＴＳ（ｃａｂｌｅ ｍｏｄｅｍ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｓｙｓｔｅｍ，同轴 随着数字电视和互联网技术的发展，有线电 视网络已经从传统的广播电视单向网络，发展为 可以承载语音、数据、视频点播、互动游戏等业 务的双向网络。２００３年国家广播电影电视总局（以 下简称广电总局）开始推动有线电视网络数字化 转换工作，数字化提高了有线电视网络的频率资源 ・电缆局端接入设备）和ＣＭ（ｃａｂｌｅ ｍｏｄｅｍ， 电缆调制解调器）构建双向接入网络，该 技术已经发展多年、成熟度高，但其设备 采购和维护成本高、技术相对复杂、对国 内网络的适应性较差。 第２种是推进光节点到楼头，构建“光纤 到楼＋楼内接入网”的网络结构，采用的技 术主要是“ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ，以太网无源光网络）＋ＥＯＣ 利用率，有线电视数字化后释放出一定的频率资源， 这些频率资源使有线电视网络运营商为用户提供多 层次、多样化、个性化的服务成为可能。随着国务 院提出并积极推进三网融合，有线电视网络双向化 改造拉开帷幕。广电总局提出要建设“适合我国国 （Ｅｔｈｅｍｅｔ ｏｖｅｒ ｃｏａｘ，同轴电缆以太网）”， 楼内接入网采用ＥＯＣ技术进行网络的改造 和建设，广电总局发布为行业标准的ＥＯＣ 技术包括两项：一项是ＨｏｍｅＰｌｕｇ ＡＶ／Ｃ—ＨＰＡＶ（Ｃｈｉｎａ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｄ— 情的、三网融合的、有线无线相结合的、全程全网” 宽带交互式下一代广播电视网（ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ，ＮＧＢ），并在上海启动了ＮＧＢ示范网 建设。伴随着三网融合上升为国家发展战略，下一 ｖａｎｃｅ，中国先进高性能同轴宽带接入技 代广播电视网也进入加快建设阶段。 根据２０１６年第４季度《中国有线电视行业发 展公报》提供的数据，截止到２０１６年底，我国有 线电视用户规模总量为２．５２亿户，数字电视用户 数达到２．Ｏ９亿户，数字化率为８２．７７％；有线双向 网改覆盖用户超过１．５１亿户，双向覆盖率达到 ・术），得到了较为广泛的部署，另一项是 ＨＩＮＯＣ（ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｖｅｒ ｃｏａｘ，高性能同轴电缆接入技术），是我国 拥有完备自主知识产权的技术标准。 第３种是以ＣＭＴＳ技术为基础，根据国内 住户密集的网络场景创新的Ｃ—ＤＯＣＳＩＳ ２Ｏ１７１８２．３ ・１４９・ （Ｃｈｉｎａ ＤＯＣＳＩＳ，中国ＤＯＣＳＩＳ）技术，采 ＨＩＮ０Ｃ２．０行业标准ＧＹ／Ｔ２９７于２０ １ ６年初发布， 用ＣＭＣ（ｃａｂｌｅ ｍｅｄｉａ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，有线电缆 该技术针对实现吉比特传输性能进行设计，信道 媒介转换设备）＋ＣＭ组网，ＣＭＣ上联设 带宽为１２８ ＭＨｚ，在ＯＦＤＭ调制技术基础上最高 备可以是ＥＰＯＮ或路由器。 支持４ ０９６ＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ， ・第４种是ＦＴ］Ｈ（ｆｉｂｅｒｔｏｔｈｅｈｏｍｅ，光纤到户）， 正交幅度调制），支持自适应调制技术，支持ＢＣＨ、 有线电视双向网络ＦＴＨ－Ｉ既要实现广播电视 ＬＤＰＣ（１ｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐａｒｉｙｔ ｃｈｅｃｋ，低密度奇偶校验） 信号传输，又要承载双向数据业务，因此所 编码，在ＭＡＣ层支持ＴＤＭＡ／ＯＦＤＭＡ（ｏ￣ｈｏｇｏｎａｌ 采用ＦＴＦＨ网络和技术架构更为复杂。 ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ，正交频分多址） 在上述４种双向网络改造方式中，以 机制，并设计了高效的信道分配机制，能够实现 ＥＰＯＮ＋ＥＯＣ和ＣＭＴＳ＋ＣＭ技术为主，两者占据了 吉比特传输带宽、毫秒级的传输时延和传输抖动。 超过８２％的市场份额。然而由于受国家的引导 ３．２ ＤＯＣＳＩＳ和Ｃ．Ｄ０ＣＳＩＳ 和电信运营商大规模部署ＦＴＴＨ的影响，各地广 由工业界联合发起的ＤＯＣＳＩＳ是在ＨＦＣ网络 电运营商逐步开始部署ＦＴＴＨ网络，部署区域主 上提供高速双向数据传输的通信协议，该技术规 要集中在城市新建网络和农村新建／改造网络，到 范由美国ＣａｂｌｅＬａｂｓ制定，已经发布的标准版本 ２０１６年末ＦＴＴＨ覆盖用户已经超过８００万户。 包括Ｄ０ＣＳＩＳ １．０／１．１、ＤＯＣＳＩＳ２．０、ＤＯＣＳＩＳ３．０、 ３有线接入技术及标准 ＤＯＣＳＩＳ３．１。ＤＯＣＳＩＳ标准采用ＦＤＤ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ，频分双工）模式，其上下行信道 ３．１ ＨｌＮＯＣ 工作于不同的频率范围，每个下行信道带宽设计 ＨＩＮＯＣ是一种针对国内有线网络传输环境、 为６ ＭＨｚ／８ ＭＨｚ，上行信道带宽包括６．４ ＭＨｚ、 由中国的研究团队自主创新研发的同轴电缆宽带 ３．２ ＭＨｚ、１．６ ＭＨｚ。目前国内有线电视网络应用 接入技术。ＨＩＮＯＣ针对ＦＴＴＢ（ｆｉｂｅｒｔｏ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ， 的主要是下行信道带宽８ ＭＨｚ的ＤＯＣＳＩＳ标准。 光纤到楼）的组网场景，利用小区楼内有线电视网 广电总局发布的Ｃ．ＤＯＣＳＩＳ行业标准是针对 同轴电缆实现高性能双向信息传输。在现有单向网 国内用户居住密集的组网场景，面向大带宽业务 络不做任何改造的前提下，实现百兆甚至吉比特的 承载及运营管理的需求，基于ＤＯＣＳＩｓ３．０技术， 信息传输速率，进而实现高清数字电视、宽带数据 提出的一种可分布式部署、集中式管理的有线宽 业务的共缆传输，实现全业务承载。 带接入系统逻辑架构，定义了支撑该架构的系统 Ｈ１ＮＯＣ技术的研究已历经十余年，共形成 逻辑功能模块、接口和协议，并在此基础上定义 ＨＩＮＯＣ１．０和ＨＩＮＯＣ２．０两代技术标准。ＨＩＮＯＣ１．０ 了３种不同的系统实现方式。 行业标准ＧＹ／Ｔ２６５的设计目标是利用楼内的“最 最新一代的ＤＯＣＳＩＳ技术是ＤＯＣＳＩＳ３．１，采用 后１００ ｍ”同轴电缆实现百兆接入，采用的信道 了ＯＦＤＭ多载波调制，支持ＬＤＰＣ纠错编码，支持 带宽为１６ ＭＨｚ，采用ＴＤＤ（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ， 高阶调制技术，下行信道最高支持１６ ３８４ＱＡＭ，上 时分双工）方式，在物理层采用了ＯＦＤＭ 行信道最高支持４ ０９６ＱＡＭ，支持自适应调制和 （ｏ￣ｈｏｇｏｎａｌ￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，正交 白适应功率加载技术，理论上ＤＯＣＳＩＳ３．１能够提 频分复用）调制机制，在ＭＡＣ（ｍｅｄｉａ ａｃｃｅｓｓ 供最高１０ Ｇｂｉｔ／ｓ的下行传输速率和１ Ｇｂｉｔ／ｓ的上 ｃｏｎｔｒｏｌ，媒体接入控制）层采用ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ 行传输速率。而国内的Ｃ．ＤＯＣＳＩＳ２．０技术及标准 ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ，时分多址）有序接入技术。 尚在研发中。 综述 ・１５０・ ３．３ ＨｏｍｅＰｌｕｇＡＶ和Ｃ—ＨＰＡＶ （１）同轴电缆网络是光纤向用户家庭和户内 延伸的最好介质 随着ＦＴＴＢ建设，光节点延伸到楼头，同轴 电缆网络的覆盖范围通常在１００ ｍ左右。根据广 ＨｏｍｅＰｌｕｇ电力线联盟颁布的ＨｏｍｅＰｌｕｇ ＡＶ 技术规范，最初的目的是在家庭内部的电力线上 构筑局域网络，用来满足家庭数字多媒体传输的 需要，该规范于２０１０年被发布为ＩＥＥＥ标准，标 准号为ＩＥＥＥ １９０１。ＨｏｍｅＰｌｕｇ ＡＶ技术采用ＴＤＤ 方式，工作于２～２８ ＭＨｚ频段；在ＭＡＣ层，使 用ＴＤＭＡ有序接入和ＣＳＭＡ／ＣＡ竞争接入两种方 式。该技术被国内广电行业应用为一种ＥＯＣ技术， 电行业标准对同轴电缆和分支分配器的技术特性 要求，模拟带宽需支持到１ ＧＨｚ，经过实际测试， 在覆盖百米的组网场景下，现有同轴网络可以工 作到１．２ ＧＨｚ附近。以有线电视接入网络通常采用 的７５—５同轴电缆为例，考虑１台头端节点覆盖３２台 终端节点的情况，计算可得百米网络的链路损耗最大 约为４５ ｄＢ。因同轴网络具有电磁封闭的特性，受到 将原来电力线的ＨｏｍｅＰｌｕｇ ＡＶ技术移植到同轴电 缆上，由于同轴电缆具有比电力线更优的信道环 境，可以提供相对更高的传输性能。ＨｏｍｅＰｌｕｇ ＡＶ 目前成为国内市场规模最大的一种ＥＯＣ技术。 ２０１３年广电总局发布的Ｃ．ＨＰＡＶ行业标准就 是对这种技术进行了标准化，基于ＩＥＥＥ １９０１并 对其进行调整和扩展定义得到，调整和扩展的内 外界干扰比较小，理想情况下可以达到４０ ｄＢ以上信 噪比。经粗略计算，假设在带宽５－１ ００５ ＭＨｚ、信噪 比为４０ｄＢ时，根据香农公式Ｃ＝Ｗｌｂ（１＋ＳＮＲ），计 算可得同轴电缆网络的信道容量为１３ Ｇｂｉｔ／ｓ。 随着现代通信技术的发展，通信系统的传输能力 逐渐接近香农极限，考虑到工程实现以及现存网络中 存在线缆老化弯折、接头不匹配等问题，可以认为现 有网络的传输能力至少可以达到香农限的５０％，以 工作在１ ＧＨｚ频段附近的Ｈ１ＮＯＣ系统为例，信道带 宽为１２８ ＭＨｚ，理论最高传输速率为１．１ Ｇｂｉｔ／ｓ，实 测速率在７００～１ ０００ Ｍｂｉｔ／ｓ。可以认为，有线同轴网 络能够提供接近１０ Ｇｂｉｔ／ｓ的总体数据传输速率，同 轴电缆网络的潜力有待进一步发掘。 广电运营商拥有丰富的有线同轴网络资源， ２０１６年底我国有线电视用户规模总量为２．５２亿 户，连接到这些家庭的最后一段（接入段和户内 容涉及工作频率、组网结构、调制和编码方式、 ＭＡＣ层多址调度方式以及网络管理方式等。 最新一代的Ｃ．ＨＰＡＶ技术是Ｃ—ＨＰＡＶ２．０，该 技术通过扩展传输带宽并采用高效的数据编码与 传输机制，目标是实现吉比特级别的宽带接入速 率。该技术目前已初步形成标准草案。 ３．４ ＦＴＴＨ ＦＴＴＨ是将光纤延伸到用户家中的接入技术， 广电运营商部署ＦＴＴＨ时，需考虑到既要承载广 播电视业务，也要承载双向数据业务。在如前所 述的几种网络结构基础上，目前已经发展出了 ＲＦｏｖｅｒｌａｙ、Ｉ－ＰＯＮ和ＲＦｏＧ ３种典型的组网方案。 在具体入户方式上，也存在单纤三波、两纤三波 和双线入户的接入方案。２０１６年初广电总局发布 了ＦＴＴＨ系列行业标准之一的总体技术要求，该 标准将作为各地有线电视网络运营商采用ＦＴＴＨ 技术进行网络双向化改造的技术依据。 段）传输介质都是同轴电缆。由于光纤具有质地 脆、不易维护、弯折半径不宜过小等问题，使其 难以在家庭户内部署走线，所以即使光纤逐渐向 用户延伸直至光纤到户，光纤链路都会终结并采 用其他介质构建到用户设备的传输网络。对于广 电运营商，已经广泛部署的同轴网络，是联结光 纤终结点到用户设备的最好的传输介质。 （２）有线同轴接入的吉比特时代即将来临 经过十年左右的发展，有线电视同轴宽带接 ４有线电视网络发展趋势 有线接入网络呈现出如下发展趋势。 ２０１７１８２．５ ・１５１・ 入技术已历经了３个阶段的演进。 第一阶段是有线电视网络双向化改造初期， 从单向广播到双向传输是广播电视网的一次重 ｜ｌ电 多媒体业务的发展，驱动用户带宽需求快速增长， 促使有线运营商关注网络承载能力及业务运营管 理能力。与此同时，电信运营商在ＦＴＴＨ规模部 署的道路上高歌猛进，高带宽业务和ＩＰＴＶ （ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ，互联网电视）业务 大，特别是在双向宽带化发展后，支持同轴 电缆接入技术基本是空白，多种技术、多项 源于其他介质改造的技术分别尝试应用于有线 同轴网络，包括：基于ＨＦＣ网络的电缆调制解 调（ｃａｂｌｅ ｍｏｄｅｍ）技术、来源于电力线通信的 ＨｏｍｅＰｌｕｇ／ＨｏｍｅＰｌｕｇ ＡＶ和ＨｏｍｅＰＮＡ、Ｗｉ—Ｆｉ降 不断攻城略地，有线电视用户开始出现流失。 可以认为现阶段迎来了吉比特同轴接入技术发 展的新契机，与此同时ＨＩＮＯＣ２．０行业标准率先 发布，能够提供ＦＴＴＨ相当的传输性能和管理 能力，是解决丰富存量同轴网络升级换代的有 效技术手段。 目前，有线电视网络的发展尚处于第二阶段 向第三阶段升级转型的过渡期，随着吉比特同轴 接入技术、产品逐渐成熟，产业链逐渐完善，有 线同轴网络的吉比特时代即将来临。 （３）光纤到户和同轴双向网络并存将是有线 电视网络的发展常态 双向化网络改造技术的选择是由业务需求、 频技术、基带ＥＯＣ技术以及基于家庭组网的 ＭｏＣＡ的接入技术等，技术种类多、指标参差不 齐，有线同轴接入技术也呈现出“七国八制”的 状态。这一阶段是有线电视网络从单向到双向转 换的起步阶段，是一个双向数据传输“从无到有” 的过程，广电行业整体处于尝试和探索的形势， 尚未形成明确的双向接入技术要求及行业标准规 范，同时随着改造工程加快和三网融合升温，技 术、标准、工程及维护都陷入混乱。 第二个阶段是有线电视网络双向化改造的快 改造成本、运营维护的难度与成本等相关因素综 合决定的，现阶段来看，运营商关心的一个重要 因素是成本。为此，需要区分应用场景对待技术 选择。在用户居住地点密集的城市区域，光纤延 速发展阶段，先后发布了三网融合战略、宽 带中国战略，广电总局将“加快建设下一代广播电 视网（ＮＧＢ）”列为“十二五”科技发展规划的主 要任务之一。在这个阶段，在引导和市场检验 下，有线同轴接入技术实现了汇聚、整合，自主创 新技术取得发展，标志性事件是２０１２－－２０１３年间 广电总局发布了３项ＮＧＢ宽带接入技术标准： ＨＩＮＯＣ，完全自主的创新技术；Ｃ—ＨＰＡＶ，由 ＨｏｍｅＰｌｕｇＡＶ技术为基础演变而来；Ｃ—ＤＯＣＳＩＳ， 由ＨＦＣ双向技术为基础演变而来。在这个阶段， 伸到楼头，楼内的短距同轴线缆可以覆盖几十户 家庭，是ＥＯＣ接入技术主要应用场景，目标是充 分利用现有同轴线缆资源提供高带宽双向接入。 采用ＥＯＣ技术进行双向接入改造无需重新布线或 改网，改造成本较低，而且目前的ＥＯＣ产品最高 可以支持千兆接入带宽，能够满足现阶段和未来 较长时间的业务带宽需求。在用户居住地点分散 的区域，存在光节点到用户家的距离较远、取电 接入技术标准和产品均以百兆级别的接入速率为 设计目标，并开始考虑满足业务、运营、管理、维 护的要求。与此同时，有线网络双向化改造快速发 展，从２０１１年初到２０１５年底，双向网络覆盖用户 从约５ ０００万户发展到１．２３亿户。 困难等问题，适宜采用光纤到户的方式开展双向 网络改造。目前广电运营商在进行技术选择时， 较为一致地采取了如下做法，即农村模拟和单向 网改造采用光纤到户以及在新建网络部署光纤到 户，而对于已经完成双向网改的大部分区域，则 是在原有系统的基础上进行升级。根据目前情况 第三个阶段则是有线电视网络双向化改造的 深化阶段。超高清电视、物联网、ＶＲ／ＡＲ等新兴 综述 ・１５２・ 可以推断，同轴双向网络和光纤到户网络在未来 很长一段时间内将同时存在、并行运营。 以太网分片和打包等技术提升传输速率，使得其 ＭＡＣ层净载荷传输效率高达９０％。 （２）毫秒级时延抖动 ５ ＨＩＮＯＣ技术方案 ＨＩＮＯＣ技术的主要应用场景是“光纤到楼＋同 轴覆盖入户”。ＨＩＮＯＣ系统由ＨＢ（Ｈ１ＮＯＣ ｂｒｉｄｇｅ， 采用ＴＤＤ／ＴＤＭＡ通信，以２．５ ｍｓ作为 各个节点信道资源的统一调度周期，在保证上下 行带宽资源灵活分配的前提下控制了数据传输时 延，在多节点并发情况下其平均传输时延可以控 制在３ ｍｓ以内，平均时延抖动在２ ｍｓ以内。 （３）高效率带宽管理 采用“报告一授权”机制进行带宽管理，每 个用户可使用极少量的子载波以ＯＦＤＭＡ地方式 上报带宽需求，局端可根据网管配置的ＳＬＡ （ｓｅｒｖｉｃｅ—ｌｅｖｅｌ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ，服务水平协议）、局端本 地以及用户上报等信息，对各用户带宽以及上下 行链路进行ＤＢＡ（ｄｙｎａｍｉｃ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ， ＨＩＮＯＣ网桥）和ＨＭ（ＨＩＮＯｃ ｍｏｄｅｍ，ＨＩＮＯＣ调 制解调器）构成，通过在楼头增加ＨＢ设备，在用 户家庭内增加ＨＭ设备，就可以利用有线电视网络 为用户提供包括高清、标清电视节目以及高速上网、 视频点播、网络游戏等多媒体宽带业务。 在组网模式上，Ｈ１ＮＯＣ系统典型网络覆盖距 离不超过１００ ｍ，物理拓扑采用树型网络结构， 逻辑拓扑采用点到多点结构，单信道内支持的最 大用户数为６４个。 Ｈ１ＮＯＣ组网方案如图２所示。 动态带宽分配），带宽资源分配精度为１ Ｍｂｉｔ／ｓ， ＨＩＮＯＣ技术针对同轴宽带接入场景做了很 多优化设计，主要技术特点如下。 （１）吉比特宽带接入（ＭＡＣ层理论最高速率 １．１４ Ｇｂｉｔ／ｓ） 提供“固定带宽”“保证带宽”“尽力而为带宽” 等多种业务保证等级。 （４）强功能中心管控 采用局端中心管控的机制，信道通信资源均由 局端根据各个节点信道状况进行速率匹配和调 该技术采用同轴电缆中的高频段通信，信道 质量好；物理层独创提出“分布式信道均衡”算 法，降低信道训练开销，实现高效的物理层传输； ＭＡＣ层采用精简的信令开销，并引入节点测距、 业务 ‘ 骨干网 。 分配网 。 度，可以控制性能劣化节点对于全网质量的影响。 同时在设备层面，局端会收集各个终端节点的上下 行信道状况并予以上报，包括通信频段内链路损耗、 接入网 ：Ｉ．．．．．．．一ＨＩＮＯＣ 图２ ＨＩＮＯＣ组网方案 ２０１７１８２—７ ・１５３・ 电信科学ｓｏｈｕ．ｃｏｍ／￣１ ２５ ｌ ５６０６４ ４８８９２０． ２０１７ 子载波信噪比、幅频相频曲线、误码率等参数，配 合 络拓扑图，便于 层技术人 等运维。 （５）度十扰规避 ｆ３１罔家新 …版广电总 ＮＧＢ宽带 接入系统ＨＩＮＯＣ ｆ§输和 媒质接入 制技术规范：ＧＹ／Ｔ ２６５［Ｓ］．２０１２． ＳＡＰＰＲＦＴ．ＮＧＢ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ａｃｃｅｓｓ ｓｙｓｔｅｍ—ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｉｆｃａ— ｔｉｏｎ ｏｆ ＨＩＮＯＣ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ｍｅｄｉａ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｔｏｃｏｌ 物理层 ＭＡＣ层进行，多个维度的优化 设计，能够稳定适刚ｆ实际网络中复杂的下扰环 境，例如冲激脉冲、无线＿Ｆ 扰、多径串扰以及设 ［４】 ＧＹ，Ｔ ２６５［Ｓ］．２０１２． 冻新 版广【Ｕ总 ＮＧＢ宽带拔入系统ＨＩＮＯＣ物 层 平ＩＩ媒体拨入控制层技术 范：ＧＹ／Ｔ ２９７［Ｓ］２０１６． ＳＡＰＰＲＦＴ．ＮＧＢ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ａｃｃｅｓｓ ｓｙｓｔｅｍ．ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ 备自身的非理想因素。ＨＩＮＯＣ通过度的干扰 规避荻得ｌ『系统效牢与稳定性之间的平衡点。 （６）全方位ＱｏＳ（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ，服务质 量）保证 具箭硬件加速流分类功能，可以针对以太网 ［５］ ｏｆＨＩＮＯＣ２．０ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ＭＡＣ ｌａｙｅｒ：ＧＹ／Ｔ２９７［Ｓ］．２０１６． 家新闻Ⅲ版广电总』。ａ．ＮＧＢ宽带接入系统Ｃ—ＤＯＣＳＩＳ技 术 范：ＧＹ／Ｔ ２６６［Ｓ］２０１２． ＳＡＰＰＲＦＴ．ＮＧＢ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ａｃｃｅｓｓ ｓｙｓｔｅｍ—ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｉｃａ—ｆ ｔｉｏｎ ｏｆＣ－ＤＯＣＳ１Ｓ：ＧＹ／Ｔ ２６６［￥１ ２０１２． 『６］同咏新 Ｉ１１版广电总局．ＮＧＢ宽带接入系统Ｃ．ＨＰＡＶ系统技 术规范：ＧＹ／Ｔ ２６９［Ｓ］．２０１３． ＳＡＰＰＲＦＴ．ＮＧＢ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ａｃｃｅｓｓ ｓｙｓｔｅｍ—ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｉｃａ—ｆ 帧特ｆ 进行捕获、插入、修改、标记等操作：支 持ＶＬＡＮ（ｖｉｒｔｕａｌ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ，虚拟局域网）、 ＴＯＳ／ＣＯＳ、 于ＱｏＳ的优先级调度、ＩＧＭＰ多播 （２５６条）等常见、 务功能。 ｔｉｏｎ ｏｆＣ—ＨＰＡＶ：ＧＹ／Ｔ ２６９［Ｓ］．２０１３． ［７】尚蓉蓉．从ＤＯＣＳＩＳ３．】 未来ｆ 线网络ＪＰ化趋势［ＪＪ 视技术，２０１５（１Ｏ）：５９—６２． ＧＡＯ Ｒ Ｒ．ＩＰ ｔｒｅｎｄｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃａｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｒｏｍ ＤＯＣ— 线电 ＳＩＳ３．１［Ｊ］．Ｃａｂｌｅ ＴＶ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２０１ ５（１ ０）：５９—６２． ６ 结束语 本文对目内外有线电视 络的现状进行了调 研，对、 ，Ｊ围内广电行业应用较为广泛的仃线接入 技术现状和演进的情况做了介绍，在此基础上，对 ［８］曾』人珠新形势ｆ＿＿．仃线Ｉ乜视 的改造方案［ＪＪ＿ＩＵ 科学， ２０ １ ０，２６（８）：９０—９４． ＺＥＮＧ Ｑ Ｚ．Ｒｅｆｏｒｍ ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｃａｂｌｅ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔａｒｄｅｒ ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１０，２６（８）：９０—９４ 【作者简介］ 国内有线电视网络的发展趋势进行了分析。本文认 为问轴电缆网络是广电运营商所拥有的实现光纤网 络向用 家庭延伸的最好介质，并且在与光纤到户 同台竞争的阶段，仃线同轴接入技术向吉比特升级 的时代已经来临，本文最后介绍的吉比特旧轴接入 技术Ｈ１ＮＯＣ就足‘种能够支撑广电运营商基于现 赵翠（１９８６一），史，Ｉ 家新闻ｊｆ ５版Ｊ 电总 局广播科学研究院Ｉ： 帅，土矍研究力‘向为 有线 络化输技术。 张诚（１９８４一），ｉＪｊ， ｛：，北京火 ｆ膏息科 有同轴 络实现吉比特升级换代的可靠手段。 学技术学院 ｆ 帅， ｌ 婴研究 ‘ 为１ 性能 同轴电缆宽带拔入（ＨＩＮＯＣ）、微波）匕了学。 参考文献： 欧…峰，崔兜 ，赵 萍，等．ＨＩＮＯＣ同轴电缆梭入系统技 术力案＿Ｊ］．广播电视 息，２０１ １，３８（１０）：３４—３８． ＯＵＹＡＮＧ ＣＵＩ Ｊ Ｆ，ＺＨＡＯ Ｙ ｅｔ ａ１．ＨＩＮＯＣ ｃｏａｘｉａｌ ｃａｂｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｓｙｓｔｅｍ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｐｒｏｇｒａｍ［Ｊ］Ｒａｄｉｏ ａｎｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｉｎ— ｆｏｒｍａｔｉｏｎ．２０１ ｌ，３８（１Ｏ）：３４—３８ 欧阳峰（１９７９一）， ，围家新 …版广电 总局』 捕科学研究院仃线所剐所长、， 级１： 程师，１ 嘤研究 信息安个技术等。 为 络传输技术、 络 ｌＪ司Ｊ、‘播『乜视网络 硅公司．ｒ… “线电｝见 、【 发展公报 ［２］ ・｛［ＥＢ／ＯＬ］．（２０１７－０ｌ＿２５）［２０１７－０５—１ ７］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ ｓｏｈｕ．ｃｏｍ／ａ／ １ ２５ Ｉ ５６０６４４８８９２０． Ｃｈｉｎａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｃａｂｌｅ ＴＶ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｄｅｖｅｌ－ ｏｐｍｅｎｔ ｂｕｌｌｅｔｉｎ［ＥＢ／ＯＬ］．（２０１７－０１—２５）［２０１７－０５一ｌ７］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ ２０ｌ７ｌ８２—８
