有线数字电视服务平台建设指导意见.docx

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有线电视网双向化改造指导意见

国家广播电影电视总局科技司
二〇〇七年十二月

目 录

一、有线电视网双向化改造的重要性 1
1.1 有线电视网络现状 1
1.2 国家对有线电视网络发展提出的新要求 1
1.3 双向化改造是有线电视网络未来发展的必然要求 2
二、指导思想、实施原则和任务目标 3
2.1 指导思想 3
2.2 实施原则 3
2.3 任务目标 3
三、有线电视网络双向化改造及应用技术 4
3.1 有线电视网络基本结构 4
3.2 有线电视网络双向化改造技术 5
四、网络建设质量要求与技术指标 7
五、引用标准与参考文件 7
六、缩略语 8
附录A 无源光网络技术 1
附录B 用户接入改造技术 7
B.1 HFC网络用户接入技术 7
B.2基于以太网协议的用户接入技术 12
B.3其他用户接入技术 19
B.4 部分用户接入技术对比 28
附录C 有线电视网络双向化改造建设质量要求与技术指标 32
C.1 基本质量要求 32
C.2 前端和分前端(不含信号源)质量要求 33
C.3 传输网络质量要求 33
C.4 用户终端质量要求 41
C.5 技术指标要求 42

一、有线电视网双向化改造的重要性
1.1 有线电视网络现状
经过20多年的建设和发展，我国有线电视网络作为国家重要的信息化基础设施，已成为世界上用户规模最大的有线电视网络。2006年底，全国拥有1.39亿有线广播电视用户(其中农村用户约为4600多万户)，近 3300个有线电视前端；国家级光缆线路4万公里，省级及地市光缆线路超过10万公里，地市、县分配网近300万公里；百余家有线网络公司开始播出有线数字电视，截止到2007年第一季度，有线数字电视用户总量达到1500万户，多个城市完成了有线数字电视整体转换，为用户提供多种广播式业务，部分网络公司在有线电视网络中率先实现了宽带数据接入、视频点播等双向功能业务。
2003年7月广电总局发布了《关于印发有线广播电视网改造指导意见的通知》，广发技字[2003]705号文件，通知要求各地广电部门根据本地的实际情况和需求制订切实可行的有线广播电视网络改造计划。该指导意见提出用户网改造坚持以HFC为主，以数字式广播电视业务作为用户网改造后的主体业务发展方向，兼顾数据业务服务，使有线广播电视网络更好地满足广大观众的需求。该指导意见自颁布以来，对各地有线电视网络的改造起到了积极的指导作用。
目前，国内大部分有线电视网络是单向广播式网络，用户到广电中心的回传通道尚未建立；部分地区有线电视网络仍为550 MHz以下的系统，光节点用户超过了500户，甚至达到2000户以上。有线电视网络这种状况不能满足电视终端用户开展双向业务的迫切需求，有线电视网络亟待双向化改造。
1.2 国家对有线电视网络发展提出的新要求
“十五”期间，我国已经初步建立了有线电视技术新体系，探索出了用信息化推动数字化的整体转换模式，初步走出了一条符合中国国情的有线电视数字化发展之路。有线电视数字化扩展了广电网络的服务功能、提升了应用水平，为构建以数字电视网为基础的满足多业务需求的下一代网络创造了条件。
《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》明确指出：“加强宽带通信网、数字电视网、下一代互联网等基础设施建设，推进‘三网融合’，健全信息安全保障体系。” 《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和《国家“十一五”时期文化发展规划纲要》等文件中也对广播电视的发展提出了相应要求。因此，“十一五”期间，贯彻落实国家关于推进三网融合的总体要求，加快建设双向、交互、多功能的新一代数字电视网络，提升有线电视网络在国家信息化建设中的地位和作用，是广播电视行业肩负的重要任务。
1.3 双向化改造是有线电视网络未来发展的必然要求
随着数字技术、网络技术的快速发展和普及应用，目前世界广播影视正处在从模拟技术向数字技术全面转换的关键时期，各国政府正大力推进广播影视数字化，发展广播影视数字内容产业。在国内，相关行业已完成从模拟技术向数字技术的转换，具备了提供音视频服务的能力，广播电视与通信、互联网等行业正处在融合、汇聚、转型过程中。伴随广大人民群众物质文化和精神生活的提高，人们对交互电视业务的需求日益增加，相关行业利用数字技术、采用各种方式正力图进入传统的广播影视服务领域，收音机、电视机和银幕已不再是广播影视独享的接收和显示终端。技术与业务的不断融合导致传统的行业界限正在模糊，新兴产业群不断出现，开放与融合已成为当今技术发展的主流。信息传播正在从单向单一形态向双向多元形态、从资源垄断向资源共享、从自成体系向开放体系转变。与此同时，无源光网等网络技术的飞速发展以及大量应用，用户终端宽带接入技术的层出不穷，都在极力促使全国各地有线电视网络双向化改造建设的发展。有线电视网络双向化改造可以为广大人民群众提供更为个性化、专业化、多样化的广播电视和信息服务，有利于国家信息化、社会信息化和家庭信息化建设，是推进“三网融合”的有效途径。
二、指导思想、实施原则和任务目标
2.1 指导思想
按照国家信息化的总体要求和广电总局科技发展的统一部署，从实际出发，因地制宜，根据双向、交互、多功能发展的具体要求，加快有线电视网络双向化改造步伐，扩大广播电视的服务领域，提高服务水平，满足广大人民群众日益增长的精神文化需求，构建以广播电视网络为基础、满足“三网融合”要求的下一代数字电视网。
2.2 实施原则
有线电视双向网络建设和改造需要遵循以下原则：
标准性：技术系统、设备、接口协议要遵循已颁布的国家标准和行业标准，采用的硬件设备应通过广电总局或相关管理机构的入网认定，确保系统设备的互连互通。
可靠性：网络建设和施工应遵循低故障、易维护、可控制、可管理原则，确保有线电视双向网络的系统安全和可靠运行。
适用性：系统设计与建设要因地制宜，业务与技术模式要紧密结合本地的业务发展和本地的网络条件。
可扩展性：系统设计实施应遵循先进性、扩展性原则，充分考虑随着业务的扩展与技术的进步可以实现系统的平滑升级。
2.3 任务目标
“光进铜退”是有线电视网络宽带化、双向化的发展趋势，有线电视网络双向化改造应将光纤进一步向用户端推进，实现高可靠、高带宽、高承载力、可管理、可运营的目标。各地有线电视网络双向化建设应因地制宜的扩大光纤传输覆盖范围，基本实现光纤到楼，逐步向光纤到户发展。接入分配网的双向化改造应依据各自的业务规划，充分利用入户线路的同轴电缆资源，采用适合当地的宽带双向接入技术，使有线电视网络具备承载模拟和标准清晰度数字电视节目、高清晰度电视、广播、视频点播、宽带数据接入、语音服务等多种业务的能力。
三、有线电视网络双向化改造及应用技术
3.1 有线电视网络基本结构
原有的有线电视网络是一个单方向传输宽带广播式信号的信道。利用广播信道构建的传输和分配平台称为广播平台。广播信道基本结构模型通常由一个总前端和若干个分前端、一级和二级传输网、接入分配网三大部分组成。
有线电视双向网络是通过建立双向的城域网和接入网为用户提供综合业务的双向传输系统。双向网络基本结构模型通常由城域网、接入网、用户端等几部分组成。其逻辑结构图如下：
接
入
分
配
网

接
入
网
用
户
端
城域网

一二级
传输网
总前端
IP网络核心路由、交换、传输
分前端
IP汇聚路由交换
光节点
OLT/分光器/其他设备
用户电缆分配网
CPE设备/终端
设备
广播STB
交互STB/PC/智能终端
单向HFC网
有 线 电 视 双 向 网
ONU/交换机/其他设备
回传电缆网络
双向光站
CMTS
分前端
总前端
广播STB
光节点
用户分配网
用
户
端

图1 有线电视网络逻辑结构图
图1为单向HFC网络和有线电视双向网络的逻辑结构示意图，有线电视网络双向化改造以后，单向广播电视业务继续保持原有的HFC逻辑链路，双向业务路由和逻辑分层与采用的网络双向化改造技术相关。
城域网：有线电视双向网的城域网由两部分构成，第一部分为总前端和分前端构成的广播网络，第二部分为由IP网络核心路由、交换和传输以及汇聚交换构成的高速数据主干网络。广播网络一般采用星型和/或环型架构，能够提供数字和模拟电视广播的功能；数据主干网络一般网状联结，具有提供大容量高速数据路由、交换、转发以及汇聚的功能。
接入网：有线电视双向网的接入网有两种基本结构，一种是基于光纤和同轴电缆的双向数据传输网络，另一种是基于光纤和五类线的双向数据传输网络。
用户端：有线电视双向网的用户端接入线路有两种类型，一类采用同轴电缆入户的接入类型，另一类是采用五类线入户的接入类型。
3.2 有线电视网络双向化改造技术
鉴于有线电视网络城域网的发展已基本定型，本文所指的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改造技术两部分内容。
有线电视网络双向化改造要通过建立回传通道以满足终端用户的双向化需求。目前，国内部分网络双向化改造采用了有线电视电缆调制解调技术、以太网接入技术、无源光网络技术以及各种新的双向接入技术。从技术发展趋势上看，这些技术都是向FTTH发展的过渡技术，各地有线电视网络运营单位可以根据现有网络基础、投资成本、技术成熟度、双向综合业务的发展规划采用不同的网络双向化改造技术。
3.2.1 接入网光传输改造技术
光网传输技术，通常分为有源光网络(AON)和无源光网络(PON)两大类。有源光网络具备传输距离长、需供电、需维护等特点，有源光网络一般是基于点到点的网络拓扑结构，如HFC光网、LAN光网等部分，有源光网络主要应用于干线传输网络和城域网。
无源光网络一般是基于点对多点的传输方式，多采用树型或星型(多级星型)的拓扑结构，是多用户共享系统。无源光网络具备拓扑结构简单、设备成本低、消除了局端与用户端之间的有源设备等特点。由于PON技术的网络拓扑与有线电视网络的拓扑结构相类似，无源光网络技术成为一种在广电网上应用的新技术。
3.2.2 用户接入改造技术
有线电视网络双向化改造的用户接入技术种类较多，基本上可分为HFC网络用户接入技术、基于以太网协议的用户接入技术、其它用户接入技术等几类。这几类用户接入技术的共性为：广播电视业务可以通过同轴电缆传输，双向数据业务可以使用IP协议实现，均支持电视广播、宽带互联网接入、语音服务、视频点播、网络游戏等业务。
3.2.2.1 HFC网络用户接入技术
该类技术是基于HFC网络的射频调制类用户接入技术，系统一般通过数字调制技术实现双向数据信号和有线电视广播信号的混合共缆传输，在用户端信号由相应的终端设备提取，从而提供基于有线电视同轴电缆的数据接入技术。大多数系统采用上、下行非对称信道的传输方式，采用QPSK或者QAM等数字调制技术。目前，该类技术主要包括Cable Modem等接入技术，其具体原理及技术实现方式见附件。
3.2.2.2 基于以太网协议的用户接入技术
基于以太网协议的用户接入技术是以以太网系列技术为基础的数据接入技术。该类技术的物理传输介质可以是普通的五类线，也可以是同轴电缆；数据传输可以使用基带传输技术也可以使用调制传输技术。目前，基带传输接入技术主要包括以太网用户接入技术、EOC(Ethernet Over Cable)等用户接入技术，调制传输接入技术主要包括BIOC(Broadcasting and Interactivity Over Cable)等用户接入技术，其具体原理及技术实现方式见附件。
3.2.2.3 其它用户接入技术
其他用户接入技术是在电话线上网、电力线缆上网、无线上网的基础上发展起来的数据接入技术，该类技术正逐步在有线电视同轴网络上应用。目前该类技术主要包括HiNOC(High performance Network Over Coax)、HomePNA(Home Phoneline Network Alliance)、HomePlug(HomePlug Powerline Alliance)、MOCA (Multimedia Over Coax Alliance)等用户接入技术。其具体的技术原理及实现方式见附件。

3.2.3 光纤到户
FTTH(Fiber To The Home)，光纤到户，是指将光网络单元(ONU)安装在用户处。其显著技术特点是提供更大的带宽且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性。
四、网络建设质量要求与技术指标
有线电视网络双向化改造的质量依赖于网络的规范化建设，有线电视网络建设应严格按照相关国家标准、行业标准执行，必须严格按照有线电视系统的相关规范，落实工程施工、安装工艺、设备材料等关键环节。
有关双向网络建设的具体要求和技术指标等内容参见附件。
五、引用标准与参考文件
下列标准所含的条文，通过在本指导意见中引用而构成本指导意见的条文。本指导意见颁布时，所示版本均为有效。所有标准都会被修改，使用本指导意见的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 17768－1999 有线电视频率配置
GB/T 20030－2005  HFC网络设备管理系统规范
GY/T 121-1995 有线电视系统测试方法
GY/T 106-1999 有线电视广播系统技术规范
GY/T 180-2001 HFC 网络上行传输物理通道技术规范
GY/T 200-2004  HFC网络数据传输系统技术规范 1：总体要求
GY/T 200-2004  HFC网络数据传输系统技术规范 2：射频接收协议
GY/T 221-2006  有线数字电视系统技术要求和测量方法
GY5073—2005 有线电视网络工程施工及验收规范
GY5075—2005 城市有线广播电视网络设计规范
IEEE802.3ah (Ethernet in First Mile) 基于以太网的PON标准
在本指导意见制订时还参考了下列文件：
有线数字电视频道配置指导性意见(暂行)
广技维字[2000]296号《全国省级、省会市、计划单列市有线电视工程技术验收规定》
六、缩略语
AON Active Optical Network 有源光网络
APON ATM Passive Optical Network ATM无源光网络
BIOC Broadcasting and Interactivity Over Cable 广播交互同轴网络
BPON Broadband Passive Optical Network宽带无源光网络
CM Cable Modem电缆调制解调器
CPE Custom Premise Equipment 用户端前置设备
CMTS Cable Modem Termination System 电缆调制解调器终端系统
EOC Ethernet Over Cable 以太同轴网络
EPON Ethernet Passive Optical Network以太无源光网络
FTTH Fiber To The Home光纤到户
GPON Gigabit-Capable Passive Optical Network 千兆比无源光网络
HFC Hybrid Fiber-Coax光纤同轴混合网
HINOC High performance Network Over Coax 高性能同轴网络
HomePlug HomePlug Powerline Alliance 家庭电力线联盟
HomePNA Home Phoneline Network Alliance 家庭电话线联盟
IP Internet Protocol 网际协议
LAN Local Area Network 局域网
MOCA Multimedia Over Coax Alliance 同轴电缆多媒体联盟
OLT Optical Line Terminal 光线路终端
ONU Optical Network Unit光网络单元
PC Personal Computer 个人电脑
PON Passive Optical Network无源光网络
QPSK Quadrature Phase Shift Keying 正交相移键控
QAM Quadrature Amplitude Modulation正交幅度调制
STB Set Top Box 机顶盒
WiFi Wireless Fidelity 无线接入技术
附录A 无源光网络技术
1、概述
光接入网技术通常有两种：有源光网络(AON)和无源光网络(PON)。
有源光网络的局端设备和远端设备通过有源光传输设备相连，其传输技术在骨干网中已经大量采用，如SDH和PDH技术，以SDH技术为主。有源光网络的拓扑结构通常采用星型或环型，其技术特点是：传输容量大，目前SDH传输设备一般提供155Mbps、622Mbps、2.5Gbps的速率；无中继情况下传输距离可达100公里以上；用户信息隔离度好，有源光网络的拓扑结构无论是星型还是环型，从逻辑上看，其传输方式一般采用点到点方式。
无源光网络(PON)有APON(BPON)、EPON(GEPON)、GPON之分。其中APON(BPON)、GPON是由ITU制定的标准，其主要特点是以ATM技术为基础。1998年，ITU-T以ATM技术为基础，发布了G.983系列APON(ATM PON)标准，后于2001年更名为BPON，即“宽带的PON”。2003年3月～2004年6月，ITU-T在APON的基础上先后颁布了G.984系列GPON(Gbit PON)标准。
EPON是英文Ethernet over Passive Optical Networks即以太无源光网络的缩写，是IEEE于2004年6月，颁布文号为IEEE 802.3ah的基于以太网技术的无源光网络标准。
APON、GPON、EPON的网络拓扑结构相似，其主要差异在于不同的二层技术。APON、GPON采用的是ATM技术，APON的最高速率为622Mbps，二层采用的是ATM封装和传送技术，由于存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题，一直未能取得市场上的成功。而GPON在二层采用ITU-T定义的GFP(通用成帧规程)对Ethernet、TDM、ATM等多种业务进行封装映射，能提供1.25Gbps和2.5Gbps下行速率和所有标准的上行速率，并具有OAM功能。
第一英里以太网联盟(EFM- Ethernet in the First Mile)在2001年初定义了两种EPON的光接口：1000BASE-PX10-U/D和1000BASE-PX20-U/D，分别工作在10km范围和20km范围的EPON光接口；定义了MPCP(多点控制协议)，使EPON系统具备了下行广播发送，上行TDMA(时分多址接入)的工作机制；定义了可选的OAM层功能，为EPON系统提供了一种运营、维护、管理的机制。IEEE 802.3ah工作小组对其进行了标准化，EPON可以支持1.25Gbps对称速率，并能升级到10Gbps。
以下是几种光接入技术的比较：
项目
技术特点
PON
A/BPON
利用ATM的集中和统计复用，业务开发是分阶段实施，运营成本低
价格高，不适应现在网络向IP发展的趋势，且升级困难,一般只能升级到下行622Mbps上行155Mbps。
EPON
用最简单的方式实现点到多点Gbit以太网光纤接入系统，支持接入速率从1Gbps升级到10Gbps
根据测试，实际吞吐量下行可达950Mbps，上行可达900Mbps。
GPON
采用动态带域分割技术，可实现1Gbps的速率，对TDM业务的支持具有较高的效率，可用带宽最大(2.5Gbps)
目前正在开发商用芯片

2、技术原理
PON技术原理仅介绍EPON技术。EPON是在PON的基础上，用以太网(Ethernet)协议取代ATM作为数据链路层协议，将以太网技术与PON技术结合，构成了一个可以提供宽带、低成本和多业务能力的新一代光接入网技术。EPON采用点到多点结构、无源光纤传输方式，上、下行速率目前可达到1.25Gbps，因此也称GEPON(G= Gigabit 吉比特)。其标准制定的一条基本原则是尽量在802.3体系结构内进行标准化工作，扩充标准以太网的MAC协议。目前，IEEE已经建立8023av工作组来制定10G EPON标准。
EPON是一项采用点到多点拓扑结构、利用光纤和光无源器件进行物理层传输、通过以太网协议提供多种业务的宽带接入技术。这项技术充分结合了无源光网络技术和以太网技术的优势，为在局端中心机房(CO)和终端客户现场之间配置宽带接入光纤线路提供了一种低成本的方法。无源光网络技术具备点到多点的拓扑结构、无源器件、后期维护成本低等特点。
EPON系统主要由以下几部分组成：
ONU(Optical Network Unit/ ONT：Optical Network Termination，光网络单元)：ONU位于用户端，为用户提供数据、视频和电话等业务接口。根据ONU放置的位置，又有光纤到楼、光纤到户的区别。
OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)：OLT为光接入网提供EPON系统与服务提供商的核心数据、视频和电话等业务接口，并经一个或多个ODN与ONU通信，OLT与ONU的关系是主从通信关系。OLT可以直接设置在网络的前端(分前端)，也可以设置在光节点。OLT在物理上可以是独立设备，也可以与其他功能(如混合、复用)集成在一个设备內。
POS(Passive Optical Splitter，无源光分路器/耦合器)：POS是一个连接OLT和ONU的无源器件，它的功能是分发下行数据和集中上行数据。
ODN(Optical Distribution Network)：位于OLT和ONU之间的由POS和光纤组成的无源光分配网，其主要功能是完成光功率的分配，按IEEE 802.3-2005的要求分光比例最低能达到1:16或1:32，依据光纤的实际敷设距离分光比例也可以达到1:64或1:128。ODN通常呈星-树型结构，也可以用环型结构。
EMS(Element Management System网元管理系统)：EMS是对EPON接入网设备进行统一管理的后台网管系统。

图A1 EPON无源光网络简图
从结构上看，光信号通过光分路器(POS)把光纤线路终端(OLT)一根光纤下行的信号分成多路给每一个光网络单元(ONU)，每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤传输到OLT。EPON通过采用时分复用TDM或波分复用WDM方式，通过光分路器将信号分送给最终用户。总带宽为1Gbps到2.4Gbps(时分复用)，或1.6Gbps到160Gbps(波分复用)。最大传输距离为10-20 Km(时分复用)，或60Km(波分复用)。
在一个EPON系统中，OLT既是一个多业务平台，又是一个交换机或路由器，还是一个控制中心，提供网络控制和网络管理功能。它向下提供面向无源光纤网络的光纤接口，向上提供面向服务提供商的光纤接口。上行方向，OLT提供千兆以太网接口，支持WDM传输，还可以支持ATM、FR以及OC3/12/48/192等速率的SDH/SONET的接口标准，其PSTN接口支持传统的TDM话音、普通电话线(POTS)和其他类型的TDM通信(T1/E1)的复用。OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以提供网管功能，根据用户的QOS/SLA的不同需求进行带宽分配、网络安全和管理配置。OLT可以根据需要配置多块OLC(Optical Line Card)，OLC与多个ONU通过POS(无源光分路器)连接。OLT既负责向每个ONU广播信息，还接受各ONU发来的信息，并根据各ONU所携带信息的流量和优先级，动态地为它们分配带宽，并且为运行在同一ONU上的不同业务，如IP-TV、VoD、互联网和电话，分别提供独立的服务质量(QoS)。

EPON在下行方向采用802.3帧广播技术，上行方向执行时分复用相关接入协议。由于上行方向上的给定时刻只允许一个用户传输，为了避免不同用户的冲突，采用了多点控制协议(Multi-point control protocol，MPCP)。通过多点控制协议(MPCP)，实现多个用户共享光网络单元(ONU)，多个光网络单元(ONU)共享光线路终端(OLT)，实现光接入网。EPON系统其传输方案一般可采用单纤波分复用技术或分纤传输等技术，大多数EPON系统采用波分复用传输技术。EPON系统可以利用不同波长在一根光纤中同时传输TDM、IP数据和视频广播信号：双向数据通信采用1490nm下行、采用1310nm上行，并可通过叠加第三个波长(通常为1550nm)实现射频电视广播，其中TDM和IP数据采用IEEE802.3以太帧的格式进行封装。
3、技术实现方式
EPON系统可以采用波分复用技术进行数据和电视信号的单纤传输。使用1490nm波长传输EPON下行数据信号，使用1310nm波长传输EPON上行数据信号，使用1550nm波长传输射频模拟和数字电视广播信号。合成光波到达ONU后，利用解波分复用技术将其分解为数据光波和电视广播光波，分别接收处理后还原为数据和电视信号，最后通过5类线和同轴电缆或单纯通过同轴电缆传输给最终用户。
EPON系统也可以采用空分复用技术进行数据和电视信号的双纤传输。其中一根光纤用于EPON数据信号的波分复用传输(1490nm波长下行，1310nm波长上行)，另一根光纤用于射频模拟和数字电视广播信号的传输(1310nm波长下行)。数据光波和电视广播光波到达用户驻地后，分别使用ONU和CATV光接收机接收处理，还原为数据和电视信号，再通过5类线和同轴电缆或单纯通过同轴电缆传输给最终用户。
在单纤和双纤方式中，射频模拟和数字电视广播信号都占用有线电视的下行频段(85－862MHz)。由于数据传输在EPON上进行，有线电视的上行频段(5－65MHz)不再利用。
4、业务承载能力
可承载包括高清/标清数字电视业务、广播、IPTV、VOD、VOIP、高速数据等多种业务应用。
5、技术特点及应用分析
1、PON技术消除了OLT和ONU一般采用点到多点的结构，减少了局端与用户端之间的光有源设备，网络拓扑结构简单；
2、相对有源系统成本和运维管理开销方面，费用均相对较低；
3、带宽资源丰富、配置灵活，可以满足用户多种宽带业务的需要；
4、建设投资低、易于扩容升级、业务扩展灵活；
尚未开始网络双向化改造的有线电视网络运营单位，并且光纤管道资源丰富，可以考虑采用PON技术进行网络双向化改造。
附录B 用户接入改造技术
B.1 HFC网络用户接入技术
1、概述
该类用户接入技术以Cable Modem为例。有线电视网络核心的资源之一是同轴电缆入户，对于一个860MHz的HFC网络，其接入下行带宽在采用64QAM调制方式时为3.5Gbps，采用256QAM调制方式时为5Gbps, 1024QAM时为6.25Gbps。对于一个光节点覆盖500户的HFC网络，在上述三种调制方式下的网络带宽全部用于点对点的业务户均带宽分别为7Mbps、10Mbps和12.5Mbps。因此，在光纤入户尚未实现前，利用同轴电缆入户传输宽带数据的接入方式是有线电视运营商进行宽带服务的选择之一。
为规范Cable Modem的宽带接入，美国有线电视网络运营商、主流有线电视设备供应商、电视工业研究机构等于1998年组建成立非赢利组织CableLabs，CableLabs主要研究新的广播电视技术，发布规范、认证产品。CableLabs先后发布了DOCSIS1.0、DOCSIS1.1、DOCSIS2.0、DOCSIS3.0 等基于HFC的宽带接入规范。DOCSIS协议被国际电信联盟采用，编号为ITU-T J.112。DOCSIS1.0定义有线电视网络宽带接入的系统框架、射频接口、系统网络侧接口、系统用户侧接口、数据安全接口、网络管理接口等规范，实现了系统前端、终端、服务管理系统的设备兼容，极大地促进了有线电视宽带接入的发展。DOCSIS1.1在此基础上，增加了DOCSIS协议链路层的带宽保障机制等功能，使得有线电视宽带接入在共享带宽机制下，具备提供高速数据、电话等多业务服务能力。DOCSIS2.0引入了先进的物理层调制和多址访问技术，使得有线电视网络宽带接入的带宽、特别是回传带宽大为增加，提供电话等对称性业务能力大大加强，DOCSIS3.0增加了信道捆绑技术、Ipv6支持、强化了安全和运营支撑等，使得有线电视网络数字媒体业务、数据业务、语音业务在信道、媒体流格式上统一起来，提高了宽带接入带宽，达到千兆级水平，同时，促进了数字媒体设备与宽带接入设备的融合，降低了网络的带宽成本。
2、技术原理
Cable Modem接入方式的物理基础是双向HFC网络，双向HFC网络可在单向HFC基础上进行改造，配加回传通道形成。主要包括以下几个部分：
系统采用上、下行非对称信道的传输方式，在HFC网络下行带宽A波段(GY/T106-1999)的电视频道中划分出一条到多条8MHz带宽信道(中心频率小于858MHz)，用于以广播形式的下行数据发送。当信号采用256QAM(正交调幅)调制方式时，每个8MHz带宽信道最高速率可达51Mbps(REED-SOLOMON编码后)，上行数据通过5～65MHz进行回传。
CMTS(Cable Modem Termination System)——CMTS作为系统的核心，它提供对Cable Modem的SNMP接口，对节点内所有Cable Modem进行注册登录、管理和控制。可根据带宽实际消耗情况，自动完成上行5～65MHz和下行108～862MHz数据传输频率间的转换、平衡分配。能基于信道特征自适应的调整下行发送数据和上行接收数据的调制信号及调制方式。CMTS支持TCP/IP、DHCP、TFTP、SNMP等协议，CMTS节点内IP地址由头端DHCP服务器动态获得，通过FE或GE接口与骨干网相连，接入Internet。接入管理系统一般由TFTP服务器、DHCP服务器、TOD服务器等设备组成。
有线宽带网络接入系统是基于DOCSIS标准来设计的，系统主要由前端设备:CMTS和Cable Modem组成。CMTS是作为前端路由器、交换集线器与CATV网络之间的连接设备，而CM是通过CMTS与广域网(Internet)实现连接。如图B1所示：

图B1 CMTS系统示意图
3、技术实现方式
为将单向有线电视HFC网络改造成双向HFC网络,　并满足模拟电视传输、数字电视传输、宽带数据传输的要求，在进行双向网络改造时，建议参照以下建设内容：
(1)网络传输容量的规划：依据模拟电视、数字电视传输节目套数以及可能在一定时期模、数混存的情况，数字电视增值业务、宽带业务的需求，规划系统的传输容量，考虑到目前主流的HFC网络系统使用的是860MHz系统，860MHz系统具有较高的性价比，建议一般的中、小网络采用860MHz系统，有条件的网络可以选用1G系统。
(2)光节点用户规模的规划：由于双向网络存在回传汇聚噪声影响以及回传带宽有限的限制，建议光节点用户规模规划为300-500户。对于宽带业务市场预期不高的网络(入网率低于20%)，可以规划为500~1000户，对于宽带业务市场预期高的网络，可以规划为500户以下。
(3)系统指标及电平参数的规划：由于双向HFC网络改造，随着光节点用户规模变小、放大器级数减少，网络正向指标一般能达到相关国家标准要求，网络改造时，应重点规划反向指标及电平参数。反向指标及电平参数的规划，与网络所采用的设备、拓扑相关，建议上行传输通道需要规划的参数：

序号
项目
技术指标
说明
测量方法
1
标称系统特性阻抗(Ω)
75

2
上行通道频率范围
5～65
基本信道
3
标称上行端口输入电平
(dBμV)
105
此电平为单项业务设计标称值，非系统回传总功率电平。

4
上行传输路由增益差(dB)
≤10
服务区内任意用户端口上行。
详见GY/T
180-2001
5
上行通道频率响应(dB)
≤10
7.4MHz～61.8MHz
≤1.5
7.4MHz～61.8MHz任意3.2MHz范围内
6
载波/汇集噪声比(dB)
≥26(Rb、Rc)
(对CM业务要求CNR≥22)
电磁环境最恶劣的时间段测量，一般建议为18:00～22:00
7
上行通道传输延时(μs)
≤800

8
回波值(％)
≤10

9
上行通道群延时(ns)
≤300
任意3.2MHz范围内
10
信号交流声调制比(％)
≤7

11
用户电视端口噪声抑制能力(dB)
≥40
对于网络规范，质量好，交互业务需求较高的区域，为方便交互业务的大面积推广，可将所有用户终端端口设计为双向端口，不需要考虑该项指标；如果网络环境较差，大部分用户终端端口只能为单向电视端口，有选择性的开通双向端口，则需要考虑该项指标
12
通道串扰抑制比(dB)
≥54
为控制正向广播信号干扰回传通讯，参考IEC 60728-10 Ed.2.0及IEC 60728-1 Ed.V4.0

(4)网络改造方案的设计
反向为主，兼顾正向：电缆接头的质量和接头制作工艺；把好设备及器件选材关。提出在实施设计过程中，不能只考虑下行信号，而要上、下行信号一并考虑，并且当二者出现矛盾时应优先考虑上行信号的要求。
回传光发射机的选取：由于双向HFC网络支持宽带数据接入，网络管理、小区智能化等多业务接入，宽带数据接入也出现了多回传通道捆绑技术及高阶调制技术，建议回传光发射机在NPR≥30dB时，动态范围大于20dB。
电平参数的设计：建议采用0dB增益法，光发射机的反向输入采用每赫兹(Hz)功率法计算，在用户终端到最近的有源设备之间的反向衰减为30 dB左右。
在分前端，应设计从回传光接收模块出来的回传射频信号的分配、混合网络，支持回传射频的多端口的提取，以保障多回传业务的实施及提高网络的适应性。
作为抑制用户噪声的一种措施，可以在用户终端加装高低通滤波器。
(5)网络改造的反向调试：回传信号一般经反向楼放、反向干放、反向光发射机，到分中心机房的反向光接收机，进入回传射频信号的分配、混合网络，上连至CMTS上行端口。回传的反向调试可分前端网络、光系统、电缆传输网络逐段调试。
(6)网络改造工程的验收：由于双向HFC网络系统稳定性往往取决于反向通道的质量，因此，对HFC双向改造必须从施工工艺、系统调试、回传噪声分段控制等方面进行严格的验收。
4、业务承载能力
Cable Modem接入方式采用非对称性接入方式，下行采用64QAM/256QAM调制方式时，每8MHz频道可以提供38/51Mbps的数据数率，上行依据网络状况，可以选用QPSK、16QAM、64QAM等调制方式，调制带宽从200KHz到6.4MHz不等，提供带宽从200Kbps到30Mbps不等，并可实现多通道捆绑，。Cable Modem用户接入技术可承载包括高速上网、高清/标清、广播、IPTV、VOD、VOIP等多种业务应用。
5、技术特点与应用分析
Cable Modem接入方式主要有以下技术特点：
(1)具备较完善的国际协议体系支撑，形成了完整的业务体系、运营支撑体系。技术较成熟，得到全球范围内的广泛应用