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欧君荣:有线电视网络演进模式与机房建设关系的探讨

2015-07-12 07:52 来源:电视技术

责编:陈默


有线电视网络演进模式与机房建设关系的探讨

 广州珠江数码集团有限公司 欧君荣

2011年底,广州市成为国家“三网融合”第二批试点城市,广电和电信在试点城市中的业务竞争已然公开,各运营商在宽带业务和IP电视业务领域的竞争也日趋激烈。为此,本地有线电视运营商在确保基于数字视频广播(Digital Video BroadcastingDVB)的数字电视用户发展的基础上,从2012年开始全面推广高清互动电视业务,并逐步推广高带宽和政企客户等宽带业务,以及进行内容分发网络(Content Delivery NetworkCDN)的资源建设。

随着各项业务的发展,特别是高清互动电视和CDN内 容资源建设,需配套安装大量的前端网络设备。为此,在对各分前端全面实施了扩容并达到了满负荷后,仍旧不能很好地满足业务的发展,原有的机房空间基本无法 支撑未来各项业务的发展。因此,基础网络中的分前端机房的规划、寻址、建设将成为运营商不得不重视与考虑的问题。同时,有线电视网络演进模式如何,与机房 建设有无关联,更值得探讨。

1 网络及机房现状

目前,珠江数码根据分前端机房的区域分布、自建通信管道的分布、用户分布等信息为基础,将在广州辖区内的有线电视网络的光缆部分分为3层,如图1所示。其中,第1层为中继光缆层,主要包含总、分前端之间直连的光缆网络;第2层接入主干光缆层,主要包含分前端接入光缆主干(环),即各光交箱和接入点与分前端的光缆网络;第3层为接入光缆配线层,主要包含主干(环)下接配线段,即光交箱分发至各光节点的光缆网络。

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1 3层光缆网络层次

可以看到,目前在用(含在建)的约27处分前端机房,主要集中在第1层的中继光缆层,暂未进行分级,CMTS也主要部署在这些分前端机房。具体分布为越秀区4处、荔湾区2处、海珠区4处、白云区4处、天河区6处、黄埔区3处、萝岗区2处、南沙区2处。

在这种3层光缆网络层次结构下,经2012年第1期高清互动电视业务扩容之后,90%的机房已无空间扩容安装机柜、设备(包括业务设备、电力保障设备、空调等)更加无法支持未来多项业务的发展。

2 规划目标

分前端机房的规划、选址和建设在满足原有DVB数字电视、宽带业务的基础上,需要为高清互动电视业务的发展提供足够的机房资源,可满足至少80万户高清互动电视用户规模(目前市区总用户数为145万),建成后要满足未来5年的业务发展需求。从2012年开始计算,未来5年的主要业务发展及用户增幅如表1所示。

1 5年主要业务发展及用户增幅

 

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除以上三大主营业务外,分前端机房还要为CDN、互联网数据中心(InternetData CenterIDC)、信息通信技术(Information Communication TechnologyICT)、无线接入等未来计划推广的业务提供相应的设备空间。初步估算,所需设备机柜将达到300个。而且随着CDN内容资源的建设完成,推行高带宽(25 Mbit/s以 上)业务势在必行。这样就要求很多相应的设备由总前端向分前端、由分前端向小区前移,对应的机房需求将会急剧增加,从而大大增加运营成本,网络投入加重。 业务发展催生的基础网络设施建设与运营成本的矛盾,使得不得不从基础网络演进与相应基础设施(机房)需求的关系来思考和解决这一矛盾,接下来将结合自身实 践详细讨论。

3 网络改造

在高清互动电视发展的前期,如图2所示,采用分前端集中部署电缆调制解调器终端系统(Cable Modem Terminal SystemsCMTS)的方式来处理,前端空间的需求将会随着用户的增多而逐步扩大。但是当高清互动电视用户发展占到全网用户30%的时候,随着用户的进一步增加,集中式CMTS也需增加投入,对原有网络采用以太无源光网络+以太数据通过同轴电缆传输Passive Optical Network + Ethernet over COAXxPON+EoC)或PON+DOCSIS模式改造,前端机房的需求压力将会减缓。而且随着光进铜退的延伸,机房空间需求量的增加速度将会逐步降低并保持稳定。目前,广州有线电视网络采用了xPON+DOCSIS模式对网络进行了大规模的改造(如图3所示),已经安装了将近2 000台满足DOCSIS3.0标准的CCMTS设备,效果也已呈现。

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 2 广州高清互动电视发展模型

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 3 全网改造结构

4 网络演进

从上面的网络改造可以看到,有线电视网络随着业务模式的发展,自身也会发生演进,从最初的集中式CMTS网络架构演变到PON+CCMTS网络架构,可能随着其他业务模式的发展,xPON+DOCSIS网络架构会进一步向光纤到户(Fiber To The HomeFTTH)网络架构演进。其中,xPON+DOCSIS网络架构只是一种实现对集中式CMTS网络架构进行改造的演变模式,并不一定要求拥有相应用户规模的其他运营商也采用或只能采用该网络架构,也可以采用xPON+EOCxPON+MoCA等其他网络架构实现模式。由此,可以尝试将有线电视网络的演进分为3个阶段,相对应的网络模式分别为HFC+集中式CMTSHFC+xPONHFC+FTTH,其中HFC网络模式用于承载DVB数字电视业务,集中式CMTSxPONFTTH则随网络演进用于承载高清互动电视和高带宽宽带业务。

对应地,在网络演进过程中,对基础网络中的机房,可以根据其功能及重要性,分为4个等级,如表2所示。

2 机房等级(每级机房的功能均可下级兼容)

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可以看出,1级机房的数量,每个城市基本都是1~2处,这是固定的;2级机房则根据每个城市的区一级行政区划的数量来确定,而这个区划也是固定的,所以2级机房的数量为n~2nn为区级行政区划数)也是固定的;3级机房的数量则是一个变化值,根据总用户数及其覆盖能力可以得出;4级机房可以采用野外机柜模式,并不强制要求,对运营成本投入影响较小,可以在讨论中忽略。

根据实际应用情况,就可以得出各阶段网络演进模式和机房等级之间的联系,如图4所示。

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 4 网络演进模式与机房等级关系图

4.1 演进模式1

演进模式1主要是目前采用集中式CMTS的模式,属于第一阶段。其中DVB信号由1级机房(即目前的总前端)将射频信号通过光纤链路传送至3级机房(即目前的分前端),再通过分配网送至用户端;宽带、高清互动信号也从1级机房通过光纤链路送至3级机房,再通过接入网送至用户端,暂不存在24级机房。在该模式下,3级机房数量将随着用户的增加而增加。

4.2 演进模式2

演进模式2主要是采用xPON的模式,属于第二阶段。其中DVB信号由1级机房(即目前的总前端)将射频信号通过光纤环网传送至2级机房的QAM模块,再通过光纤链路传送至4级机房,最后通过分配网送至用户端;负责宽带、高清互动电视信号传输的节点将增加2级机房节点,部分设备如CCMTSOLT等将布置在4级机房。在该模式下,3级机房数量将维持在一定的规模,而4级机房数量将视网络接入设备如CCMTS等的发展部署情况来确定。

4.3 演进模式3

演进模式3主要是采用FTTH的模式,属于第三阶段。其中DVB信号由1级机房(即目前的总前端)将射频信号通过光纤环网传送至2级机房的QAM模块,再通过光纤链路传送至4级机房,最后通过分配网送至用户端;CMTS完全被取代,负责宽带、高清互动电视信号传输的节点将增加2级机房节点,OLT设备可视情况布置在24级机房。在该模式下,3级机房数量也将维持在一定的规模,而4级机房数量将视网络接入设备如OLT等的覆盖部署情况来确定。

由图5可以清晰地看到,变化较大的3级机房,在网络模式演进的23阶段,将会保持不变,总的数量y将最多保持在2+2n+x,其中x3级机房数量([x=1.5×用户数机房覆盖能力])。用户数的发展在网络演进模式的第一阶段,是会产生比较大的阶梯式变化,而在第二、三阶段,由于用户数的饱和或增长的缓慢等因素,将会缓慢增长或者长期保持在一个固定值,对应的曲线关系如图5所示。

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5 机房数量变化与网络演进模式关系

5 小结

通过上面的分析可以看 到,随着业务发展,将会催生网络模式的发展,但是只要根据自身网络的实际情况,合理选择网络架构演进模式对基础网络进行改造,并配合对基础网络设施(主要 是分前端机房)进行合理的规划和等级设置,将能有效地解决本文开头提到的“业务发展催生的基础网络设施建设与运营成本的矛盾”这一问题,也会使有线电视网 络保持一个良性、可持续的发展状态,从而创造更多收益。

 

 

该文已刊登在《电视技术》2015年第12期

 

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