下一代广电网络NGB与三网融合课件.ppt
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- 下一代 广电 网络 NGB 融合 课件
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1、2022-6-61 关于三网融合关于三网融合2015,4,2022-6-62三网融合和电信运营商三网融合和电信运营商n三网融合指电信网、计算机网和广播电视网三个网三网融合指电信网、计算机网和广播电视网三个网络融合,成为一体;络融合,成为一体;n由于由于IP技术成为网络的主体和主流技术,使得这三技术成为网络的主体和主流技术,使得这三个网络的技术趋于一致,网络的融合成为可能;个网络的技术趋于一致,网络的融合成为可能;n但是在网络融合的过程中,由于这三个网络的发展但是在网络融合的过程中,由于这三个网络的发展和技术有差异,所以三网融合的过程也表示一蹴而和技术有差异,所以三网融合的过程也表示一蹴而就的,
2、而是有一个过程;就的,而是有一个过程;2022-6-631、下一代广播电视网络、下一代广播电视网络NGBnNGB是是Next Generation Broadcasting network的缩写,即下一代广播电视网。的缩写,即下一代广播电视网。NGB是以有线电视数字化和移动多媒体广播电视是以有线电视数字化和移动多媒体广播电视(CMMB)的成果为基础,以自主创新的)的成果为基础,以自主创新的“高高性能宽带信息网性能宽带信息网”核心技术为支撑,构建的适核心技术为支撑,构建的适合我国国情的、合我国国情的、“三网融合三网融合”的、有线无线相的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络。结合的、全
3、程全网的下一代广播电视网络。广电网络的发展广电网络的发展n广播电视最初是无线传输的,由发射塔发出的无线广播电视最初是无线传输的,由发射塔发出的无线电波在空中传播并被用户接收;电波在空中传播并被用户接收;n但是由于无线电波,特别是电视频段频率较高,属但是由于无线电波,特别是电视频段频率较高,属于视距范围,覆盖面较小;容易收到杂波的干扰,于视距范围,覆盖面较小;容易收到杂波的干扰,传输质量往往不够理想;传输质量往往不够理想;n有线电视是最早的解决方案。有线电视的解决方法有线电视是最早的解决方案。有线电视的解决方法是将电视信号通过电缆传送,较好的解决了覆盖距是将电视信号通过电缆传送,较好的解决了覆盖
4、距离和干扰的问题,提高了电视传输的质量;离和干扰的问题,提高了电视传输的质量;n早期的有线电视网络就是单向、广播式的树形网络早期的有线电视网络就是单向、广播式的树形网络;广电网络的特点广电网络的特点n由于电视信号的带宽较宽,例如模拟电视的视由于电视信号的带宽较宽,例如模拟电视的视频信号带宽达频信号带宽达6.5MHz,频道之间的间隔就需要,频道之间的间隔就需要8MHz,为了传输更多的电视信号,有线电视网,为了传输更多的电视信号,有线电视网络的传输介质只能采用同轴电缆、光缆;络的传输介质只能采用同轴电缆、光缆;n早期传输的广电网络特点是同轴电缆进户,完早期传输的广电网络特点是同轴电缆进户,完全是模
5、拟信号,所以不需要机顶盒;全是模拟信号,所以不需要机顶盒;n十年前模拟信号的有线电视网络结构,主干网十年前模拟信号的有线电视网络结构,主干网络采用光纤,接入网络采用同轴电缆。这仍然络采用光纤,接入网络采用同轴电缆。这仍然是一种单向传输的网络;是一种单向传输的网络;广电网络的特点广电网络的特点广电网络的特点广电网络的特点广电网络的特点广电网络的特点n通信网络数字化以后,广播电视网络的骨干网传通信网络数字化以后,广播电视网络的骨干网传输逐步改为光纤,技术上采用输逐步改为光纤,技术上采用SDH,在传输上也,在传输上也实现了数字化;实现了数字化;n广电网络的数字化给网络带来了新的机遇,即广广电网络的数
6、字化给网络带来了新的机遇,即广电网络也可以传输数字信号,广电网络可以成为电网络也可以传输数字信号,广电网络可以成为通信网络。广电网络的同轴电缆进户成了最大的通信网络。广电网络的同轴电缆进户成了最大的优势;优势;n但是广电网络在本质上是单向传输的网络,而通但是广电网络在本质上是单向传输的网络,而通信的基本功能是双向传输。所以广电网络必须进信的基本功能是双向传输。所以广电网络必须进行改造;行改造;广电网络的特点广电网络的特点n同轴电缆的带宽可达同轴电缆的带宽可达7501000MHz,为了充,为了充分利用其带宽,针对同轴电缆的特性,对同轴分利用其带宽,针对同轴电缆的特性,对同轴电缆的频带进行了规范;
7、电缆的频带进行了规范;n广播电视信号数字化以后由于信号的传输不再广播电视信号数字化以后由于信号的传输不再是频分复用,而电视机的高频头只能按照频率是频分复用,而电视机的高频头只能按照频率的大小来接收,所以需要机顶盒来将广播电视的大小来接收,所以需要机顶盒来将广播电视的数字信号接收下来并且提供给电视机;的数字信号接收下来并且提供给电视机;1000MHzf5 30 42 50 550 75015db0db电话60路模拟CATV信号260路VOD或CATV信号等其它双向通信业务50MHz50MHzPCNPCNCATV的频谱分配的频谱分配上行回传通道CATV的频谱使用的频谱使用n530MHz:上行频道,
8、用于电话通信,目前倾向于扩:上行频道,用于电话通信,目前倾向于扩展为展为542MHz;n50550MHz:下行通道,:下行通道,CATV的模拟电视节目,每的模拟电视节目,每一频道带宽一频道带宽68MHz,大约可容纳,大约可容纳6080路模拟电视路模拟电视节目;节目;n550750MHz:附加的模拟电视信号、数字:附加的模拟电视信号、数字CATV节目节目、VOD节目;若采用节目;若采用64QAM调制、调制、4Mbit/s速率速率MPEG2编码的图像,频谱效率为编码的图像,频谱效率为5bit/Hz,则,则68MHz带宽可传送带宽可传送3040Mbit/s速率的数字信号约相当于速率的数字信号约相当于
9、68路路4Mbit/s的的MPEG2信号,故总共可传送大约信号,故总共可传送大约260路路数字电视信号;由于模拟电视节目不断减少,可向下扩数字电视信号;由于模拟电视节目不断减少,可向下扩展至展至450MHz,甚至取消模拟电视信道,则可传,甚至取消模拟电视信道,则可传500路路数字电视;也可选取若干数字电视;也可选取若干68MHz传送电话,以传送电话,以QPSK调制,每调制,每3.5MHz带宽可传带宽可传90路路64Kbit/s电话;电话;n7501000MHz:双向通信业务:双向通信业务广电网络的特点广电网络的特点n广播电视网络的改造,其接入网在技术上采用广播电视网络的改造,其接入网在技术上采
10、用HFC(Hybrid Fiber Coax,光纤同轴混合网络)光纤同轴混合网络),骨干网在技术上或者采用,骨干网在技术上或者采用ATM,或者采用互,或者采用互联网的联网的IP(路由器)模式;接入网则采用同轴(路由器)模式;接入网则采用同轴电缆的模式;电缆的模式;nHFC:应用于广电网络的接入网,由光纤将信:应用于广电网络的接入网,由光纤将信号送至小区,进入同轴电缆,再进入用户,故号送至小区,进入同轴电缆,再进入用户,故称光纤同轴混合网;其最大的优点是带宽较高称光纤同轴混合网;其最大的优点是带宽较高,有双向功能;,有双向功能;nHFC的缺点是回传时噪音的积累会有漏斗效应的缺点是回传时噪音的积累
11、会有漏斗效应,故小区的用户数有所限制;,故小区的用户数有所限制; HFC的网络构架的网络构架光纤同轴混合网络光纤同轴混合网络HFCnGEPON+EoC HFC的网络组成的网络组成nHFC网络由下面几个主要部分组成:网络由下面几个主要部分组成: n1前端:完成信号收集、交换及信号调制与混前端:完成信号收集、交换及信号调制与混合,并将混合信号传输到光纤。目前应用的主合,并将混合信号传输到光纤。目前应用的主要设备有:要设备有: n(1)调制器)调制器C6M-II-C:将模拟音频及视频信号:将模拟音频及视频信号调制成射频信号。调制成射频信号。 n(2)上变频器)上变频器C6U-C:完成音频视频中频信号
12、:完成音频视频中频信号或数据中频信号至射频信号的转换。或数据中频信号至射频信号的转换。 n(3)数据调制器:完成数据信号的)数据调制器:完成数据信号的QPSK或或QAM调制,将数据信号转换成数据中频信号。调制,将数据信号转换成数据中频信号。 HFC的网络组成的网络组成n(4)信号混合器)信号混合器: 将不同频率的射频信号混合将不同频率的射频信号混合,组成宽带射频信号。,组成宽带射频信号。 n(5)激光发射机:将宽带射频信号转换成光信)激光发射机:将宽带射频信号转换成光信号,并将光信号传输至光纤。号,并将光信号传输至光纤。 n2光节点:完成光信号转换成电信号的功能,光节点:完成光信号转换成电信号
13、的功能,并将电信号放大传输到同轴电缆网络。并将电信号放大传输到同轴电缆网络。 n3同轴电缆放大器:完成同轴电缆信号放大并同轴电缆放大器:完成同轴电缆信号放大并传输至用户家中的功能。传输至用户家中的功能。 n4用户终端设备:接收并解调网络传输信号,用户终端设备:接收并解调网络传输信号,并显示相应信息。并显示相应信息。 HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术n HFC网络由光纤和同轴电缆混合组成网络由光纤和同轴电缆混合组成,以分支和树型拓扑为特点。在树根处,以分支和树型拓扑为特点。在树根处是是CMTS(Cable modem终端系统),终端系统),从从CMTS到邻近的使用光纤,在光纤的到邻
14、近的使用光纤,在光纤的末端是光节点,起光电转换的作用。同末端是光节点,起光电转换的作用。同轴电缆作为馈电线从光节点连到用户,轴电缆作为馈电线从光节点连到用户,每个光节点下接每个光节点下接5002000户。户。HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术 HFC采用射频调制的方式实现宽带传输,传输采用射频调制的方式实现宽带传输,传输由由CMTS集中控制。下行采用广播的形式。上行集中控制。下行采用广播的形式。上行方向共享传输媒体,采用方向共享传输媒体,采用FDMATDMA接入方接入方式。下行模拟视频采用旁路的形式送往标准电式。下行模拟视频采用旁路的形式送往标准电视机。数字信号须经过视机。数字信号
15、须经过CM适配后才传给适配后才传给PC等数等数字设备。上行数字信号也是先经过字设备。上行数字信号也是先经过CM的导频处的导频处理后再送入同轴电缆。理后再送入同轴电缆。CM对数字信号进行调制对数字信号进行调制解调和同步处理。在上行方向,由于共享传输解调和同步处理。在上行方向,由于共享传输媒体,必须采取适当的措施以防止上行数据冲媒体,必须采取适当的措施以防止上行数据冲突。突。HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术n首先,首先,FDMA技术的使用既增加了上行方技术的使用既增加了上行方向的容量,又避免了冲突。但是,如果将向的容量,又避免了冲突。但是,如果将一个信道(频道)提供给单个链接,则会一
16、个信道(频道)提供给单个链接,则会浪费信道内的通信容量。因此对各个信道浪费信道内的通信容量。因此对各个信道又采用又采用TDMA技术,将信道划分成时隙。技术,将信道划分成时隙。上行帧由上行帧由 DS(Data slots)和)和CS(Contention slots)两种时隙组成,它们)两种时隙组成,它们的数量由的数量由CMTS决定。在决定。在CM处采用哪个频处采用哪个频道哪个信道哪些时隙完全由道哪个信道哪些时隙完全由CMTS集中集中控制。控制。HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术n为了各为了各CM能准确地将数据送入规定的能准确地将数据送入规定的时隙,必须进行测距和同步。而时隙,必须进
17、行测距和同步。而CMTS如何进行上行带宽动态分配,需要各如何进行上行带宽动态分配,需要各CM随时上报带宽申请信息。带宽申请随时上报带宽申请信息。带宽申请信息使用信息使用CS上传。由于上传。由于CS是多个是多个CM竞竞争使用的,所以上传的带宽申请信息可争使用的,所以上传的带宽申请信息可能发生冲突而失败。失败后必须采用某能发生冲突而失败。失败后必须采用某种策略进行贯发,直到成功或最终抛弃种策略进行贯发,直到成功或最终抛弃相应的数据。相应的数据。HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术nHFC网络提供双向带宽业务可采用两种方网络提供双向带宽业务可采用两种方式:式:ATM传输和传输和IP传输。为
18、此,出现了两传输。为此,出现了两种相关标准:种相关标准:IEEE802.14和和MCNS。nIEEE802.14支持支持ATM传输,传输,MCNS支持支持IP传输。最新的发展显示传输。最新的发展显示MCNS可能成为可能成为全球标准,下面重点介绍全球标准,下面重点介绍MCNS3有线电有线电视视Cable modem发展沿革。发展沿革。HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术n有线电视网的网络拓朴很适应有线电视网的网络拓朴很适应IP网,网,利用利用Cable modem把有线电视升级为把有线电视升级为双向网络,以实现高速多方式双向网络,以实现高速多方式增值增值业业务接入而成为宽带务接入而成为
19、宽带IP多媒体接入网,多媒体接入网,其最大竞争优势是能够经济有效地利其最大竞争优势是能够经济有效地利用原有同轴电缆或用原有同轴电缆或HFC网络平台,能网络平台,能立竿见影提供多种高速立竿见影提供多种高速增值业务增值业务,增,增加网络运营者的收入;加网络运营者的收入;HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术n但是,在上行但是,在上行542MHZ频段中,频段中,5 20MHZ存存在严重的漏斗噪声,因此绝大多数调制器厂商在严重的漏斗噪声,因此绝大多数调制器厂商都不使用该频段,而且广电网络的骨干网由于都不使用该频段,而且广电网络的骨干网由于是为单向传输设计的,要改造成通信网络,需是为单向传输设计
20、的,要改造成通信网络,需要交换或者路由功能,这要求网络运营者改造要交换或者路由功能,这要求网络运营者改造原有网络。这样一来,不仅耗资巨大,而且费原有网络。这样一来,不仅耗资巨大,而且费工费时,等于重起炉灶,使得有线电视网宽带工费时,等于重起炉灶,使得有线电视网宽带数据接入在诸多各具特色的接入方案中处于不数据接入在诸多各具特色的接入方案中处于不利位置。利位置。HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术n对于服务对象的定位,如采用的对于服务对象的定位,如采用的Internet接入主接入主要是宽带业务,其显著特征是上下行速率不要是宽带业务,其显著特征是上下行速率不对称,下载信息量大大高于上行信息
21、,这样上对称,下载信息量大大高于上行信息,这样上行频带相对不足的问题,可以相对缓解。早期行频带相对不足的问题,可以相对缓解。早期干脆上行用电话线接入,而下行利用有线电视干脆上行用电话线接入,而下行利用有线电视网,完全省去了双向改造。网,完全省去了双向改造。n不过,如果要与电信网络竞争,双向通信网络不过,如果要与电信网络竞争,双向通信网络的改造则是势在必行的;的改造则是势在必行的;n广电网络的双向改造,不仅仅是提供一条上传广电网络的双向改造,不仅仅是提供一条上传信号的通道。实际上对于整个网络都有很大的信号的通道。实际上对于整个网络都有很大的影响;影响; 图:下一代广播网络架构图:下一代广播网络架
22、构 HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术n1997年底多媒体电缆网络系统(年底多媒体电缆网络系统(MCNS)提出)提出的电缆网数据业务接口标准(的电缆网数据业务接口标准(DOCSIS1.0版本版本)正是基于这一指导思想。)正是基于这一指导思想。 在在DOCSIS1.0墨迹墨迹未干之时,已有一些厂家开始关注未干之时,已有一些厂家开始关注Cable mode的未来走向。对的未来走向。对Web冲浪业务,市场庞大而分冲浪业务,市场庞大而分散,并不能给电缆网络运营者带来很大的效益散,并不能给电缆网络运营者带来很大的效益。所以运营者的眼光已逐步放到商业市场上。所以运营者的眼光已逐步放到商业市场上
23、。HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术n集团用户在集团用户在VPN(虚拟专网)、(虚拟专网)、IP电电话、桌面视频系统等将是商业区的主话、桌面视频系统等将是商业区的主流业务,他们要求网络提供双向高速流业务,他们要求网络提供双向高速数据流,并且保证服务质量数据流,并且保证服务质量QoS。因。因此,此,1998年上半年即提出了支持年上半年即提出了支持IP电电话和话和QoS的的DOCSIS1.1版式本的升级版式本的升级要求。要求。HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术n1.1正式版本在正式版本在2000年年3月推出。月推出。MCNSDOCSIS代表了代表了Cable modem的技
24、术规范。的技术规范。现又在研讨现又在研讨1.2版的工作。版的工作。n DOCSIS1.2 主要表现在:主要表现在: 提高了提高了DOCSIS1.1标准,增加了先进的上标准,增加了先进的上行物理层。行物理层。 n 在任何平台上为在任何平台上为IP电话提供高性能和高可靠电话提供高性能和高可靠性。性。 HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术nDOCSIS1.0支持多厂家产品,用户在支持多厂家产品,用户在HFC网上得到网上得到IP服务。服务。 nDOCSIS1.1增加了服务,增加了服务,MAC的提高的提高为为QoS(服务质量)和动态控制先进(服务质量)和动态控制先进的服务。的服务。 DOCSI
25、S1.2增强了途径先进的增强了途径先进的DHY是适用多种途径最有力和高可靠及带是适用多种途径最有力和高可靠及带宽。宽。HFC网络中的宽带传输技术网络中的宽带传输技术n应用应用HFC网的网的Cable modem技术演进技术演进以以DOCSIS1.2版本为标志而趋于成熟版本为标志而趋于成熟与完善,为我国有线电视网运营者提与完善,为我国有线电视网运营者提供了二次创业的机会,即从经营分配供了二次创业的机会,即从经营分配型视听业务而成为型视听业务而成为ISP,ICP的的IT运营运营者。可以预见我国宽带多媒体接入网者。可以预见我国宽带多媒体接入网近几年内将会飞速发展,与我国发展近几年内将会飞速发展,与我
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