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1、氽 、 运 维 镣 制 摘 蛮 践 通 】 技 术讲座 j 雌 动 态 1前 言 C A T V最新技术 ( 7) C AT V 的各种通信技术 ( 上 ) 作为 克服收 视困难 对策而兴起的 有 线电视 ( C A T V) ，在 日本从 开始到 现在已走过了 5 0多年的历程。现在的 C A T V不仅有 电视广播 ，还 可提供 因 特 网业务和 各种通信服务。其 具有作 为地 区不可或缺 的信息通信业者的一 个侧 面 。 本文 将 据 日刊 “ 卫星 与 C A T V” 的相关文 章对 日本 C A T V通信业务 的 历史和 网络构成要素 以及今后期待 的 技术动向作一介绍，供国内同
2、行参考。 2 日 本 C A T V通信业务的 发展史 在迟于电视广播开播两年的 1 9 5 5 年 6月 l 0日，于 距 东 京 1 2 0 k m的 群 马 县伊香保镇 ，在以旅馆为 中心的 4 1 个处 所 率 先开 展 了 C A T V 业务 。此后 ， 进 行了 C A T V的 大规 模化 、多频道化 及 数字化。在业务 内容方面 ，除了提 供 电视图像业务外 ，还增加了通信业 务 。 但在 初期阶段的 C A T V通 信是伴 随 图像业 务进行 网络监视和用户终端 控制 而引入的，不对用户直接提供 通 信业务 。 后 来， 在 上 世 纪 8 0年 代 中 期 ， 韩 伟
3、编译 C A T V部分业者获得了电气通信事业许 可，例如 以射频 的调制解 调器 的查询 方 式进行 所谓水道 自动查表及 农业气 象观测数据收集的低速数据通信业务。 到 了 9 O年代 ，随着因特 网的进步 ，作 为 I S P( 信息业务提供者 )才确定提供 处 理 Www ( Wo r l d Wi d e We b)等 大 量数据的业务。 关 于 C A T V电 话 业 务 ，初 期 的 系 统 使用 数 字 交换 机 并 以 时分 复用 ( T DMA)方式进行线路交换。但现在 已过渡到运用 V o I P技术的因特网电话。 3通信网络的构成 作为 C A T V业者开展 宽带
4、业务之 际 ，连接 通信台与用户的接入 网络构 成的代表 ， 列举 HF C( 光纤同轴混合网 ) 和 F T T H ( 光纤到户 )两种类型。 ( 1) HF C主 要 由电缆 调制 解 调 器 终端系统( C MT S) 、 电 光变换器( E O) 、 光纤传送线路( 光缆 ) 、 光 电变换器( 0 E) 、同轴传送线路 ( 电缆 ) 、电缆调制 解调器 ( C M )等构成。而通信信号采 用 R F信号。原本仅以同轴电缆传送线 路构成 ，但为 了减少噪声和抑制信号 衰减 ，台侧干线传送线路已经光纤化。 ( 2)作为 F T T H的典型方 式，主 要是无源光网 ( P ON o P
5、 O N由光用户 线终端 ( O L T) 、光纤传送线路 ( 光缆 ) 、 光 分路 器、光用户 网连接器 ( O NU) 等构成 。光分路器是一种不用 电源的 光 无源器件 。它把下行光信号功率分 图 1 CA TV通信 网络 的构 成 ( HF C F T TH) 责编：胡欣欣 邮箱：h u x x c a t v s i n a c o m 技 术前沿 访报道 络 数 l 溉 成酃广j 点“线 I U iI! 梭 入 0 ， J 仃线 譬 技 术 讲 座 波给各个用户或将 各个用户的上行信 号进行合波 。P O N具有在传送线路上 不需要电气设备及可进行高速通信的 特 点 。 4通信业
6、务的必要条件 如 图 1 所 示 ，C A T V 通 信 业 务 主 要有因特网、 电话 、 地区信息业务三类。 因特网业务的主要内容是 We b检 索 、 网购和邮件业务。 但近年来动画流、 在线游戏、对话型点对点的业务也在 增多。电话业务已从地区 内电话向地 区间电话发 展，但现在仍以一般电话 为主流。今后将实现与 图像连动的电 视电话。在地 区信 息服务方面 ，除已 有的声音告知系统外 ，最近 ，由于大 家特 别关注 地震 、台风 的灾害 信息 ， 所以 。紧急快 报和 家庭安全 ( 远地监 视等 )也成为重要课题。因而，今后 关于灾害和防犯的直播 图像传送业务 也 在考虑 之 中 。
7、 另外 。使用 I P网络的双 向图像 内 容传送业务 ( I P T V)业已开展。今后 I P T v在接入网络中 ，将可能 与通信业 务共存 。表 1中列举 了各种业务 的必 要条件。而在通信业务 中的必要条件 有 如下 三个 。 ( 1) 高速大容量化 为 了应对多种多样业务的通信量 的增加，就需要确保充分的通信线路 容量 。 ( 2) 提供放心 、安全的网络 对应 于 业 务 ，提 供 确 保 稳 定性 ( Qo S 等 ) 和可靠性( 安全生等 ) 的网络。 ( 3)节省空间与降低电耗 为有备于由于用户 的增加而 引起 的系统的大规模化 ， 要考虑节省空间。 与此同时也要考 虑降低
8、经常连接终端 的电耗。 4 1高速、大容量化 HF C系 统 采 用 D0 CS I S 3 0规 格 Ca b l e Mo d e m的频道捆 绑技术 ，当对 下 行 2 5 6 Q AM 、 上 行 6 4 QAM 的 频 道 分别进行最 多 4个频道捆绑时，可达 到 下 行 1 6 0 Mb p s 、上 行 1 2 0 Mb p s的 高速 大 容 量 化。另 外 ，考 虑 到对 应 I P T v，下行最大可进行 8信道绑定 的 C a b l e Mo d e m 也 已 实 用 化 。再 者 ， 由 于超 高 速 调 制技 术 的进 步 ，1 0 2 4 Q AM 方式也已可能
9、实现 ，目前正在期待其 表 1各种业务的必要条件 预想容量 各种业务 稳定性 可 靠性 ( 参考 ) 图 像 传 送 业 务 I P T v ( S D HDT V、 图像 3 D T V、UH DT V) 1 0 G b p s 重要 重要 传送 vOD业务 2 3 Gb p s 重要 重耍 因特 网 电子结算 重要 重要 l 由 B 件业务 1 9 G b p s 重要 -动 画流 ( 存储型 ) 重要 I 网 在 线游戏 1 2 G b p s 重要 重要 因特 网电话 重要 重要 普通电话 重要 重要 F A X通信 0 0 3 G b p s 重要 重要 电话 紧急通报 重要 重要
10、电视电话 0 5 G b p s 重要 重要 -家庭保安 重要 重要 地 区 直播图像传送 0 4 Gb p s 重要 重要 信息 声音告知 防灾广播 重要 重要 紧急快报 ( 地震 、台风 、暴雨等 ) 0 2 5 Gb lg s 重要 重要 有线电视技术 2 0 1 3年第 1 2期 总第 2 8 8期 实用 化 。 另 外 ，对 于 F T T H 的 P O N 方 式 ， 国际标准化机构 I E E E与 I T U正在进行 标准化工作 。 I E E E对 以以太 网为基础的 E P O N 进行标准化，而 I T U却以收纳声音等 各种业务为目的进行 G P O N的标准化 。
11、在 日本国内正存普及的光接入方 式是 GE P O N ( I E E E 8 0 2 - 3) 。GE P O N 通过对上行信号光波段 1 3 1 0 n m、下行 信 号 1 4 9 0 n m波 段进行 波分 复用 ，可 在 1 条 光纤上 同时进行双向通信。另 外 ，上行信号的多元连接通信方式为 T DMA。使其 O NU不与其它 O NU的 上行信号发生冲突 ，并由 OL T指示的 定 时控制光发送 ，进行上行方 向的复 用 通信 。传送方式采用无调 制的基带 传送方式 。它使用在多种设备中正在 普及的以太 网技术 ，其通信速度最大 可达 1 Gb p s 。已规定了分支数为 1
12、6分 支 、传 送 距 离 为 1 0 k m 或 2 0 k m 的 光 接 口。 将来 ，必要的接入 网络的传送容 量 如 表 1所 示 ， 包 括 I P图 像 传 送 业 务和直播 图像传送业务等在内 ，约为 3 7 G b p s 。而 因特网接入和网络游戏等 约为 3 1 Gb p s ， 几项 合计 需要 6 8 Gb p s 。 存 I E E E中 业 已 完 成 通 信 速 度 为 1 0 G b p s的 1 0 G E P O N ( I E E E 8 0 2 3 a v) 的 标 准 化 ，因 而 使 用 1 0 G E P ON 已可 能 实现大 容量 化了 。
13、4 2提供安全 、放心的网络 ( 1) 接续认证 接入认证 为了不对通信网络 产生干扰并排 除不当接入 的终端 ，进行认证 是重要 的。 对 于 GE P O N 或 D0C S I S来 说 ， 先登录特定终端 的关键字 ，再进行接 续终端的认证 ， 以排除未登录的终端 。 再者，也有用 Wi F i 的认证程序 WP A ( Wi F i P r o t e c t e d Ac c e s s) WP A2进 行 余 业 返 维 僻 I I N I J妻 ；践 成 】 技术讲座 行 业 动 态 接入认证的。 方式或 AE S( Ad v a n c e d E n c r y p t i
14、 o n L P I( L o w P o we r I d l e)方式 ，因 而 电 ( 2) Qo S( 业务质量 ) S t a n d a r d)方式 ，而公开密钥方式则有 力耗化可能更低 。 在 网络上传送 的各种业务各具不 RS A ( Ri v e s t S h a mi r Ad l e ma n)方式 。 同 的 性质 。 例 如： 在 普 通电 话 业务 或 G E P 0 N 和D o c s I s 均 使 用 这 些 加 密 方 5实用举例 告知广播业 务中，就需确保波 动和延 式。 时少的一定的带宽。而在we b 浏览中， ( 4 ) 系统的备份 5 - 1
15、B X 8 0 0 0系列 虽然不需要 一定的带宽 ，但减 少因包 作为提 高通信 系统 的可靠性 对策 在 NE C产 品 中，B X8 0 0 0系列 是 丢失而引起的数据重播也是必要的。 之 一，就是备份 。以往的干线传 送线 F T T H中实现通信业务的光接入系统。 对应上述各种业 务性 质 ，有利 于 路 的双重化 即其一例。由于个别 的通 B X8 0 0 0系 列 由 OL T装 置 的 B X8 0 0 0 确保 业 务稳 定 性 和 质量 的 技 术就 是 信设备或服务器 的故障对 业务影 响颇 与 oNU的 B X8 1 0 8 2 0和 B X3 5 0等 构 Qo S
16、( Qu a l i t y。 f S e r 、 ， i c e) 。Qo S通 过 大 ，所以 ，网络通信设备的备份 已成 成。 使用 I P包业务类别符号组的优先控制 为重 中之重的条件。上级 网络服 务器 ( 1 )主要功能的实现 和确保预先必要频带 的频带控制来宴 和交换 中心的备份是必然的。而对于 B X8 0 0 0是设置在通信台的子机架 现。 通信 中心装置 ，通信模块 的 N+ I的备 型 OL T装置 。 DOC S I S采 用 动 态 Qo S ，为 了在 份构成和 电源 的双重化均可谋求 系统 B X8 1 0 8 2 0是设 置在用 户家 的室 Q o S基础上更加频带高效化 ，G
