全開通背景下的雙向網改解決方案

童永清

（雷科通技術（杭州）有限公司，浙江 杭州 310013）

1 引言

隨著數字電視整體平移的穩步推進，數字電視用戶數取得快速增長，據格蘭研究公司統計：截至2010年7月底，我國有線數字電視用戶達到7 719萬戶，有線數字化程度達到44.38%。但目前數字電視整體平移的方式多以單向廣播方式完成模擬到數字轉換，觀眾無從體驗數字電視的優越性，也無法體現廣電運營商的核心價值。

國家廣電總局張海濤副總局長在2010年5月17日深圳召開的全國有線電視數字化推進工作現場會上指出：“有線電視數字化不是目的，整體轉換也不是目的，目的是要依靠科技創新充分發揮有線電視的網絡優勢、用戶優勢和內容優勢，不斷提供新業務、新服務，不斷滿足用戶的新需求、新要求。”為此，要求加快有線電視網絡雙向改造步伐，推動有線電視網向雙向、交互、多功能方向發展。

有線電視網具有寬帶優勢，但多是單向廣播方式的網絡，難以開展業務。在“三網融合”背景下如何開展雙向交互業務，擴大廣播電視的服務領域，增加廣電運營商的ARPU值，日益引起關注。

2 當前交互業務發展面臨的瓶頸

國內數字電視產業經過多年的發展，數字電視豐富的業務內容得到了廣大電視觀眾的認可，特別是隨著互動電視的逐步發展，不僅讓觀眾感受到交互式媒體的未來，也讓廣大運營商看到潛在的無限商機。但是，從目前交互業務的運營現狀來看，即便是一線大城市，平均開通率一般也是在10%以下，用戶規模非常小，大部分的用戶仍然只能使用單向的數字電視業務。究其緣由，目前互動業務過高的資費政策是主因之一，直接導致用戶發展緩慢。以國內雙向業務開通情況比較好的城市——杭州華數為例：其幾年前動用大量資金對杭州城區通過以太網接入的方式進行雙向網絡改造，為了回收網絡投資，在雙向網絡改造的成本過高的情況下，華數不得不為互動電視業務制定了高達每月48元的資費政策。在這種收費模式下，即使經過華數多年的努力，目前杭州中心城區的互動電視開通率也僅僅保持在20%左右。

當考慮全覆蓋、全開通時，平均每個用戶需投入幾百元、甚至上千元的改造費用。為了在一定期限內回收雙向網改、互動電視前端系統（包括VOD，IPQAM等）的投資，運營商為互動電視業務制定很高的收費政策也就變得很自然。因此，高昂的雙向網改成本已成為制約當前互動業務快速發展的瓶頸。

從目前國內主流的雙向網改技術來看，比較成熟的有線電視接入網雙向改造技術方案有 HFC+CMTS+CM，FTTB+LAN和FTTN+EoC，簡單比較如下：

1）HFC+CMTS+CM：技術標準與產品成熟，利用原有的同軸電纜，但需對HFC光電傳輸鏈路部分進行雙向改造，施工工藝質量要求高，帶寬受限，無法滿足大帶寬業務的需求，戶均成本高。

2） FTTB+LAN：帶寬寬，可擴展性好，戶均建網成本低，但需重新入戶施工，施工量比較大，用戶接受程度低，施工難度難以估計。

3） FTTN+EoC：帶寬 寬，可擴展性好，利用原有的同軸電纜，無須改造用戶電纜，戶均成本較高。

總體上，上述3種技術方案目前仍各有優缺點，從戶均成本、帶寬、施工工藝質量等角度看，比較合適的有線電視雙向改造技術方案應具備以下特質：

1）戶均建網成本足夠低；

2）充分利用有線電視接入網資源，同時符合目前主流的“光進銅退”建設思路；

3）帶寬寬，可擴展性好，滿足一定時期內業務增長的需求；

4）施工難度低。

結合以上特質，雷科通（Laketune）公司推出創新的低成本寬帶雙向網改技術方案。

3 低成本的寬帶雙向網改解決方案

本方案在系統側采用雷科通公司基于BIOC技術的CP-N8000和CP-B8000系列通用頭端產品，在用戶側采用創新型的低成本終端（以下稱之USB終端），是BIOC技術與機頂盒結合的產物，類似U盤與PC機的連接方式，通過USB接口將終端納入機頂盒的結構體系。充分利用目前交互機頂盒高速、標準的接口——USB接口和機頂盒其他系統資源，在不降低EoC網絡通信能力和機頂盒正常工作性能的前提下，以很低的成本實現高速的雙向通信。方案的結構原理如圖1所示。

3.1 BIOC廣播交互同軸網絡接入技術

BIOC廣播交互同軸網絡接入技術是雷科通公司采用數字調制/解調技術開發的新一代基于HFC有線電視網實現寬帶數據接入的技術，是廣電總局推薦的主要新興雙向接入技術之一。BIOC技術是將10/100Base-T的以太數據信號進行糾錯編碼/自適應 m-QAM調制/OFDM調制后的數據信號搬移到合適的頻段（確保電視信號和數據信號間無干擾），與電視信號混合后實現廣播交互信號在同軸電纜上共纜傳輸。BIOC技術方案在物理層設計上采取了OFDM加自適應的QAM調制方式，在適應實際網絡中的微反射、系統的動態范圍等方面具有優勢。BIOC技術在單個信道上為用戶提供了為用戶提供超過150 Mbit/s的物理層速率，MAC層提供100 Mbit/s左右的速率。該產品具有覆蓋成本低、建設進度快并充分利用HFC網資源等突出優勢，提供了通過HFC網發展“最后一公里”寬帶接入最優的解決方案。

BIOC產品解決方案是在有線電視用戶分配網部署CP8000系列產品，其主要設備包括：局端設備N8000系列、中繼設備B8000系列、用戶終端設備T8000，系統提供綜合網管功能。

3.2 低成本終端方案介紹

目前交互型標清或高清機頂盒的解決方案相對普遍地采用了嵌入式操作系統，配置了較高的主頻CPU、容量較大的Flash和SDRAM，提供了包括 USB、串口等在內豐富的數據接口。如何有效地利用這些資源與BIOC接入技術進行結合是本方案的出發點：一方面可以使機頂盒“增值”為家庭媒體中心；另一方面使推出低成本的、高性能的終端產品成為可能。

3.2.1 雙向接入終端模塊的硬件部分

圖2為基于機頂盒架構體系的雙向接入終端模塊的硬件設計示意圖。

通過機頂盒的USB接口提供USB終端供電，并利用機頂盒 CPU、Flash、SDRAM等空閑資源實現數據通信及對USB終端的管理。與機頂盒連接可采用以下方式：

圖2 雙向接入終端模塊的硬件設計示意圖

1）外置模式：對機頂盒的硬件部分（包括結構設計、PCB設計、電源設計等方面）不進行任何改動，通過機頂盒USB接口外接的USB終端即可。

2）內置模式：將USB終端融入機頂盒內，減少了一個外部設備，連接更簡單；通過同軸電纜就能實現通信業務，無須考慮用戶在使用時插拔USB接口的線纜而引起業務的中斷。

3.2.2 雙向接入終端模塊的軟件部分

圖3為基于機頂盒架構體系的USB終端的軟件體系示意圖。

圖3 USB終端的軟件體系示意圖

機頂盒USB終端的軟件設計包括USB驅動、EoC接入通信協議、二層管理協議等。USB驅動作為連接機頂盒和USB終端的基本接口，包含USB驅動初始化函數、USB數據傳輸的接口函數等。EoC接入通信協議基于標準的EoC通信協議，實現高速數據通信。二層管理協議具有網管管理、業務優先級、帶寬限速、廣播包抑制等一些二層管理能力。

系統實現流程如下：

1）將USB終端通過USB接口連接至機頂盒；

2）機頂盒將對USB終端進行初始化并激活USB終端；

3）USB終端向頭端注冊，注冊完成后建立接入通道，并通過頭端接受網管的管理。

4 業務應用與特點

雷科通公司推出的低成本寬帶系統提供上下行對稱100 Mbit/s的通信能力，能夠很好地支持當前互動電視業務及未來一定時期內的業務擴展，包括VOD、時移電視、Java 游戲、Java股票、收視調查、問卷調查、電視投票、家居銀行等等。運營商可以以很低的接入成本，為用戶提供豐富的互動電視業務。

比較目前國內主流的雙向網絡解決方案，采用雷科通公司提出的低成本的寬帶全開通解決方案具有如下特點：

1）高帶寬，速率最高可達物理層150 Mbit/s，MAC 層 100 Mbit/s。

2）低成本，戶均100元（人民幣）左右，與窄帶全開通方案持平，是現有寬帶雙向網改方案成本的1/3～1/2。

3）唯一支持USB接口、RS-232串口、RJ45接口的EoC技術，可解決存量單向機頂盒問題。

4）充分利用有線電視的同軸資源，無須改造用戶電纜。

5）完全開放的思路進行產品設計和開發，系統具有良好的開放性和兼容性：（1）不改變現有機頂盒的體系架構，只需移植相應的USB終端驅動程序即可；（2）與業務無關，不會限制任何新業務、新產品的開發。

5 結論

通過BIOC技術和機頂盒創新性地結合，實現了低成本、高帶寬的有線電視雙向網改，為廣電運營商在未來雙向網改中提供了新的思路，相信基于高性價比的EoC技術和機頂盒融合的方案必將得到運營商和機頂盒廠商嚴重關注，并推動交互業務的發展。