面向下一代广播电视网NGBWord文档下载推荐.docx
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13网络及设备管理需求20
13.1基本要求20
13.2配置管理要求21
13.3性能管理要求21
13.4故障管理要求22
13.5安全管理要求22
14互通性需求23
15扩展性需求23
16其它需求23
17附录：
业务性能及QoS指标参考23
17.1语音和视频业务QoS25
17.2数据业务QoS要求26
1概述
1.1背景介绍
“三网融合”是国家发展信息化的战略部署，是通信技术发展的必然趋势。
《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中明确指出：
加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设，推进三网融合，健全信息安全保障体系。
加快建设新一代有线数字电视网络不仅是有线网络自身升级换代、实现可持续性发展的内在需求，更是推进国家信息化、促进三网融合的必然要求。
有线电视网是国家重要的信息化基础设施，具有业务内容丰富、内容可控可管、用户群体巨大等方面的优势，可以满足“三网融合”业务发展的需求，符合以视频为主导的宽带业务发展趋势。
因此，在“三网融合”中更多地依靠有线电视网络，充分发挥广电网络的优势，是符合中国国情、从实际出发的选择，是以较短的时间、较低的成本，跨越数字鸿沟，实现进入千家万户的信息化和安全的信息化的有效途径。
2008年12月4日，科技部与国家广电总局正式签署了《国家高性能宽带信息网暨中国下一代广播电视网自主创新合作协议书》，按照协议要求，广电总局开始着手建设下一代广播电视网络（NGB）。
下一代广播电视网（NGB）的关键技术之一就是利用有线电视网络进行宽带、双向化改造，使有线电视网网络超越其他现有网络，成为国家信息基础设施的重要组成部分之一，发挥有线电视网频宽带、成本低、易普及的优势，使有线数字电视成为进入千家万户的多媒体信息平台，满足社会各界和广大居民的多方面需求，推进三网融合。
1.2宽带接入技术现状与发展
我国有线电视网拥有用户近1.5亿户，由于全国各地的经济发展状况几步平衡，加上其他历史和客观原因，各地有线广播电视网络存在很大差异，大多数用户的网络仍然是单项网络。
随着业务发展和三网融合的迫切需求，对有线电视网络质量和承载能力提出了更高的要求，有线电视网络必须进行数字化和双向化改造。
随着通信技术的不断发展，“光进铜退”逐渐成为趋势。
光前越来越靠近用户，每个光节点覆盖的用户数逐渐减少，从2000户减少到500户、200户、50户，甚至部分实现了光纤到户（FTTH）。
调研表明，目前我国有线电视网络中，光节点覆盖用户数为200户以下的用户已经占总用户数的15.5％以上。
根据国内外网络发展趋势，下一代广播电视网（NGB）面向未来五年到十年，光节点覆盖发展到200户或50户以内，甚至大规模FTTH的部署。
从网络改造的方式上看，目前国内存在多种基于有线电视电缆分配网的双向接入技术，但实现方式存在很大差异。
设备产品种类繁多，缺乏标准规范。
一方面，众多技术方案的出现反映了市场的需求，给运营商提供了更多的选择空间；
另一方面众多的方案也给决策带来了困难。
从技术角度来说，各技术方案均有其各自的局限性。
比如说，从工作频带看，现有电缆接入技术大多工作于当前广播电视工作允许的频段之外，有些工作在低于65MHz的低频段，有些则高于860MHz的高频段。
低频段信道内干扰和噪声较大，信道也较为拥挤；
而高频段信道内信号衰减和反射较为严重，有可能大大影响系统的性能或者降低该技术的适用性。
从信道带宽来看，有些技术选用的信道带宽不是8MHz的整数倍，不符合我国有线电视网络的信道带宽规划要求，不利于信道的合理分配和有效利用。
从协议性能来看，有些技术提供的业务速率不能满足当前和未来一段时期业务反展的带宽需要，有些技术没有很好的解决服务质量（QoS）保障问题，不能提供包括实时流媒体等各种业务所需的QoS。
另外，从成本角度来看，由于缺乏统一的标准，特别是缺乏具有中国自主知识产权的标准，各种方案均难以形成规模效应，造成双向化改造的效果不一和成本降低困难，因而难以大规模推广。
1.3编制目的
《面向下一代广播电视网（NGB）的电缆接入技术需求白皮书》在编制过程中，充分考虑到了我国有线电视网络的技术发展现状，根据现有网络的信道条件和应用需求，瞄准未来网络的发展趋势，聚合现有几种技术的突出优点，根据下一代广播电视网络广播电视网络发展的统一规划，制定相关的需求。
以便促进相关接入技术的收敛，为将来有线电视网络将成为大容量、全双向、全交互、全功能的下一代综合传输网络，业务互相之间实现融合，基本实现光纤到户（FTTH）的完整标准化体系做技术准备。
2需求设计原则
需求作为有线电视电缆宽带接入技术的开发和遴选的指导原则，其设计必须遵循以下原则。
标准性原则：
必须遵循已颁布的国家标准和行业标准。
确保基于本需求开发出来的技术具有横向和纵向的兼容性。
避免有线电视电缆宽带接入网成为下一代网络中的孤岛。
合理性原则：
所提出的需求应该在充分利用和挖掘现有有线电视电缆网络资产的前提条件下有充分的技术实现可行性。
应避免导致需要对现有有线电视电缆网络资产进行大幅度改造的技术开发。
从而最大限度保护既有投资、发挥存量资产的效益最大化。
可扩展性原则：
宽带接入的用户需求和技术的发展是长期的、渐进的。
需求设计必须保证先进性和可扩展性，先进性是指能够反映近期和中期未来的用户需求；
另一方面，可扩展性保证了可以通过扩展满足远期为来的需求。
保证基于本需求开发的技术和系统可以随着业务需求扩展和技术进步进行平滑升级。
并且扩展性必须能够符合主流技术反展的趋势，迎合“光进铜退”的趋势。
可管可控原则：
必须满足不同角度不同层面的可管理性、可控制性，保证网络运营的规范和网络的健康发展。
经济性原则：
确保基于本需求开发出来的电缆宽带接入技术在保证性能的基础上，具有良好的经济性。
3参考依据
[1]国家广播电影电视总局科技司（2007.12），有线电视网双向化改造指导意见.
[2]GY/T106-1999有线电视广播系统技术规范.
[3]GY/T135-1998有线电视系统物理发泡聚乙烯绝缘同轴电缆技术要求和测量方法征求意见稿.
[4]GY/T137-1999有线电视系统分支器、分配器技术要求和测量方法征求意见稿.
[5]GY/T221-2006有线数字电视系统技术要求和测量方法.
[6]YD/T1171-2001IP网络技术要求-网络总体.
[7]YD/T1475-2006接入网技术要求-基于以太网方式的无源光网络.
[8]ITU-TG.1010:
End-usermultimediaQoScategories.
4术语和定义
AONActiveOpticalNetwork有源光网络
CBATCoaxialBroadbandAccessTerminal同轴电缆宽带接入网局端设备
CNUCoaxialNetworkUnit同轴电缆宽带接入网终端（调制解调）设备
DBADynamicBandwidthAllocation动态宽带分配
FTTHFiberToTheHome光纤到户
HFCHybirdFiber－Coaxial光缆-同轴电缆混合网
ODNOpticalDistributionNetwork光分配网络
OLTOpticalLineTerminal光线路终端
OUNOpticalNetworkUnit光网络单元
PONPassiveOpticalNetwork无源光网络
5系统描述
5.1物理结构
现有有线电视网络是光纤-同轴电缆混合网（HFC），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同轴电缆用户接入改造技术两部分。
在光传输改造方面，相比有源光网络（AON）技术，无源光网络（PON）技术具有拓扑结构简单、设备成本低，并且其网络拓扑结构与HFC网的光纤部分的拓扑结构相类似，因此在现有HFC网络中采用PON技术，不需要对现有HFC网络进行大幅度改造，只需要在原来的光网络上作简单的配置，可在较短时间内完成网络的升级。
同轴电缆宽带接入网络用于解决电缆接入改造技术问题。
由同轴电缆宽带接入技术和无源光网络技术一起构成有线电视网宽带接入技术。
基本结构如下图所示：
接入干线传输采用PON技术后，同轴电缆接入成为最后100米的接入技术问题，覆盖用户少于200户，并逐渐向50户或20户过度。
5.2逻辑结构
根据三网融合的趋势，在现有的有线网络基础上，网络将向支持综合业务发展，按功能分层结构，各层之间由标准（或运营商自己的规范）接口连接，由统一的网络管理、内容管理和用户管理对全网进行管理。
从逻辑分层来说，面向综合业务的有线电视网络可以分为五层：
业务和内容管理层，业务处理和接入网关层，有线电视宽带接入网层，用户层，网络管理和用户信息管理层（纵向的，负责其他各层统一协调管理）。
如下图所示。
其中，同轴电缆宽带接入网络基于同轴电缆在ONU与用户业务终端之间提供以太网数据传输服务。
6业务类型
下一代网络发展的一个基本的趋势是IP化的全业务网。
IP业务（由IP网所承载的业务）可以分为三大类，即语音、数据和视频。
还有一种特殊的介乎三者之间的业务即IP流媒体，即利用流技术在IP网上传输的多媒体视音频业务。
进一步从应用的角度，可以按以下方式区分业务类型：
1交互业务
主要包括视频点播、互动电视、IPTV、时移电视和录播电视等业务种类。
要求网络提供双向支持，下行带宽要求高，上行带宽要求低，对传输时延和抖动要求高。
2数据业务
主要包括互联网访问、数据上、下载、邮件收发、办公自动化以及在线游戏等信息化应用，提供TCP/IP协议数据的计算机双向通讯业务。
要求网络提供双向支持，下行带宽要求高，上行带宽要求低，对丢包率要求高，对传输时延和抖动要求低。
3实时业务
主要包括VoIP、视频电话、视频会议、即时通信IM、视频监控等新通信业务。
提供视频语音数据的交互通信服务，特点是点对点或点对多点的双向对称的视音频数据通信，视听觉和读写的全互动交流，是完全的宽带数据应用。
上下行带宽要求均较高，对传输时延和抖动要求很高。
4对称宽带业务
主要包括基于P2P技术的文件下载及相关应用业务。
提供点对点或点对多点的双向对称的数据通信，对上下行带宽要求均较高，对传输时延和抖动要求低。
除了作为目前基本业务的CATV广播业务（包括模拟和数字电视节目）以外，有线电视电缆宽带接入网必须能够提供以上业务承载的支持。
7应用场景和组网需求
随着有线电视网络“光进铜退”的发展趋势，现有HFC网络的光纤越来越靠近用户，每个光节点覆盖的用户数越来越少。
在进行有线电视宽带接入网络改造建设时，应结合HFC网络架构，在分前端和光节点之间采用PON技术，在光节点以下的同轴用户分配网络应采用有线电视电缆宽带接入技术。
为了便于工程施工和网络管理维护，位于光节点处的ONU功能和同轴电缆接入网局端（CBAT）功能应考虑集成在一个设备中实现。
根据每个光节点下覆盖的用户规模划分，考虑两种应用场景：
200户/50户，即一个光节点覆盖用户数分别为200户以下和50户以下两种情况。
7.1200户应用场景
这种情况下，HFC网络可以达到光纤到小区的程度，对于小于200户的小区，只需要一个有线电视光节点，而对于大的小区可能存在多个光节点。
从有线分前端机房到小区光节点之间的网络完全是无源的光链路，而从光节点出来的同轴电缆用户分配网络由于带的用户数较多，传输距离较远。
针对该情况，ONU/CBAT交换机的组网可以采用将光节点的光纤延长到楼道，也可以将ONU/CBAT交换机安装在野外光节点位置。
对于后者的组网方式，如图7-1所示。
由于本场景下光节点带的用户数较多，相比50个用户数组网方式，ONU/CBAT交换机必须能够提供更多的信道的复用，而且应该是野外型设计。
另外，还需考虑以下几个关键技术问题：
（1）应能够保证将同轴电缆接入信号传输一定距离，典型情况下为200-300米左右；
（2）ONU的PON口带宽无法满足200个用户高带宽交互电视业务承载需求时，PON链路如何进行带宽扩展。
因此，这种组网方式对于技术要求较高，而且可能很难应用于高带宽需求的应用场景。
7.250户应用场景
这种情况下，HFC网络基本已经达到光纤到楼的程度，从有线分前端机房到居民楼之间的网络完全是无源的光链路，在楼内则继续使用原有的电缆分配网络。
针对该情况，用于收发以太网数字信号的ONU/CBAT交换机设备以及接收模拟CATV信号的光接收机全部安装在楼道内。
如果用于连接分前端CATV光发射机和楼道内光接收机的光缆中有剩余光纤，则可以用于PONOLT和ONU之间的ODN连接，否则需要另外布光缆或者采用波分复用技术，在同一根光纤中传输CATV信号和PON信号。
在楼道内，光接收机输出的模拟CATV信号和ONU缆桥交换机输出的以太网数字信号经过混频后，通过楼内电缆分配网络传给每个用户家中的同轴电缆接入网终端（CNU）设备，在不影响原CATV广播业务的基础上实现有线电视电缆的宽带接入。
如图7-2所示。
考虑到大多数的情况，应为每户居民提供客厅和卧室至少两个终端接入点，因此一个楼道内需要100个左右的CNU终端。
针对上述应用场景，应考虑基于同轴电缆带宽接入技术的频分复用技术或者频带捆绑技术，即由多个信道带宽一起提供所需要的带宽要求。
假定一个同轴电缆宽带接入局端设备CBAT对应一个信道带宽的信道，则需要多个CBAT设备。
因此从设备的角度来说，一个ONU/CBAT交换机中包括多个CBAT单元，再连接到更多的CNU终端。
ONU/CBAT交换机提供1个物理的同轴输出端口，但在该端口提供若干个同轴电缆宽带接入信道的频分复用。
在实际进行有线电视接入网络工程设计时，也可以考虑楼道内的ONU/CBAT交换机输出多个同轴电缆端口，每个同轴端口连接一个楼道，则一个ONU/CBAT交换机可以带多个单元楼道的用户，但这样会存在跨楼道进行同轴电缆布线，考虑到铜缆对信号的损耗，这种跨楼道的铜缆不宜超过100米，因此建议一个ONU/CBAT交换机输出2个同轴电缆端口为宜，共提供2个楼道用户的宽带接入。
8信道带宽与可扩展要求
根据GY/T106-1999的频道划分原则，遵循广播电视的管理相关规定，标称信道带宽必须为8MHz的整数倍。
信道带宽需求主要考虑以下因素：
（a）必须保证有充分的频谱资源可用，以便能够满足不同应用场景（比如密集居住区域）、不同发展阶段（用户带宽需求是从1～2Mbps→5～10Mbps→20～30Mbps→100Mbps等渐进发展模式）的总带宽需求。
（b）信道带宽必须采用8MHz的整数倍信道带宽规划方式，以符合有线电视网络的频道规划。
信道带宽太窄则会损失频带资源利用率；
太宽则一方面对带内频域平坦度要求过高，现有有线电视网络难以满足要求；
另一方面对设备实现要求高，难以降低成本。
（c）应该支持通过信道捆绑或者等价的方式实现传输带宽提升或者各信道之间资源动态分配的应用方式，以提供更为灵活的组网方式。
考虑到数字化整体转换后，整个广播电视频带的高端可以留出超过256MHz的带宽，建议采用750-1006MHz带宽作为双向频段使用。
（d）应该支持邻道可用原则，以便更充分利用空闲广播电视信道传输双向宽带信号。
9物理层需求
本部分内容适用于有源调制有线电视宽带接入技术。
（1）频带资源利用率：
定义为有效信号带宽与标称信道带宽之比，该值必须大于7/8。
-60dB带宽不超过标称信号带宽。
（2）频带利用率：
建议物理层最高传输效率在有效信道带宽内能够不小于7bits/Sec/Hz。
采用8*NMHz带宽的物理层频带利用率见下表：
No.
带宽
物理层传输速率
支持的调制格式
建议
1
8MHz
56Mbps
QAM256
2
16MHz
112Mbps
*
3
24MHz
168Mbps
4
32MHz
224Mbps
＊建议采用单信道16MHz
（3）建议采用信道捆绑或其他方式增加带宽扩展性。
（4）带外辐射：
5~2000MHz频段范围内的带外辐射必须足够小至不影响现存有线电视信号，保证可以和有线电视信号共存。
（5）跨越放大器和分支分配器：
应该能够跨越放大器和分支分配器。
（6）插入损耗：
同轴电缆宽带接入系统局端设备射频输出信号与有线电视信号进行混合时，引起的有线电视系统插入损耗不得超过1.5dB。
（7）发射端参数：
●发送电平范围：
≤120dBμV
●射频接口：
F型，75欧姆阻抗
●发射频谱模板如下图：
-标称带宽/2,-60dB
标称带宽/2,-60dB
-标称带宽/2*7/8
标称带宽/2*7/8
同轴电缆宽带接入系统设备发射信号频谱应该在该模板阴影区域以内。
N
为8MHz电视信号频带的倍数，f0为工作频带的中心频点。
（8）接收端参数：
●接收电平范围：
40dBμV~100dBμV（64QAM），46dBμV~100dBμV（256QAM）
●接受端灵敏度要求:
64QAM对应40dBμV至45dBμV
MER=25dB,QEFBER＜1E-9。
256QAM对应45dBμV至50dBμV
MER=28dB,QEFBER＜1E-9。
8这个序号跟上边不一致动态接收范围如下图所示:
64QAM与256QAM不同
基本调制技术的同轴电缆宽带接入系统实测吞吐量与链路衰减值之间的关系如上图所示，建议系统动态接收范围在如图所示的阴影区域内。
10MAC层需求小序号不一致
MAC层应该满足以下功能和性能要求：
1MAC层频谱利用率：
在规定信道宽带内系统的最大MAC层传输速率与物理信道宽带之比应至少不小于4bit/s/Hz；
MAC传输速率
MAC双工方式
8MHz
32Mbps
TDD/TDMA
16MHz
64Mbps
24MHz
96Mbps
32MHz
128Mbps
建议采用64Mbps的MAC速率，以便于使用百兆FE端口和以太网进行桥接。
（2）上下行带宽分配：
在上下行带宽总量约束条件下，应具备动态分配上下行能力，以提高带宽利用效率，更好地对应上下行对称和非对称业务共存的应用需求；
（3）双工方式：
建议采用TDD方式；
（4）多址机制：
在TDD方式下，建议采用预约许可和中心结点协调的TDM/TDMA机制实现多址接入和信道分配；
（5）VLAN支持：
局端和终端设备应支持VLAN，终端设备可根据需要配置是否透传或剥离VLAN标记；
（6）组播支持：
建议有线电视电缆用户接入局端设备支持组播功能；
（7）组播过滤支持：
建议支持组播过滤功能；
（8）广播风暴抑制：
应该具备广播风暴抑制能力；
（9）二层隔离：
局端设备必须具有在二层隔离各接入终端的能力；
（10）QoS支持：
a﹚建议支持802.1p，支持的优先级数＞=3（对应实时业务、准实时业务和非实时业务；
此处不包括MAC协议本身的控制信息，控制信息应具有最高优先级，但是不应计在QoS优先级数中）；
b﹚建议支持802.1D的用户优先级标记（基于CoS的QoS功能）；
c﹚应能根据用户和业务进行宽带分配；
（11）延时：
建议业务分组在CBAT和CNU之间的延时最大不超过20ms。
11接入带宽需求
11.1系统接入需求下面的序号6是怎么回事？
1）建议同轴电缆宽带接入系统局端设备单信道输出时至少支持接入终端数为32。
2）同轴电缆宽带接入系统局端设备接入终端为单个终端、单向传送时，系统MAC层传输带宽不低于100Mbps。
6同轴电缆宽带接入系统局端设备同时接入终端为支持最大终端数、双向传送时，系统MAC层传输效率不低于65%。
11.2带宽管理需求下面的7、8、9等序号是怎么回事？
考虑用户预先申请以及并发使用等网络带宽应用场景，针对用户独占带宽和共享带宽，同轴电缆宽带接入网要具备DBA（动态带宽分配）功能，以提高带宽利用率以及保证业务公平性和QoS。
通常情况下，连接用户终端设备的接入设备需要提供基于用户或业务的优先级管理依据，而在具有汇聚功能的局端设备处完成最终的DBA行为。
DBA功能包括以下需求：
7上下行带宽分配：
局端设备应能控制上行和下行流量，并进行上下行带宽资源动态分配，从而可以灵活适应对称业务和非对称业务共存的需求，从而提高整体网络带宽利用率。
8带宽管理和限制：
接入端设备应能设定限制以太网端口带宽；
局端设备应能设定限制各接入端设备的带宽。
9带宽分配类型：
应支持固定带宽、保证带宽和尽力而为带宽等三种带宽分配类型。
10带宽分配粒度：
＜256Kvbps
11公平性原则：
在所有前提条件相同的情况下遵循公平性原则平均分配带宽。
12基于优先级的带宽分配：
根据业务优先级、用户带宽额度以及用户优先级进行带宽分配，为不同业务，不同用户提供不同带宽保障。
（优先级调度：
严格优先级/权重优先级）
13流量整形：
避免网络过载或空闲，也能缓解网络拥塞，以便于提高服务质量。
12安全需求
12.1加密
同轴电缆宽带接入网承载的数据为标准的以太网数据帧，恶意用户很容易窃听、泄露、篡改、破坏和伪造系统开销信息和其它用户的信息，存在安全隐患。
为了保证用户数据与网络运营的安全，有效防止非法用户的攻击，应该有用户信息加密功能（建议加密方式、位长）。
系统可根据业务传输需要选择使用。
12.2接入端设备认证
局端设备应具有对接入端设备进行认证的能力，能够拒绝非法接入端设备的接入，确保只有合法接入设备才能够方便快捷的接入网中，杜绝非法用户接入网中占用网络资源影响合法用户的使用，或者干扰网络正常运行。
12.3用户标识和溯源
一方面，可溯源性提供了网络管理者在网络遭到攻击或者恶意使用使得用户定位能力。
另一方面，出于精细化管理的需要，运营商要能对用户进行精确定位，实现可溯源性，便于业务和用户管理。
可溯源性的前提是用户唯一性识别，即用户标志唯一化。
建议同轴电缆宽带接入网的局端设备能够唯一地识别接入端设备。
目前主要有两类方案解决上行接入设备标志和端口溯源问题：
一是借助设备物理地址；
二是基于VLAN（Stacking）技术。
13网络及设备管理需
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