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廣播電視有線無線衛星融合網絡架構分析

發表時間:2014-12-08

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作者:李繼龍 鄒峰 王豐
摘要:本文提出了廣播電視有線、無線、衛星傳輸網絡協同融合的系統架構,分析了融合網絡的特點,介紹了不同網絡間的協同覆蓋方式,為廣電融合網絡的建設提供了可行路徑。
關鍵字:融合網 網絡架構 有線無線衛星融合

一、前言
    建立廣播電視有線無線衛星融合網絡的目標是要充分發揮廣播電視有線、無線、衛星傳輸網絡的優勢,推進有線、無線和衛星傳輸網絡的互聯互通和智能協同覆蓋,實現全程全網、無縫連接,使用戶可隨時隨地接收綜合信息服務,享受全程全時段的視聽節目。有線無線衛星融合網絡研究和建設是當前廣電行業的發展重點。
    新媒介環境的不斷演進,傳統媒體與新媒體由競爭向融合發展轉進的趨勢將不斷增強。廣播向網絡新媒體發展,借助網絡的雙向和互動特性,實現單向廣播和雙向傳播互動的廣播新形態;廣播向移動新媒體發展,借助無線互聯技術,實現隨時隨地的收聽收看節目和互動。借助有線無線融合的網絡可實現數字廣播網絡化、雙向化及同時對移動性的支持。
    目前全球信息通信行業的基本走勢就是全業務運營,即同時運營移動、固定、數據網絡,提供全方位的服務。視頻或廣播電視原來獨立于信息通信行業,但是隨著技術的發展,廣電與通信在視頻方面已經開始進入一個融合的階段,對于廣電有線運營商而言,面臨來自電信和互聯網企業提供的多種互聯網視聽服務的競爭。廣電有線運營商應充分利用網絡融合發展的機會,使自身發展為能提供全業務的信息服務運營商。
    當前,我國有線、無線、衛星覆蓋還是采取按地域劃分的策略,這種覆蓋策略導致有線、無線、衛星三者各自為政,不能有效的實現智能融合覆蓋。同時有線、無線、衛星傳輸內容和運營性質也各不相同,這些因素影響廣電內有線、無線和衛星覆蓋網的協同融合發展。本文分析了有線、無線、衛星協同融合的系統架構,解決融合網絡的技術路徑問題。

二、有線無線衛星融合網絡系統結構
    在有線無線衛星融合發展的驅使下,廣電基礎網絡應進行全面規劃。未來的廣電基礎網絡將包括有線電視網絡、無線廣播網、衛星廣播網和無線廣播電視交互網,四張網絡通過重疊覆蓋,實現室內室外全覆蓋,形成廣電特色的有線無線衛星融合的全新數字媒體網絡。四張網形成優勢互補,合理分布,以達到用盡量少投資實現盡量好的覆蓋效果。UHF頻段的無線雙向技術、WiFi、超級WiFi、Hotspot2.0等一起形成融合網絡中的無線廣播電視雙向交互網。
    無線廣播網和無線廣播電視交互網相結合,雙網協同覆蓋。
    融合網絡的無線系統由廣播大塔系統、交互小塔系統和網絡節點系統組成。由于傳輸機制的不同,無線廣播采用廣播大塔實現DTMB/CMMB等廣播信號的大范圍覆蓋,無線廣播電視交互網采用交互小塔實現蜂窩的中大范圍覆蓋,無線交互網絡信號可以通過網絡節點進行無線WiFi信號轉發實現WiFi信號覆蓋。同時,農村地區可以采用超級wifi技術進行無線交互大覆蓋,助力農村信息化建設工作。通過廣播大塔、交互小塔之間的協同工作,將廣播信號大范圍覆蓋、交互信號中大區域覆蓋與超級WiFi、WLAN信號中小區域覆蓋相結合,形成多級分層的協同覆蓋網絡。有線電視網絡形成全網的互聯互通,建設成有線無線一體化融合為融合的支撐平臺。
    有線無線融合的網絡架構如圖所示。
 
圖1 融合網絡架構圖
    有線無線衛星融合網系統由業務平臺、前端系統、承載網、網絡接入系統和用戶終端系統組成,邏輯結構如圖2所示。
    融合網業務平臺是支持多種融合新業務的綜合業務平臺,業務分為基礎廣播電視業務、增強型廣播電視業務及互聯網通信業務等。融合網前端系統建立內容、網絡、用戶及終端資源之間的智能關聯,提供多種類型的全媒體業務應用服務,并對網絡中內容安全和內容運營進行監測和管理。承載網是基于IP技術,支持廣播電視和交互數據的高速高質量網絡。網絡接入系統銜接前端系統和終端系統,完成單向廣播業務和雙向交互業務高效率傳輸的廣播和交互網絡。終端系統由包括電視機、筆記本電腦、平板電腦、智能手機等在內的多種形式終端組成,具備無線交互網絡信號接收功能的終端可直接接入交互網絡。網絡節點可接收單向廣播信號,也可通過雙向網絡接收交互信號,網絡終端可通過WiFi接入網絡節點,支持多種融合業務的運營。
 
圖2 融合網絡邏輯結構
三、有線無線衛星融合網絡的特點
    有線無線衛星融合網絡主要具備如下幾方面的主要特點:從網絡結構上,融合網絡中無線系統支持以組播、廣播、單播等形式實現不同類型的多媒體廣播業務;從方案規劃上看,融合技術將通過有線無線傳輸網絡的共用,以開放式的結構支持不同類型的業務;從業務能力上看,有線無線衛星融合技術除支持廣播業務之外,也支持提供具有移動特性的廣播電視交互能力,具備高速率數據傳輸的優勢,可以支撐不同類型的新業務;從覆蓋范圍上看,融合技術能夠支持鄉村有線網絡不易建設地區的廣域覆蓋,同時支持城市熱點地區的移動性覆蓋;從系統容量上看,有線無線融合的網絡可為同一用戶提供多個業務流的傳輸能力。
四、融合網絡協同覆蓋分析
    通過網絡的智能協同和用戶終端的支持,可基于上述融合網絡架構開展有線無線衛星融合覆蓋。融合網絡的關鍵是通過無線廣播電視雙向網絡實現信息的交互,變單向的廣播網為雙向的交互網,實現網絡覆蓋、終端需求的信息透明,從而可智能地選擇獲取信息服務的網絡傳輸方式。
1、無線廣播網與無線廣播電視雙向交互網融合
    廣播網絡具有高效的帶寬利用率,但不具備反向信道實現信息交互的能力;無線廣播電視雙向交互網具有回程信道,但下行數據傳輸帶寬是有限的。通過單向廣播信道與雙向交互信道的協同,構建的無線廣播網與無線廣播電視雙向交互網融合網絡,為用戶提供無線廣播和雙向通信服務,實現各類新媒體業務的有機融合。
 
圖3地面廣播和無線交互系統協同覆蓋
    地面廣播網只需要承擔單向廣播和數據推送的任務,用戶終端至廣播大塔的回傳鏈路由無線交互網絡承擔。此種方案充分發揮數字廣播和無線通信技術和器件設備成熟優勢,但是需要在數字廣播與無線雙向覆蓋實現后臺的協同融合,從而將單向地面廣播網低成本升級為交互廣播網。
2、無線廣播電視雙向交互網與有線電視網融合
(1)UHF頻段無線廣播電視雙向交互網與有線電視網
    廣電網絡應按照業務網絡、基礎網絡兩層架構開展有線和無線的融合。基礎網絡向IP化承載、能方便提供融合性業務的有線無線融合架構演進。同時,在網絡基礎設施之上構造有融合業務能力的業務網絡,提供統一的業務和應用。
    具體來說,推進有線電視網和無線廣播電視雙向交互網在核心網架構和協議上的統一。在未完成有線電視網雙向網絡改造的區域,UHF頻段無線廣播電視雙向交互網技術構建的無線雙向交互網絡將形成有線電視的交互網絡,支持交互業務的開展;無線廣播電視雙向交互網可開展組播業務,并著重支持雙向廣播電視交互數據業務,與有線電視網和無線多媒體廣播網形成差異化的業務模式。
 
圖4 無線廣播電視雙向交互網和有線電視網的協同覆蓋
(2)WLAN與有線電視網
    雙向的有線電視機頂盒可以形成家庭內部的智能終端,支持雙向的寬帶覆蓋,通過WLAN把電視屏、電腦屏、平板屏、手機屏,形成多屏互動的家庭網絡,形成內容融合、網絡融合、終端融合、服務融合。
圖5  WLAN與有線電視網的協同覆蓋
3、衛星協同覆蓋
    衛星以低成本完成最大范圍的覆蓋,滿足各種區域的廣播電視節目信號的接收。但鑒于衛星廣播單向傳輸的技術限制,多樣性的節目和雙向數據交互需要通過雙向有線電視網和無線雙向網來協助完成。
 
圖6 衛星融合覆蓋
五、結語
    有線、無線和衛星傳輸網絡的互聯互通和智能協同覆蓋,在網絡層面意味著廣電用戶可以實現全程全網、無縫覆蓋,用戶無論何時何地都保持與廣電網絡連接,隨時隨地接收廣電網絡信息;在業務層面意味著廣電用戶可同時享受高質量電視節目、定制化的視頻節目和綜合信息業務。而實現上述目標,則要求通過廣播電視有線和無線交互網絡實現單向廣播向雙向交互的轉換,從而支持有線、無線和衛星在內的廣電網絡真正實現無縫智能協同覆蓋。
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