周建如

摘 要：作為三網融合的重要組成部分，有線數(shù)字電視的雙向化改造工作具有重要的現(xiàn)實意義，但當前我國有線電視的雙向互動率還相對較低，而且網絡功能與實際的業(yè)務需求還有一定的差距。該文對有線數(shù)字電視雙向網改中存在的信息分組丟失問題、內部成本控制等問題進行研究，對更好地促進有線電視的雙向網改造有一定參考價值。

關鍵詞：雙向網 雙向接入 信息分組的丟失率 成本控制

中圖分類號：TN943.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（a）-0011-02

在有線電視發(fā)展的后期，隨著有線電視的數(shù)字化發(fā)展，有線電視網絡逐漸進入到雙向化改造階段。2010年國務院通過了“三網融合”的決議，要將有線電視網、計算機網以及電信網整合成一個統(tǒng)一的信息網絡，而雙向網改造是其中重要的工作內容。

有線電視網絡是本地區(qū)信息基礎建設的基石，在進行有線數(shù)字電視的雙向網改造過程中，設計雙向網絡時要滿足以下條件[1]。（1）具備標準性。有線電視雙向網的軟硬件平臺要滿足國家規(guī)定的相關標準，同時應具備一定的開放性。（2）經濟可靠性。有線數(shù)字電視的雙向網改過程中需要大量資金，為提高收益并保證有線電視的雙向網絡可靠運行，需要控制成本、提高網絡系統(tǒng)的通信效率。（3）可擴展性。雙向網改應該盡可能地采用成熟的先進技術，并要滿足將來用戶的升級等需求。

1 雙向網改中的問題及策略

我國從2010年開始進入了三網融合的新發(fā)展階段，目前在雙向網改過程中仍然面臨著一些問題。

在雙向傳輸網方面，首先是網改的整合改造面臨一定壓力。對網絡進行改造首先要整合不集中的網絡，充分進行三網融合的基礎上才能保證雙向網改的順利進行；但由于廣電網絡不是統(tǒng)一建設的覆蓋網，因此在雙向網改過程中不僅需要將單向傳輸網絡改造為雙向傳輸網絡，還需要整合不同地市的網絡，這需要很大的資金支持。在市場運營方面，不同級甚至是平級的有線電視也沒有進行整合，這種分散的網絡無法保證有效利用廣電的高帶寬資源，在這種情況下進行雙向網改面臨的成本可以想象。另外，在雙向網改實施過程中，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃，寬帶技術選擇上一般都是自主進行；而且接入設備標準的不統(tǒng)一也導致設備難以互連互通。

針對雙向網改面臨的問題，可以提出相關的解決策略[2]：（1）雖然雙向網改有很多改造方案，但CMTS與PON+EOC應用較多；其中CMTS接入技術應用的比較早，但由于存在接入帶寬有限、漏斗效應嚴重等缺點，所以它并沒有得到普及應用。就EOC接入技術而言，廣電運營商推薦的標準有HomePlug AV、HiNOC等，但并沒有一個統(tǒng)一的標準，因此指定統(tǒng)一的標準是解決此問題的關鍵。（2）廣電運營商建立自己的IDC?；ヂ?lián)網的增值業(yè)務最終也會托管到IDC中，廣電運營商如果建立自己的IDC，不僅會掌握內容權，而且還具備一定的網間結算優(yōu)勢。另外，針對廣電系統(tǒng)的IDC——MCC可以托管海量多媒體業(yè)務和互動應用媒體內容，這些都會降低雙向網改過程中的出口帶寬成本。（3）雙向網改工作也在農村地區(qū)實行。雖然農村地區(qū)建設有限電視網絡的成本較高，但其市場尚未飽和，在不需要重新布線的情況下，就可以利用同軸電纜進行雙向改造。

2 有線電視雙向網接入技術

目前有多種有線數(shù)字電視的雙向接入技術，國內使用的主要有：CMTS接入技術、EPON+EOC技術和EPON+LAN技術。

CMTS接入方案主要使用在光纖到小區(qū)的應用場景，曾經是有線電視雙向網改的首選技術。CMTS接入方案能夠為雙向網的實現(xiàn)打下堅實的基礎，借助同軸電纜接入到用戶家中，然后使用用戶的Cable Modem進行信號的調制解調。CMTS在HFC網絡中起著互連的功能，實現(xiàn)諸如射頻解調、數(shù)據轉發(fā)以及協(xié)議處理的功能，光網絡的上下行傳輸分別使用單獨的網絡實現(xiàn)，彼此之間不存在干擾，電視信號能夠單向傳輸給用戶，并且可以提供雙向的數(shù)據信號。CMTS滿足如下的工作原理：模擬信號依次經過前端、光節(jié)點、雙向放大器以及分路器、TV等；CMTS統(tǒng)一管理控制數(shù)字信號，并依次經過混合器、光節(jié)點、雙向放大器、分路器以及STB、TV；計算機網絡信號依次經過服務器、CMTS、混合器、光節(jié)點、雙向放大器、分路器以及CM、PC。

CMTS接入系統(tǒng)網絡結構中包含A平臺和B平臺兩個網絡，在實際應用時整個環(huán)節(jié)是這樣的[3]：（1）同軸電纜以及光纖傳輸過程中都會有一定的損耗，為使用戶接收到高質量的信號，需要在樓棟集中的地方部署一個雙向放大器，然后再使用同軸電纜接入用戶家庭，覆蓋用戶數(shù)不超過500戶；當然，更好的選擇是以集中接入的星型網絡為主，采用全光站到小區(qū)，然后再使用同軸電纜入戶，光站覆蓋用戶數(shù)150～200戶左右。（2）用戶家中存放一個Cable Modem設備，完成信號的解調后再提供信號給STB；PC端會接收到諸如增值業(yè)務、視頻點播在內的數(shù)據信號。（3）A平臺將電信號轉換為光信號后，光發(fā)射機將其發(fā)送到光纖中，并在接收端的光工作站進行光電轉換；B平臺將A平臺的單向傳輸電視信號和下行傳輸數(shù)據匯聚起來，然后放大后通過同軸電纜傳輸。

CTMS接入技術有美國和歐洲兩種標準，我國采用的美國的DOCSIS標準。CTMS技術的優(yōu)勢是能夠充分利用之前的傳輸介質，不需要重新布線，因此實施成本相對比較低；在接入初期，用戶能夠隨時開通業(yè)務，而且改造也相對簡單，但隨著后期用戶的不斷增加，其下行速率非常有限，因此難以滿足未來用戶的接入需求。美國等國家廣泛采用此方案是因為其用戶居住相對分散，而國內用戶居住相對集中，不適宜采用CMTS方案。

LAN技術多用于有線電視雙向網改的用戶接入端，EPON+LAN方案能夠將光纖接入到樓宇，并對A平臺網絡和B平臺網絡分別進行雙向化改造，EPON設備和匯聚交換機聯(lián)合在分前端傳輸上下行信號，傳輸過程中A平臺和B平臺使用不同的波長。在傳輸時[4]：（1）A平臺的分前端，為了接入更多用戶，電信號會先被轉換為光信號后再傳輸，流經光發(fā)送機經過電光轉換后由分路器進行網絡分配。B平臺的分前端由匯聚交換機和OLT聯(lián)合傳輸信號，并最終將信號傳輸?shù)綐怯?。?）在實施從分前端到小區(qū)的線路時，要注意EPON+LAN方案具有雙網覆蓋、雙纖三波的模式，所以要合理考慮光纖數(shù)量，還要留有一定冗余，以提高網絡性能。（3）光信號傳輸?shù)綐怯詈?，樓宇內配置的設備將其轉換為射頻信號后再進行接入：A平臺是通過同軸電纜直接傳輸給終端用戶，B平臺則采取就近供電的原則，通過五類線接入用戶。EPON+LAN方案不僅具有較低的建設成本，而且接入用戶的帶寬性能也相對良好，即使B平臺出現(xiàn)故障，也不會影響有線電視信號，因此方便將來的業(yè)務擴展。但與此同時，接入時需要五類線，這需要重新布線，所以此方案對新的居住小區(qū)可能更加適用。

太網無源光網絡（EPON）是一種新型的無源光纖接入技術，不僅傳輸可靠性比較高，而且傳輸距離也比較長，同軸電纜（EOC）接入技術采用頻分復用的方式借助同軸電纜傳輸信號；在光纖到樓的應用場景中，可以結合EPON+ EOC技術將原有的單向傳輸網改造為雙向網，此時EPON實現(xiàn)雙向網的分前端，用戶接入端使用EOC技術，然后用同軸電纜傳輸信號。和EPON+LAN方案類似，EPON+ EOC接入技術在分前端的傳輸是一樣的，只是在接入端有所不同：在B平臺，數(shù)據信號依次經過分路器、ONU設備接到EOC頭端進行調制，然后與A平臺的信號一起接入到用戶。

在各種光接入網應用類型中，F(xiàn)TTH（光纖到戶）是最靠近用戶的，它將光網絡單元安裝在用戶處，這樣可以在提供高帶寬的基礎上增強網絡對數(shù)據格式、速率、波長等的透明性，從而在放寬對環(huán)境條件、供電等的前提下簡化維護及安裝。相對于其他光接入類型，F(xiàn)TTH具有如下特點：（1）無源高帶寬。從局端到用戶基本上是無源的，而且?guī)捿^寬，符合運營商的大規(guī)模運用方式。（2）適用于新業(yè)務。光纖可以直接接入到用戶，因此其波長、帶寬以及傳輸種類都不會有所限制，比較適合引入新的廣電業(yè)務。（3）成本逐漸降低。隨著技術的不斷發(fā)展，F(xiàn)TTH的成本也在不斷降低，甚至不久后會和DSL以及HFC的成本相當。

3 雙向網改中信息分組的丟失率問題

對于單隊列單服務器門限服務系統(tǒng)而言，信息分組的到達過程滿足參數(shù)為λ的泊松分布，并且服從先來先服務的原則。每當緩沖區(qū)中的所有信息分組被第一個單隊列服務完畢后，服務器就會空轉一次。當信息分組數(shù)比緩存容量大時，就會導致信息分組出現(xiàn)溢出，從而導致信息分組的丟失。經研究，對于緩沖區(qū)容量為S的緩存系統(tǒng)，信息分組的丟失率等于丟失的信息分組數(shù)目和緩沖區(qū)中信息分組總數(shù)的比值。對于單隊列單服務門限系統(tǒng)而言，信息分組的丟失率與信息分組的到達率成正比，與緩沖區(qū)的容量成反比。

當選擇緩沖區(qū)容量S為3時，實驗得到的信息分組丟失率相關數(shù)據如表1所示。

當選擇緩沖區(qū)容量S為4時，實驗得到的信息分組丟失率相關數(shù)據如表2所示。

由表1和表2可以看出，隨著信息分組的到達率增加，其丟失率也相應增加；隨著緩沖區(qū)的容量增加，信息分組的丟失率降低。

對于雙隊列單服務門限系統(tǒng)而言，兩個隊列的信息分組到達都滿足參數(shù)為λ的泊松分布，而且也都是按照先來先服務的原則。服務器在服務兩個隊列的信息分組的中間，會經過一個轉換時間，在服務完第一個隊列后，經過轉換時間再服務第二個隊列，然后再經過轉換時間后再服務第一個隊列，依此類推。不論哪個隊列的信息分組數(shù)大于緩沖區(qū)的容量，都會導致信息分組溢出，從而產生信息分組的丟失。在丟失率問題上，雙隊列單服務門限系統(tǒng)信息分組的丟失率與信息分組的到達率成正比，與緩沖區(qū)的容量成反比。

4 雙向網改的成本分析和控制

從市場化運營發(fā)展的角度來看，控制雙向網改的成本有重要的現(xiàn)實意義；隨著有線電視行業(yè)的不斷發(fā)展，雙向網改的內部成本控制會直接影響企業(yè)的發(fā)展和前途，所以為了提高經濟效益，有必要下大力氣控制雙向網改的成本。

按照COSO內控體系的理論可以將一個內部控制系統(tǒng)分為內控環(huán)境、內控活動、風險識別以及監(jiān)督、溝通5個組成部分[5]，雙向網改的內部成本控制分析可以從這些方面入手。

（1）內控環(huán)境方面的雙向網改成本分析。內控環(huán)境主要表現(xiàn)在管理、人員素質等軟實力上，在有線電視的雙向網改實施初期，由于時間、進度等因素的影響，實施人員一般會根據經驗來粗略的規(guī)劃預算，或者是隨著雙向網改項目的實施不斷修改預算，使預算失去了原有的意義，從而造成有線電視雙向網改的成本往往居高不下。（2）風險識別方面的雙向網改成本分析。雙向網改工程涉及的資金一般比較大，但很少會設置相應的風險主控統(tǒng)籌部門；在對施工單位的招標選擇上，招標入圍選擇不夠嚴謹，缺乏風險評估。（3）內控活動方面的雙向網改成本分析。在立項階段，粗曠的預算很難有效監(jiān)管雙向網改工程；在實施階段，施工整個階段的全程監(jiān)控難以面面俱到，或者不能嚴格的監(jiān)管工作量和對應費用；在完工階段，要完成的主要工作包括退料、項目驗收、結轉資產等，但由于雙向網改竣工驗收工作執(zhí)行不力，這一方面也會間接影響雙向網改成本。（4）信息溝通的雙向網改成本分析。雙向網改工程進行過程中，經常會需要傳達與網改相關的各種信息，但信息的傳達缺乏一定時效性；另外，很少有雙向網改工程會專門設置專職的信息復雜人，這可能會造成雙向網改施工人員難以及時的將施工中出現(xiàn)的問題反饋到管理部門，信息溝通的這種問題也會導致投資決策，從而影響網改成本。（5）監(jiān)督方面的雙向網改成本分析。雙向網改的流程審批過程中，一般都會存在同一部門多人審批的現(xiàn)象，這樣容易造成對口關系的職責界定不清的問題；常規(guī)性監(jiān)督執(zhí)行不力，監(jiān)工主要靠抽查，這無疑也會導致雙向網改的施工成本虛增。

針對有線電視雙向網改中的成本問題，可以進行如下改進：（1）組織結構方面的改進。首先要設立專門的雙向網改風險管控部門，并增加雙向網改工程實施部的統(tǒng)籌職能。（2）當前雙向網改項目的規(guī)章制度一般都是部門發(fā)文的形式，但不同部門的發(fā)文界定的范圍有所不同，為避免雙向網改受到內部控制的制約，需要出臺統(tǒng)籌性的文件和制度，以引導雙向網改成本管控。對于不同的雙向網改項目，還需要建立相應的考評制度，將考核指標和雙向網改管理人員的待遇掛鉤，從而提高員工參與雙向網改內部成本控制的積極性。（3）內控活動中的雙向網改成本控制改進方案。在立項時，注重可行性報告的編制工作，一定要確定雙向網改項目可行的基礎上再進行項目立項。

5 結語

該文首先介紹了雙向網改中面臨的一些主要問題，并對應提出相應的解決方案，然后闡述了主要的雙向網接入技術，分別說明了各種技術的特點及優(yōu)缺點；為提高雙向網改的網絡傳輸質量，分析了雙向網改中存在的信息分組丟失問題；為降低雙向網改的成本，深入研究了影響雙向網改成本的因素，并提出相應的改進方案；這些研究對更好地促進有線電視的雙向網改造有重要的參考價值。

參考文獻

[1] 楊亞偉.有線電視雙向化網絡中信息分組丟失率分析[D].云南大學，2014.

[2] 王凱.基于同軸電纜調制技術實現(xiàn)有線電視雙向因特網接入網絡改造設計[D].內蒙古大學，2014.

[3] 張平.EPON技術在有線電視HFC雙向網絡建設中的應用研究[D].西安電子科技大學，2009.

[4] 李永忠，成勇，孟北方.湖南有線郴州公司EPON+基帶EOC雙向改造試點經驗[J].中國有線電視，2010（1）：36-41.

[5] 李煥祥，孟曉華.EPON+EoC技術在根河市得耳布爾鎮(zhèn)有線電視網絡雙向改造中的應用[J].科技資訊，2014（18）：25-26.