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有線電視運營商建設無線傳輸網的探索
發布日期:2015-12-11 瀏覽次數:48 次 作者:黃力,李銳,歐君榮  來源:《電視技術》2015年第20期

(廣州珠江數碼集團有限公司,廣州珠江數字電視及數字家庭技術應用研究院有限公司)

 

1 有線電視運營商建設無線傳輸網絡的重要性

2014年7月21日,中國互聯網絡信息中心(CNNIC)在京發布第34次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》。截至2014年6月,中國網民規模達6.32億,其中,手機網民規模5.27億,互聯網普及率達到46.9%。網民上網設備中,手機使用率達83.4%,首次超越傳統PC整體80.9%的使用率,手機作為第一大上網終端的地位更加鞏固。現在互聯網、移動互聯網已經不僅僅是一種技術、一張網絡,而是一種生活方式,而在可以預見的未來,人們使用網絡將會像呼吸空氣一樣自然,成為一種需求。從這個意義上說,移動互聯網將不再是一個單獨的稱謂,互聯網就是移動互聯網,要滿足人們隨時隨地的網絡接入需求。

終端的多元化,用戶生活習慣的變化,使得廣電的用戶特別是年輕用戶正在向移動互聯網流動,電視開機率下降,廣電用戶加速流失,這是一個不爭的事實,廣電尤其是有線電視運營商必須要把握住這一重要轉型期。怎麽抓住用戶,這是全行業麵臨的一個難題,也是整個移動互聯網產業鏈的核心問題。

蘋果“應用帶動終端”消費模式的成功,促使終端市場盈利模式從純終端銷售轉型至“終端+應用”,繼而促進了內容、應用提供商的發展。而內容、應用提供商也通過移動終端,直接向用戶終端滲透,加強自身在產業鏈中的話語權。例如微信,就對電信運營商的業務造成了巨大的衝擊。因此,無論電信還是廣電運營商,若不能結合互聯網尤其是移動互聯網發揮自身優勢,盡快發展差異化業務,搶占市場,則將會逐步陷入被管道化、邊緣化的尷尬局麵。作為運營商,優勢就是網絡,所以廣電如果沒有自己的無線網絡,在未來的移動互聯網、物聯網、雲計算、大數據的技術浪潮下,很可能連做渠道運營商,或被邊緣的機會都沒有。

從用戶的角度思考,他的需求就是能夠隨時隨地上網,實現手機、平板、計算機、電視等多屏之間的無縫切換,因此與固網業務捆綁的無線接入服務是一個很好的切入點,所以有線運營商的機會來了。一方麵建設一張無線傳輸網絡可以將廣電的業務更好地延伸到移動互聯網,同時也可以通過滿足用戶的無線接入需求增加用戶黏性甚至吸引用戶使用廣電及其合作夥伴的業務。

2 有線電視運營商建設無線傳輸網絡的可行性

國家工信部軟件和信息服務業印發的“軟件和信息技術服務業十二五發展規劃”指出移動互聯網是發展重點且著重關注:“依托新一代移動通信、下一代互聯網、數字廣播電視網、衛星導航通信係統等信息基礎設施,大力發展數字互動娛樂、數字媒體、數字出版、移動支付、位置服務、社交網絡服務等基於網絡的信息服務。”廣電是被包含在國家的移動互聯網戰略中的重要一環。

經過結合市場情勢深入分析,筆者認為,有線電視運營商背靠電視台的視頻源,在產業鏈中承擔了內容提供商、運營商的多重角色(見圖1),建設無線傳輸網絡是可行的。

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圖1 互聯網產業鏈構成

2.1 基礎網絡優勢

有線電視網絡是中國目前最大、覆蓋最廣的一張接入網之一。隨著有線電纜數據服務接口規範(Data Over Cable Service Interface Specifications,DOCSIS)和同軸電纜傳輸以太網(Ethernet over COAX, EOC)技術的發展,國內大部分的有線電視運營商都具備了開展寬帶接入服務的能力,一二線城市的有線電視運營商也基本都開展了這項業務。作為固網,有線網絡以其傳輸頻帶寬、靈活的網絡延伸能力、入戶率高等特點,在開通寬帶的基礎上,具有提供WLAN服務的天然優勢。同時廣電多年來在光纖網絡的積累,各省廣電的整合,NGB-W(中國下一代廣播電視無線網)工作組的成立,以及WiFi技術的發展,也為有線運營商建設一張有線、無線互為補充,全程全網無縫切換的寬帶接入網絡,奠定了堅實基礎。

2.2 核心視頻業務具有吸引力和競爭力

從用戶體驗的角度考慮,內容和應用服務才是移動互聯網產業的靈魂,無論網絡渠道還終端設備,最終均是服務於內容的載體。視頻業務被公認是移動互聯網的核心業務之一。相對於電信語音和短信業務,廣電的視頻業務受移動互聯網應用的衝擊仍在可接受範圍內,電視直播等核心業務仍然在廣電總局的嚴格把控之下。縱然有幾個運營得比較突出的視頻應用(如優酷、樂視)等,但整個移動互聯網的視頻業務入口仍呈“諸侯割據”局麵,對傳輸網絡尤其是接入網絡依賴性較強,市場仍存在突破口。

2.3 產業鏈的上下合作

電信傳統上是網絡運營商,處於傳輸鏈路的中段,對互聯網業務控製權較弱。相比之下,廣電對其網內承載的內容和應用可管控性更高,根據政策要求,廣電的業務大部分是獨立運營的(如直播電視業務),因此,廣電運營商可通過和產業鏈其他環節開展合作,或者根據政策號召引導、動員產業鏈上其他的SP、CP共同發展。隨著廣電總局大力整頓互聯網視頻市場,有線電視運營商本地化運營體係、安全播出與傳輸運維團隊,為與終端廠商、互聯網視頻應用提供商等各種合作或競爭提供了契機。

3 珠江數碼在無線傳輸網絡建設上的探索

經過對現有無線通信市場的分析,筆者認為廣電的無線傳輸網絡研究,應該緊緊圍繞廣電核心的視頻業務來開展建設工作,以現有的廣電有線視頻傳輸為基礎,從廣電廣播的無線服務與雙向通信業融合角度出發,采用部署簡單、成本低廉的WLAN技術為切入點,實現廣電全業務的無線覆蓋。因此,珠江數碼針對700 MHz無線傳輸、基於同軸網絡的戶外Cable WiFi,基於同軸網絡的室內WOC三種技術方案進行了研究,計劃通過選型試點,探索廣電的無線傳輸網絡建設之路(見圖2)。

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圖2 廣電的無線傳輸網絡拓撲圖

3.1 廣播電視700 MHz無線傳輸技術

700 MHz頻段通常是指698~806 MHz/862 MHz間的頻段,在國內外一直以來都是模擬地麵電視的頻段,國外一些發達國家頻率資源緊張,在實現了廣播電視數字化後,將其規劃為4G的頻段。由於700 MHz頻段相對於電信運營商目前4G使用的頻段(例如2.6G MHz)要低頻得多,具有信號覆蓋廣、穿透力強等特性,適合大範圍網絡覆蓋,組網成本低,因此國內電信運營商早就瞄準了這塊肥肉。而廣電也順應潮流地提出了NGB-W,劍指700 MHz。雖然目前NGB-W的技術標準還在研發和完善當中,但是珠江數碼已經著手開始技術儲備。目前珠江數碼的測試主要是基於NGB工作組提出的NGB-W的總體架構:傳輸網絡是高功率發射與低功率發射相結合、接收端可用WLAN組網,單向雙向均覆蓋。

基於公司業務特點,擬設計采用廣播大塔和雙向通信基站協同覆蓋,廣播推送和雙向傳輸相互融合的方式。其中,廣播大塔以傳統廣播網絡為基礎,主要實現組播和數據推送的大區域覆蓋;雙向通信基站以WLAN網絡為基礎,視頻和數據信號經LTE基站網絡傳輸,由LTE終端轉換成WiFi信號。借助700MHz頻段的優勢,這種覆蓋方式穿透性能好,覆蓋區域廣,能支持高清視頻,用戶連接WiFi即能享受流暢的高帶寬體驗。這技術既適用於骨幹傳輸,也適用於個人用戶。

3.2 Cable WiFi技術

由於我國的NGB-W標準還處於製定階段,因此現階段更有推廣意義的是基於有線寬帶網絡延伸出來的WiFi熱點。由於資費、終端等諸多因素的限製,目前不管是國內還是歐美,視頻、文件傳輸等大流量的應用主要還是通過WiFi接入。而國內公共區域的WiFi熱點基本上是電信運營商部署的,這些低收益的熱點與其高收益的3G/4G運營本質上是衝突的,其主要目的是彌補3G/4G暫時無法覆蓋區域,舒緩高並發區域3G/4G壓力,因此不管哪家電信運營商的WiFi體驗都不好。珠江數碼的有線電視網絡覆蓋廣州全市,而且全部完成了雙向網改,具備全網接入DOCSIS3.0傳輸的條件,理論上隻要一個Modem加一個AP就可以實現一個熱點,成本低,可以快速部署。

當然,從商業運營的角度考慮, WLAN必須是穩定可靠的。為了充分利用現有的戶外HFC同軸線纜支幹網絡,實現戶外區域無線網絡覆蓋,在原有的CableModem+AP的技術基礎上,著重解決設備野外適應性和加強AP抗幹擾能力兩個問題。在野外適應性上,引導廠家設計野外型的Cable Modem,賦予其防雷防水功能,利用POE技術(IEEE802.3af)使其適應有線電視網絡60 V或220 V供電,增加散熱和防塵,提高其多種環境適應性能,並將AP與野外CM集成一體化。在提高抗幹擾能力方麵,一般的AP都是采用自適應技術,通過AP和移動終端接收彼此信號的信噪比自動改變調製方式,達到降低速度但確保連接的目的。但是標準的自適應波束形成器對信道參數估計較敏感,沒有準確的信道信息,自適應波束很難準確對準用戶信號方向,因此與高校產學研合作,通過非完備信道理論的應用,優化AP自適應技術,讓WiFi信號更穩健,降低AP個數,以達到頻點少、交叉幹擾小和綠色通信的目的。

3.3 WOC技術

Cable WiFi技術主要麵向室外覆蓋,而WOC技術則主要麵向室內覆蓋。WiFi的穿透能力是比較差的,一般牆體的衰減在20~40 dB,即使是玻璃也往往有5~10 dB衰減,因此對於房間較多的家庭或是酒店、商場、市場等隔斷較多的室內環境,WiFi的覆蓋經常會有死角。即使是沒有阻隔,高頻信號的空間衰落也需要多個AP,而多AP之間就會帶來同頻幹擾的問題。有線電視的同軸纜對於2.4 GHz的WiFi信號,每米的衰減僅為約0.5 dB,因此借助有線網絡,WiFi信號與HFC網絡原有Cable信號混合傳輸,到用戶終端麵板再分離WiFi信號和Cable信號,可以建立基於HFC網絡的WLAN(WLAN overCATV,即WOC)。

在此基礎上,除了家庭內部組網,還可以從分前端通過PON光網,將IP信號傳輸到樓層ONU,再由AP轉化為WiFi信號,最後通過WOC技術組網,實現酒店、商廈等集體用戶的組網需求。這種方式不僅解決了目前傳統WiFi覆蓋有死角和同頻幹擾的問題,並能以低成本實現室內無縫漫遊。通過這種方式傳輸的WiFi信號強、無幹擾、網速高,普遍適用於酒店、公寓、商廈等人口密集的室內場所,可解決傳統無線傳輸出現死角和信號強度逐步減弱的問題。

綜上,通過綜合運用上述3種技術,使其在覆蓋區域上互為補充,滿足各種場合的需求,實現無線廣播和雙向通信的融合共存,促進廣電向無線全業務服務方向的發展。

4 無線傳輸網絡建設上遇到的難點

4.1 WOC的幹擾問題

在WOC技術中,數據信號經無源光分網絡PON傳輸至ONU,由AP轉化為WiFi信號並與HFC網絡原有Cable信號混合傳輸,到用戶終端麵板再分離WiFi信號和Cable信號。而分離後的WiFi信號與已有的WiFi信號形成幹擾,成為限製網絡吞吐量的主要問題之一。

4.2 移動終端高並發接入問題

在酒店、公寓、體育廣場等人口密集的場所,經常存在著移動用戶高密度並發式接入網絡,而造成網絡的擁塞。例如足球比賽時,球場內的觀眾根本無法正常使用微信等應用。而僅僅依靠網絡層協議並不能完全改善擁塞狀況。這是所有WiFi提供者都麵臨的難題。

4.3 無縫漫遊和無感知認證

為了達到良好的用戶體驗,運營級別的無線網絡必須要支持無縫漫遊和無感知認證。這裏對寬帶計費認證係統提出了挑戰。

4.4 構建統一的、支持多終端認證的BOSS係統

有線電視開展無線業務運營,必須結合原有業務,還需要考慮合作夥伴的業務,因此BOSS係統應該以有線電視原有用戶賬戶為單位,支持多種業務,支持多種終端,靈活認證,靈活計費。隻有這樣才能做好業務運營,但是這就對原來的BOSS係統提出了很大的改動,實施非朝夕之功。4.5 相關設備的入網檢測問題

按照我國相關法規,有線電視運營商采用的設備必須通過國家廣電總局的相關檢測,取得入網資格證才能大範圍使用。而廣電行業在這方麵的相關標準製定相對滯後,致使很多產品沒有相應的檢測標準,難以入網。

5 結語

目前有線電視運營商在無線網絡建設方麵麵臨著諸多困難,技術問題隻是其中一部分,甚至可以說是最容易解決的一部分。諸如政策不明朗,電信運營商的打壓,盈利模式不明確等等運營上的問題才是製約這項業務發展的最大障礙。本文拋磚引玉,期望能有更多的廣電同行共同探討無線網絡發展之路。

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