下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
承载物联网应用的广电网络主要分为业务层和网络层，并具备运营支撑系统、监管和安全两大功能。根据所承载业务和技术体制的不同，网络层又分为两种网络：广播电视业务承载网和广播电视宽带多媒体业务承载网。广播电视业务承载网主要承载物联网应用相关的交互视频和广播视频，广播电视宽带多媒体业务承载网主要承载物联网应用相关的多媒体通信、视频监控、智能家居、家庭健康管理、数字家庭等业务 [11， 15-17] 。网络分层模型见图2-1。
▶ 图2-1 网络分层模型
广电网络技术架构由网络技术体系、业务技术体系、运营支撑技术体系、监管技术体系和安全防护技术体系等部分组成。
网络技术体系描述定义了网络技术架构、物理传输网络技术机制和功能、业务承载技术机制和网络功能、终端和家庭网等。
业务技术体系描述定义了业务平台技术架构、业务应用系统功能、业务承载技术机制等。
运营支撑技术体系描述定义了网络和业务系统运行维护及业务运营支撑的系统架构、功能和技术机制，是确保广电网络公司高效、可靠地管理和运营相关网络与业务的重要技术基础。
监管技术体系描述定义了第三方监管的系统架构、功能和技术机制，它涵盖内容、业务、结算、网络、互联互通、终端、用户行为等全方位监管功能，是确保广电网络安全、可管、可控地重要技术基础。
安全防护技术体系描述定义了网络和业务系统的运行要求、网络和业务平台的安全防护技术机制与措施，是确保广电网络成为安全、可信、可管、可控的新型公共基础信息网络的重要技术基础。
1.网络层
网络层在逻辑上分为物理传输子层和业务承载子层，广电网络的物理传输网和业务承载网分别对应这两个子层。
业务承载子层综合应用IP、SDH、内容分发网络（CDN，Content Delivery Network）、多业务传送平台（MSTP，Multi-Service Transfer Platform）和虚拟私有专网（VPN，Virtual Private Network）等技术承载不同的物联网业务。业务承载子层为城域接入网和骨干网提供QoS保障。根据订户需求信息、服务等级、网络策略、业务优先级、网络资源利用情况等信息，为订户配置相应的资源和带宽。同时，业务承载子层还为业务层提供概要的网络基础信息。
物理传输网由骨干网、城域网、接入网组成，见图2-2 [15-17] ，主要指网络的物理传输媒介和基本传输技术。骨干网和城域网采用同步数字体系（SDH，Synchronous Digital Hierarchy）、密集型光波复用（DWDM，Dense Wavelength Division Multiplexing）、光传送网（OTN，Optical Transport Network）、模拟光传输等技术，接入网采用光缆-同轴电缆混合网（HFC，Hybrid Fiber-Coaxial）传输技术、有线电缆数据服务接口规范（DOCSIS，Data Over Cable Service Interface Specifications）、无源光网络（PON，Passive Optical Network）和基于同轴电缆以太网承载（EoC，Ethernet over Coaxial cable）技术。
在物理层上，骨干网和城域网主要由密集波分复用、SDH、IP、光纤等设备构成，主要负责内容传输、分发和交换网络。接入网由HFC和宽带接入设备组成，主要是构建各种业务服务器与用户之间的互联。
在业务层上，根据业务对服务质量、安全等级、监管要求、网络性能、运维窗口等的不同需求，有线网络承载多种不同的业务，按照各类业务要求需要构建相应的业务承载网，包括广播电视业务承载网络和广播电视宽带多媒体业务承载网络两类。广播电视业务承载网络用于传输和承载电视广播和互动电视等广播电视业务，即有线电视网络A平台。广播电视宽带多媒体业务承载网络用于承载宽带互联网业务、多媒体通信业务等，包括广电宽带业务承载网络（有线电视网络B平台）和广电多媒体通信业务承载网络。
1）骨干网
骨干网由国家干线网（国干网）和省级干线网（省干网）组成。国干网负责各省网间的连接，省干网负责省内各城域网的连接。
在物理层上，国干网和省干网可采用OTN/DWDM技术构建光传输网，为数字电视骨干网和宽带骨干网提供独立的波长资源，实现数字电视骨干网和宽带骨干网，省干网根据各省业务开展情况也可采用SDH传输技术构建传输网。国干网节点之间的OTN以网状结构连接，核心节点单波可采用40Gb/s，其容量为6.4Tb/s以上。国干网非核心节点及省干网节点可采用单波10Gb/s或40Gb/s，容量可根据需求设计为1.6Tb/s以上。
▶ 图2-2 传输网络架构示意图 [15]
根据业务对服务质量、安全等级、监管要求、网络性能、运维窗口等的不同需求，有线网络承载多种不同的业务，按照各类业务要求需要构建相应的业务承载骨干网。承载不同业务的骨干网可构建在统一的底层物理光传输网上。
广播电视业务承载网络综合应用SDH技术、IP技术和CDN技术等，可采用基于3TNET技术的大容量、T比特级的核心路由器技术。为确保安全，广播电视宽带多媒体业务承载网络的骨干网与广播电视业务承载网的骨干网构建在统一的底层物理光传输网时，分别为其提供独立的波长资源，以实现通过频点、光波长和SDH通道等方式进行隔离。
广播电视宽带多媒体业务承载网络的骨干网网络结构分为两个部分：IP骨干网和国家级广电网络交换中心（NIX）。其中IP骨干网分为核心层和骨干层，核心层负责各大区域骨干节点间流量及骨干节点与NIX节点间流量的高速转发；骨干节点负责各地广电城域网络的互联互通及业务的互联互通。NIX负责与其他宽带网络（电信、网通、联通、移动、教育网、科技网及国外运营商网络）互联。广播电视宽带多媒体业务承载网络的骨干网基于IP技术构建，可采用基于3TNET技术的大容量、T比特级的核心路由器技术。骨干网的核心节点采用T比特级集群路由器构建。
2）城域网
城域网由连接有线电视前端、分中心的网络组成，负责城市或本地区内各接入网的连接。
在物理上，广播电视业务承载网与广播电视宽带多媒体网的城域网区分开，分别建设不同的光传输网络。
广播电视业务承载网的城域网通过光发射机、光放大器、光接收机、光缆等设备构建环形、星形、环-星形等网络。广播电视前端由省公司统一建设，市级分公司可根据情况增加本地节目。业务层上，根据业务对服务质量、安全等级、监管要求、网络性能、运维窗口等的不同需求，可分别采用SDH、MSTP、IP和CDN等技术。
广播电视宽带多媒体业务承载网络建设包括广电宽带业务承载网络和广电多媒体通信业务承载网络。广电宽带业务承载网络和广电多媒体通信业务承载网络可采用密集波分复用传输技术构建OTN或根据业务开展情况采用基于SDH的传输技术来构建城域网，城域OTN网络架构示意图见图2-3。业务层上，根据业务对服务质量、安全等级、监管要求、网络性能、运维窗口等的不同需求，可分别采用SDH、MSTP、IP和CDN等技术。宽带数据接入均基于IP技术并支持MPLS VPN等多种VPN组网方式。宽带多媒体网络的规划考虑未来IPv6的应用。
▶ 图2-3 城域OTN网络架构示意图 [15]
3）接入网
有线电视接入网是连接有线电视网络用户和承载各种相关业务的网络。接入网在城域内的网络结构示例见图2-4。在物理层，典型的有线电视接入网为光纤同轴电缆混合网HFC，主要由光传输和同轴电缆射频传输两部分组成。其中，光传输部分是指分前端至光节点之间的光分配网，同轴电缆射频传输部分是指光节点的电缆输出口至用户之间的采用同轴电缆的网络段。
▶ 图2-4 接入网在城域内的网络结构示例 [15]
采用基于同轴电缆的宽带用户接入技术，可以充分发挥广电网络的海量带宽优势，通过广播和双向高速接入技术的结合，满足三网融合业务的需求，开展三网融合的业务。
广播电视业务承载网络的接入网采用模拟调制广播、QAM调制广播技术、基于IPQAM的窄播技术和宽带IP技术，并在原则上与其他业务相应承载网通过频点方式隔离。
广电宽带业务承载网络的接入网基于IP技术构建，主要采用的双向宽带接入技术可分为两种：一种是采用DOCSIS标准的CMTS接入技术，另一种是采用PON+EoC的接入技术。PON+EoC即采用以PON的方式部署光纤到楼，以同轴电缆入户，通过EoC设备将宽带互联网数据流在同轴电缆上调制，并通过同轴电缆入户，实现用户的以太网接口宽带接入。针对部分高端客户，也可以采用PON技术直接进行光纤到户的接入。
广电多媒体通信业务承载网络的接入网可基于宽带业务承载网虚拟组网，也可基于独立频点通道组网。
（1）基于PON+EoC的接入。基于PON+EoC的接入网示意图见图2-5。EoC设备的传输频段不占用已有的有线电视下行频道带内资源，可使用低频0～65MHz频带或高频870～1500MHz频带。低频段EoC系统技术方案可采用Homeplug AV技术，高频段可预留给自主创新的高性能同轴网络（HiNOC，High performance Network Over Coax）技术。EoC设备具备动态分配上下行带宽能力、广播风暴抑制能力和QoS分级能力等，支持虚拟局域网（VLAN，Virtual Local Area Network）和组播过滤，具备安全管理机制，如可对用户信息进行加密传输、可控制终端对局端的访问、可阻止未经授权的终端设备接入、可禁止终端间的直接访问。
▶ 图2-5 基于PON+EoC的接入网示意图 [18]
（2）基于DOCSIS的接入。DOCSIS接入方式采用线缆调制解调器头端设备（CMTS，Cable Modem Termination System）通过光纤同轴电缆网络将宽带数据传送至用户端的线缆调制解调器终端设备（CM，Cable Modem），实现用户宽带接入。DOCSIS系统的CMTS和CM设备符合DOCSIS 2.0以上标准；为支持IP电话业务，CMTS应支持Packetcable 2.0标准。对于基于DOCSIS的宽带业务接入系统，其宽带业务服务器除DHCP服务器、RADIUS服务器等外，还具有TFTP服务器、TOD服务器等设备，同时加强数据流汇聚、宽带管理和接入网至城域网间的QoS保障。系统可在光节点大小为500户左右的网络环境中稳定运行、满足各种相关应用要求。基于DOCSIS的接入网示意图见图2-6。
2.业务层
业务层分为业务控制子层和各种具体的业务与应用。
▶ 图2-6 基于DOCSIS的接入网示意图 [15]
业务控制子层的功能包括业务层的资源控制、业务流控制，业务的注册、鉴权和授权等。
3.运营支撑系统
运营支撑系统是融合了数字电视广播、交互电视、数据业务、多媒体通信业务与增值业务等的综合管理平台。运营支撑系统主要由网络管理、业务门户系统、资源管理、计费管理、账务管理、营业管理和客户服务等部分组成。广电网络运营商借此实现信息资源共享、一体化的业务运营与管理。
4.监管和安全
监管系统是涵盖内容、业务、网间结算、网络及系统运行、互联互通、终端行为等全方位监管功能的系统，以确保广电网络内容、业务、网络及系统运行等实时全程监管；并对各地广电网络、广电网络与广电骨干网络之间、广电网络与电信网络之间的信息安全、流量结算等进行监管；对各地广电网络间及与其他网络的互联互通和信息安全进行监管。
建立安全、可信、可管、可控的新型广电网络，广电网络业务承载网按业务分类组网，不同类业务承载网络应隔离，并按照不同的管理要求采取不同的安全策略，可实现对特定区域、特定业务的控制；并采取防黑客攻击、防信息篡改、防节目插播、防网络瘫痪等技术措施，确保网络和业务平台运行安全 [19] 。