广播电视有线无线卫星融合网络架构分析

发表时间:2014-12-08

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作者:李继龙 邹峰 王丰
摘要:本文提出了广播电视有线、无线、卫星传输网络协同融合的系统架构,分析了融合网络的特点,介绍了不同网络间的协同覆盖方式,为广电融合网络的建设提供了可行路径。
关键字:融合网 网络架构 有线无线卫星融合

一、前言
    建立广播电视有线无线卫星融合网络的目标是要充分发挥广播电视有线、无线、卫星传输网络的优势,推进有线、无线和卫星传输网络的互联互通和智能协同覆盖,实现全程全网、无缝连接,使用户可随时随地接收综合信息服务,享受全程全时段的视听节目。有线无线卫星融合网络研究和建设是当前广电行业的发展重点。
    新媒介环境的不断演进,传统媒体与新媒体由竞争向融合发展转进的趋势将不断增强。广播向网络新媒体发展,借助网络的双向和互动特性,实现单向广播和双向传播互动的广播新形态;广播向移动新媒体发展,借助无线互联技术,实现随时随地的收听收看节目和互动。借助有线无线融合的网络可实现数字广播网络化、双向化及同时对移动性的支持。
    目前全球信息通信行业的基本走势就是全业务运营,即同时运营移动、固定、数据网络,提供全方位的服务。视频或广播电视原来独立于信息通信行业,但是随着技术的发展,广电与通信在视频方面已经开始进入一个融合的阶段,对于广电有线运营商而言,面临来自电信和互联网企业提供的多种互联网视听服务的竞争。广电有线运营商应充分利用网络融合发展的机会,使自身发展为能提供全业务的信息服务运营商。
    当前,我国有线、无线、卫星覆盖还是采取按地域划分的策略,这种覆盖策略导致有线、无线、卫星三者各自为政,不能有效的实现智能融合覆盖。同时有线、无线、卫星传输内容和运营性质也各不相同,这些因素影响广电内有线、无线和卫星覆盖网的协同融合发展。本文分析了有线、无线、卫星协同融合的系统架构,解决融合网络的技术路径问题。

二、有线无线卫星融合网络系统结构
    在有线无线卫星融合发展的驱使下,广电基础网络应进行全面规划。未来的广电基础网络将包括有线电视网络、无线广播网、卫星广播网和无线广播电视交互网,四张网络通过重叠覆盖,实现室内室外全覆盖,形成广电特色的有线无线卫星融合的全新数字媒体网络。四张网形成优势互补,合理分布,以达到用尽量少投资实现尽量好的覆盖效果。UHF频段的无线双向技术、WiFi、超级WiFi、Hotspot2.0等一起形成融合网络中的无线广播电视双向交互网。
    无线广播网和无线广播电视交互网相结合,双网协同覆盖。
    融合网络的无线系统由广播大塔系统、交互小塔系统和网络节点系统组成。由于传输机制的不同,无线广播采用广播大塔实现DTMB/CMMB等广播信号的大范围覆盖,无线广播电视交互网采用交互小塔实现蜂窝的中大范围覆盖,无线交互网络信号可以通过网络节点进行无线WiFi信号转发实现WiFi信号覆盖。同时,农村地区可以采用超级wifi技术进行无线交互大覆盖,助力农村信息化建设工作。通过广播大塔、交互小塔之间的协同工作,将广播信号大范围覆盖、交互信号中大区域覆盖与超级WiFi、WLAN信号中小区域覆盖相结合,形成多级分层的协同覆盖网络。有线电视网络形成全网的互联互通,建设成有线无线一体化融合为融合的支撑平台。
    有线无线融合的网络架构如图所示。
 
图1 融合网络架构图
    有线无线卫星融合网系统由业务平台、前端系统、承载网、网络接入系统和用户终端系统组成,逻辑结构如图2所示。
    融合网业务平台是支持多种融合新业务的综合业务平台,业务分为基础广播电视业务、增强型广播电视业务及互联网通信业务等。融合网前端系统建立内容、网络、用户及终端资源之间的智能关联,提供多种类型的全媒体业务应用服务,并对网络中内容安全和内容运营进行监测和管理。承载网是基于IP技术,支持广播电视和交互数据的高速高质量网络。网络接入系统衔接前端系统和终端系统,完成单向广播业务和双向交互业务高效率传输的广播和交互网络。终端系统由包括电视机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等在内的多种形式终端组成,具备无线交互网络信号接收功能的终端可直接接入交互网络。网络节点可接收单向广播信号,也可通过双向网络接收交互信号,网络终端可通过WiFi接入网络节点,支持多种融合业务的运营。
 
图2 融合网络逻辑结构
三、有线无线卫星融合网络的特点
    有线无线卫星融合网络主要具备如下几方面的主要特点:从网络结构上,融合网络中无线系统支持以组播、广播、单播等形式实现不同类型的多媒体广播业务;从方案规划上看,融合技术将通过有线无线传输网络的共用,以开放式的结构支持不同类型的业务;从业务能力上看,有线无线卫星融合技术除支持广播业务之外,也支持提供具有移动特性的广播电视交互能力,具备高速率数据传输的优势,可以支撑不同类型的新业务;从覆盖范围上看,融合技术能够支持乡村有线网络不易建设地区的广域覆盖,同时支持城市热点地区的移动性覆盖;从系统容量上看,有线无线融合的网络可为同一用户提供多个业务流的传输能力。
四、融合网络协同覆盖分析
    通过网络的智能协同和用户终端的支持,可基于上述融合网络架构开展有线无线卫星融合覆盖。融合网络的关键是通过无线广播电视双向网络实现信息的交互,变单向的广播网为双向的交互网,实现网络覆盖、终端需求的信息透明,从而可智能地选择获取信息服务的网络传输方式。
1、无线广播网与无线广播电视双向交互网融合
    广播网络具有高效的带宽利用率,但不具备反向信道实现信息交互的能力;无线广播电视双向交互网具有回程信道,但下行数据传输带宽是有限的。通过单向广播信道与双向交互信道的协同,构建的无线广播网与无线广播电视双向交互网融合网络,为用户提供无线广播和双向通信服务,实现各类新媒体业务的有机融合。
 
图3地面广播和无线交互系统协同覆盖
    地面广播网只需要承担单向广播和数据推送的任务,用户终端至广播大塔的回传链路由无线交互网络承担。此种方案充分发挥数字广播和无线通信技术和器件设备成熟优势,但是需要在数字广播与无线双向覆盖实现后台的协同融合,从而将单向地面广播网低成本升级为交互广播网。
2、无线广播电视双向交互网与有线电视网融合
(1)UHF频段无线广播电视双向交互网与有线电视网
    广电网络应按照业务网络、基础网络两层架构开展有线和无线的融合。基础网络向IP化承载、能方便提供融合性业务的有线无线融合架构演进。同时,在网络基础设施之上构造有融合业务能力的业务网络,提供统一的业务和应用。
    具体来说,推进有线电视网和无线广播电视双向交互网在核心网架构和协议上的统一。在未完成有线电视网双向网络改造的区域,UHF频段无线广播电视双向交互网技术构建的无线双向交互网络将形成有线电视的交互网络,支持交互业务的开展;无线广播电视双向交互网可开展组播业务,并着重支持双向广播电视交互数据业务,与有线电视网和无线多媒体广播网形成差异化的业务模式。
 
图4 无线广播电视双向交互网和有线电视网的协同覆盖
(2)WLAN与有线电视网
    双向的有线电视机顶盒可以形成家庭内部的智能终端,支持双向的宽带覆盖,通过WLAN把电视屏、电脑屏、平板屏、手机屏,形成多屏互动的家庭网络,形成内容融合、网络融合、终端融合、服务融合。
图5  WLAN与有线电视网的协同覆盖
3、卫星协同覆盖
    卫星以低成本完成最大范围的覆盖,满足各种区域的广播电视节目信号的接收。但鉴于卫星广播单向传输的技术限制,多样性的节目和双向数据交互需要通过双向有线电视网和无线双向网来协助完成。
 
图6 卫星融合覆盖
五、结语
    有线、无线和卫星传输网络的互联互通和智能协同覆盖,在网络层面意味着广电用户可以实现全程全网、无缝覆盖,用户无论何时何地都保持与广电网络连接,随时随地接收广电网络信息;在业务层面意味着广电用户可同时享受高质量电视节目、定制化的视频节目和综合信息业务。而实现上述目标,则要求通过广播电视有线和无线交互网络实现单向广播向双向交互的转换,从而支持有线、无线和卫星在内的广电网络真正实现无缝智能协同覆盖。
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