建三江农垦三网融合网络平台的构建

刘巍，谭峰，聂亚平

（1.黑龙江八一农垦大学信息技术学院，大庆 163319；2.黑龙江省建三江农垦通信有限责任公司）

三网融合是指电信网、计算机网和有线电视网三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合媒体的通信业务[1]。三网融合涉及影音视频、医疗护理、电子政务、生产监控等多个领域，与人民群众生活息息相关，有利于减少基础设施建设开支，降低社会管理成本。三网融合还能使电信网、广电网和互联网从三张独立的专业网络转变为一张融合性大网，提升资源利用水平。

2009年到2010年初，建三江农垦管理局相继完成了农垦总局一级环网和建三江二级环网建设，同时2010年各农场完成了本地广播电视传输网正向覆盖的升级改造工作，数字电视业已开通，所有农场和局直有线电视网已经具备了三网融合的基本条件[2]。方案设计正是在国家三网融合的背景下，依据现有小区情况，为达到“让用户看好电视、让用户用好宽带，打造全新的现代化社区”这一目标，打造整个黑龙江垦区先进的信息化示范社区，服务于现代农业和现代农业家庭。

1 需求分析

以国务院有关三网融合的政策为指引，在现有网络基础上继续深入，将各农场的接入网推进到千家万户；用户通过一根有线电视线Cable，实现多业务融合功能，即数字电视、宽带数据上网、VOD视频点播和语音电话功能。分析现有建三江管理局的电视网、电话网、计算机互联网的需求，规划和实施电视网、电话网、计算机互联网三网融合发展的解决办法。广播电视双向接入规划共涉及14个农场，涉及的光工作站数共为680台，用户数总计23 817户。

在现有的单向网络的基础之上，结合本回传设计方案，即可实现各农场的双向接入。网络建成后，通过有线电视线既能让用户收看更多高质量的电视节目，实现互动式VOD视频点播，同时能让用户轻松实现internet互联网接入。

2 三网融合网络平台的结构

各农场本地双向接入网，将电视、数据、VOD点播甚至语音业务搭建在一个统一的物理平台之上[3]，整体结构如图1所示。

图1 建三江农垦三网融合整体结构Fig.1 Overall structure of network convergence

该结构符合国务院、广电总局关于三网融合的综合业务网络建设的总体精神；网络建设统一规划设计，统一管理和维护，有效地做到了物理网络统一化，业务接入形式多样化；统一的标准型架构，但是能兼容不同类型的用户终端，兼容性好；既能满足建三江目前的业务需求，又能兼容未来的业务扩展，可以低成本、快速扩展出新的业务，比如Wi-Fi接入等；系统总体造价低，包含三个方面，一是建设费用CAPEX，一是运营维护费用OPEX，另一是后期的扩展费用。

2.1 数字电视接入方式设计

各农场在建立二级环网时已经购买了部分用于有线电视信号正向接入的设备，有线电视信号正向传输并接入用户家庭的技术方案如图2所示。

图2 数字电视接入设计方案Fig.2 Scheme of the digital TV access

来自分局的数字电视节目进入农场前端机房1550光发射机，通过光放大器放大功率后，通过光分路器分配到各光工作站；从光工作站输出后通过同轴电缆网送到用户家庭；信号经机顶盒解调后通过电视展示给用户欣赏；目前，单向的数字电视信号已经送到各个农场用户家中。

2.2 数据宽带接入方式设计

数据信号通过二级环网已经到达各农场前端机房，从农场前端机房到光工作站的下行数据传输通道已经具备，目前需规划反向回传通道，并规划好CMTS、交换机等数据设备的配置，这也是设计所要实现的目标[4]。数据宽带接入的技术方案如图3所示。

图3 数据宽带接入设计方案Fig.3 Design of broadband access

互联网Internet连接到交换机，为农场数据宽带接入提供出口；CMTS作为农场数据宽带接入的头端设备，上联交换机，针对传输网提供下行和上行的RF射频连接；CMTS输出的下行RF信号通过1550光发射机转为光信号，与电视信号采用频分复用方式传到用户家中；用户家中使用Cable Modem将RF信号解调为标准数据信号，为电脑提供数据下行；Cable Modem接收到从电脑来的上行信号，并调制为RF射频信号，回传到光工作站，以模拟方式回传到Vhub虚拟分前端，然后转化为数字化信号再回传至农场前端机房，还原为RF信号后进入CMTS上行口[5]。

这样的数据宽带传输方式是建立在有线电视传输网络之上的，充分做到了与有线电视网络的融合，接入建设更简单；统一的多业务传输、接入平台，更易于建设、管理和扩展；有线电视网络建成之后，可以逐步发展数据宽带接入业务，做到边投入、边受益。

有线电视业务和数据宽带接入业务相互推进，可以为VOD视频点播提供便利，有利于开展多业务，图4为VOD视频点播设计方案。

图4 VOD视频点播设计方案Fig.4 Video-on-demand design

视频点播业务可以给广大的用户提供更多的收视选择，扩展了数字电视业务的服务方式；充分利用HFC的带宽资源及传输特性，适应HDTV业务对传输网络要求；只需在要开通业务的地区的分前端机房架设设备，前期投入小，随着业务的增加，扩容相当方便。

2.3 语音电话接入方式

拥有了非常成熟的数据宽带接入网络之后，要提供语音电话接入服务就非常方便，基于数据宽带接入网的语音电话接入方式如图5所示。

图5 语音电话接入设计方案Fig.5 Design of voice telephone access

通过语音网关，将PSTN电话网与农场的双向数据接入网联通；在用户家庭，利用已有的数据宽带接入，增加1部IP电话机即可实现语音电话功能。

基于已有的数据宽带接入网提供语音电话接入服务，无需重复布网，简单易行；只需要一套软交换系统，就能实现内部通话接近零成本。

3 网络的升级扩展

遇到光纤资源不足，或者传输距离较远的情况，可以采用数字化回传技术，通过星型+汇聚结构，可以不必重新铺设光纤，大大节省业务开通时间，数字化回传结束更可提升传输网络性能指标。网络原理结构如图6所示。

图6 数字化回传技术网络原理Fig.6 Network theory of the digital backhaul

方案中，在靠近光站（也即反向模拟光发）处部署虚拟分前端Vhub，实现模拟回传信号的汇聚，再通过数字化回传方式传回各场直前端机房；网络的逻辑结构与现有上行传输结构一致。

通过该结构提供100 Mbps以太网或Wi-Fi无线接入，便于开展商业服务，商业以太网、Wi-Fi接入结构——就近从虚拟分前端接入，如图7、图8所示。

图7 百兆以太网接入结构图Fig.7 Structure of the fast ethernet access

图8 Wi-Fi接入结构图Fig.8 Wi-Fi access structure

商业以太、Wi-Fi从虚拟分前端就近接入，为附近的商业用户提供宽带接入服务；网络主干链路不需要调整，方便快捷；单个用户终端带宽100 Mbps，完全能满足商业宽带的接入需求；无线Wi-Fi方式覆盖范围大，避免了布线带来的接入限制。

4 结论

建三江农垦从垦区实际情况出发，以国家“三网融合”政策为准则，在现有网络设施基础之上，构建三网融合网络平台，该平台总体设计符合三网融合的综合业务网络建设的统一规划设计，实行统一管理维护，业务接入形式多样化，接入终端兼容性良好，对其他农垦管理局起到了引领和参考作用[6]，对促进农村经济发展，加快社会主义新农村建设起到了良好的推动作用。

［1］ 丁颐，王厚芹.中国三网融合回顾与总结［J］.电视技术，2011，35（10）：59-62.

［2］ 郭峰，朱振华.农垦建三江管理局双向HFC网建设实践［J］.有线电视技术，2013，3（3）：41-43.

［3］ 黄钰.三网融合综合接入方案设计［J］.电视技术，2012，36（2）：44-47.

［4］ 余宏博，孙运龙，韩一石.基于EPON的小区三网融合方案实现［J］.电视技术，2013，37（S1）：70-73.

［5］ 党丽媛.基于EPON的三网融合接入技术［J］.电信技术，2013，21（7）：91-93.

［6］ 陈伟娣，张登伦.浅析农业信息化与社会主义新农村建设［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2013，25（1）：103-105.