龙泉广电迈向全业务城域网的实践
1、龙泉广电有线网络概况
2004年，成都市兴网传媒对全市范围内9区12县有线网络完成了整合，现公司拥有有线电视用户160万户。完成数字电视转换57万户，互动电视和宽带用户5万余户，政府和大型企事业集团专网20多个。其中IPTV采用全IP承载方式，完成了32套节目的7×24小时的时移，可为用户提供上万小时的电影电视剧以及32套组播方式的广播电视节目。
龙泉驿区为国家级成都经济技术开发区所在地，也是成都市兴网传媒分/子公司之一。全区幅员面积556平方公里，人口57万。随着龙泉驿区近五年经济基础迅猛增长和城市建设快速发展,龙泉广电网络也经历了从传统有线模拟电视服务商到综合信息业务提供商；从星形网络物理拓扑结构到双轨网状物理拓扑结构；从单向广播式信号传输到双向交互式传输；从简单粗放的网络管理到网管精细化管理的漫长发展历程。
龙泉广电现已发展有线电视收费用户8万余户，其中城区用户5万余户，个人互联网用户20000余户，其中城区15000余户（占有线电视用户30%）；互动电视3200余户。2008年收入超过3700万。龙泉广电网络同时还承载着党政网、省市区社保网、公安网及警务网、教育网、地税网、法院网、医院网、银行网络、村通宽带等20余类VPN专网用户。截止2008年底，有线电视主营业务与增值业务收入比达到63：37，取得了较好的社会效益和经济效益。
2、进行双向网络改造是龙泉广电有线电视网络发展的必然趋势
2.1 龙泉广电深刻地意识到广电行业面临着严峻的形势
当前，我国有线电视行业面临的竞争形势不容乐观，特别是自2008年1月1日，国务院办公厅发布《国务院办公厅转发发展改革委等部门关于鼓励数字电视产业发展若干政策的通知》以来，正式对支持包括国有电信企业在内的国有资本参与数字电视接入网络建设和电视接收端数字化改造，广电面临相当严峻的形势。
2.2 交互式电视业务是未来发展方向
过去的一年多时间里，有线数字电视整体转换获得突破性进展，数字电视整体转换已形成遍地开花之势。数字化的目的是满足用户日益增长的文化需求，增强有线电视运营商竞争力，拓展更宽广的数字业务空间。但是，数字化只是一种手段而不是目的。事实证明，单向广播式的数字电视并不能满足用户的需求，也难以给运营商带来新的赢利，只有互动式的、满足用户需求的信息化才是有线电视运营商真正的出路。在步入有线电视“后整体转换时代”后，有线数字电视朝互动化，交互式发展的趋势已十分明显。
综合以上广电有线电视行业所面临的形势，龙泉广电意识到：运营上必须要由单向广播式网络向全业务网络过渡。因此广电必须结合自身情况建立基于的IP城域网，向各种不同的行业及个人用户提供双向业务信道，以满足他们对包括视频、数据、语音在内的全业务日益增长的需求。
3、龙泉广电选用EPON技术建设接入网
EPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。
局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；
采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里（部分厂商已经生产出支持50公里以上的产品）。通过光分路器连接最多32个ONU（部分厂商已经支持64个ONU），因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；
上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用（TDMA）共享带宽。高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽；
点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；
EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE 802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可兼容现有的有线电视广播业务传输。
基于以上分析，龙泉广电有线电视网络在双向化改造中，选择EPON技术建设接入网。
4、龙泉有线电视网络向双向网络发展演进过程
4.1 CMTS-CM阶段
2001年，龙泉广电有线电视网络部署了一台CMTS，开通了城区个人宽带业务，比电信ADSL推出早一年时间。网络的高带宽吸引了大量的用户，当时发展有300余户个人用户及几十余户网吧用户，为宽带业务奠定了相应的基础条件。网络的规划为几幢建筑安装一台CABLE MODEM，安装在有线电视箱中，每个单元使用超五类线进行级联。由于当时HFC网络改造不彻底，对CMTS技术未完全掌握，加之网络出口也不稳定，造成用户掉线频繁。同时电信开通ADSL业务，引起部分用户流失。因此随着宽带业务的竞争，用户需求的提升，网络业务应用的增加，使得CMTS技术成为了龙泉有线电视网络公司数据业务发展的瓶颈。
4.2 MC+LAN阶段
2002年，龙泉广电在龙泉十陵军工厂宿舍区采用MC+LAN技术进行宽带试点，取得非常好的效果。2003年便开始采用光纤收发器和交换机即MC+LAN方式进行网络和小区的覆盖。对新建小区全部采用以太网技术对宽带网络进行规划和建设，采用五类线入户，对旧小区逐步进行以太网改造。考虑到网络建设成本，每个小区均布放两芯光缆，在小区网络总节点，分别用于有线电视和宽带网络使用。小区内的网络通过交换机级联。
2003年，龙泉广电大力推进城域网络的升级改造，大规模采用以太城域网进行网络的构架与建设。在此建设阶段，龙泉广电部署了S8505核心万兆交换机，NE16E核心路由器，防火墙、MA5200F认证计费系统等等。
组成了由核心层、汇聚层和接入层构成的宽带IP城域网。其中核心层仅进行高速的数据转发和路由，汇聚层采用VLAN、VPN等技术实现业务的隔离与专网的构建。同CMTS相比，以太城域网实现了百兆到桌面、千兆到核心的高带宽应用，解决了CMTS存在的带宽瓶颈。同时在部署和实现大规模接入时降低了成本。通过改造后网络对于病毒的蔓延和网络的攻击行为有了更好的控制和管理能力。良好的网络质量也为龙泉广电赢来了客户的一致好评，加快了用户的发展速度。
但采用MC+LAN方式进行接入网网络建设，也存在许多问题：第一、光纤收发器采用点对点的技术实现网络传输，对于有限的光纤资源使用量非常大，导致网络建设投入成本高。第二、使用交换机进行网络的二级或三级传输，网络的稳定性低，设备电源接入非常困难。第三、网络受外界因素影响故障较多，例如：楼栋交换机的不良将造成网络故障、交换机易受感应雷击等等。第四、小区内的楼幢交换设备可控性和可管理性较差，无法对单个用户的带宽做限制或保障，不能抑制病毒数据。
相对于CMTS技术来讲，网络质量有了大幅提长，但对于网络接入层使用两种技术进行组网均存在投入大、故障多、带宽窄、网络的管理性不强等缺点，导致网络的维护量大，使整网运营成本较高。
4.3 城域网+EPON实施方案和实施情况
随着网络技术的发展以及交互电视的应用，PON技术成为了网络建设的优选技术之一。PON采用光纤波分复用技术，具有低成本、高带宽、扩展性强、简单灵活的网络管理等优点，对于用户接入网的部署非常有利。经过多次论证，龙泉广电在现有网络的基础上，使用EPON技术实施网络双向改造和网络建设。2007年，龙泉广电开始在全网部署EPON设备，分别在中心机房、同安机房、十陵机房和洪河机房各安装一台16框的OLT设备。
采用EPON设备对网络改造建设实施了以下工作：第一、对新建小区使用EPON技术进行网络建设，多层建筑光纤需敷设到楼栋，高层建筑光纤需敷设到单元；第二、对老城区从光纤收发器到交换机级联较多的网络，进行EPON改造，取消多级传输设备；第三、对互联网与专网用户基本同址的用户，采用EPON技术进行改造，使用VPN或VLAN进行网络隔离。
龙泉正在进行将MC+LAN逐步改造为EPON网络，但目前尚未完成全网改造，当前汇聚层和接入层网络结构示意图如下：
截止目前，龙泉驿区主城区EPON覆盖率达到100%，安装ONU超过1000台，网络涉及所有数据业务。由于EPON具有高安全性、高带宽的突出优点，在龙泉广电实施的龙泉公安网、警务网、教育网也采用EPON技术实施网络建设。
5、龙泉广电万兆城域网环网建设架构
龙泉广电从2000年发展以来，网络从星型网络逐步向星型加环形网络发展；随着用户数的增加和网络应用扩大，以及广电网络在新形势下面临的竞争形式，龙泉广电也在不断地对网络进行升级、改造、扩容，目前已初具规模。2003年建成了百兆城域网；为进一步提升网络的高可靠性，立足于为用户提供更快速、更可靠、更安全、更丰富的内容服务，2007年龙泉广电构建了核心万兆城域网环网，在原有网络基础上新增了3台先进的具有MPLS技术的7609万兆核心路由器，完善用户认证管理系统。同时，新增了1个核心机房和多个分机房，做到了核心设备冗余、核心机房冗余以及50ms级的自愈能力。灵活采用QOS策略对于IPTV业务、重点客户、专网业务等关键性业务实现了重点保障，使得客户满意度和使用感受进一步提高。
网络实现了中心机房、龙城机房、十陵机房为万兆网络互联，其它分支机房为千兆网络互联。
在下一步的网络建设中，龙泉将进一步落实分机房的建设，将业务汇聚下移，建成后将达到9个分机房和2个核心机房，采用全万兆链路进行业务传送。龙泉下一步采用全双归方式建成后的网络结构如下：
6、龙泉全业务城域网建成后的技术特征
根据龙泉城域网的建设规划，建成后的龙泉全业务城域网具有国际标准化组织提出的电信级的技术特征，包括标准化的业务、可扩展性、可靠性、服务质量（QoS）和可管理性。具体如下：
6.1 更好的扩容和平滑升级能力
在龙泉广电IP城域网中，综合考虑今后需要对系统进行升级扩展，采用了7609路由器，该设备可为龙泉提供灵活的扩容空间，充分保障现有投资，通过扩展防火墙模块为龙泉提供高可靠的网络安全保护。
6.2 满足全业务对高带宽的需求
在设备定位上，考虑到今后对高带宽，多业务支撑能力的需求，以及为了今后灵活开展VPLS等点到多点的业务以及提供更高的数据转发能力，在选型上采用了高速路由交换引擎RSP720，同时采用万兆链路进行互联，可为区县提供万兆级的带宽接入能力，具备720Gbps交换矩阵，交换能力可达到400Mpbs。
6.3 高可靠性保障
一期龙泉IP城域网建设中已建成2个核心机房，2个分机房。在城区分机房建设中优先采用双归方式进行组网，该方式可为龙泉广电分机房提供独立的带宽通道以及实现链路的冗余。按照龙泉规划，将进一步增加分机房数量以及采用双归方式进行组网。
同时，网络建设中为核心机房及分机房均部署了双引擎双电源设计，配备在线式UPS供电系统，为网络提供更高的可靠性保障。
6.4 灵活的MPLS业务接入能力
龙泉广电在运营过程中，在专网接入上存在不同的需求，采用传统VLAN方式存在VLAN冲突和IP地址冲突的问题，为了更好地开展业务，提升专网的安全性，对关键业务进行资源的预留，采用了MPLS VPN方式进行了专网的接入。另一方面，龙泉广电网络采用MPLS二层VPN方式进行连接，实现二层PPPOE用户的接入请求。
6.5 提供更好的QOS质量
龙泉IP城域网建设后，目前采用VLAN方式将IPTV业务与宽带业务进行区分，全网部署了QOS服务保障，对于IPTV以及专网业务进行优先保障，可保证当网络传输发生或即将发生拥塞时，可以根据不同的应用数据，对其进行不同优先级别的传输处理，也即保证关键业务流量的优先传递。支持包括IP优先级、CAR、WRED、CBWFQ等技术，即便当网络发生拥塞时保障广电关键业务。
6.6 良好的网络可管理性
在龙泉城域网建设中，部署了网络设备管理系统，全网监控系统、用户计费认证系统，可方便地进行龙泉全网的集中控制、维护和报警管理等。同时采用MRTG监控各出口以及关键位置的带宽占用情况，根据告警及时处理网络中出现的问题，同时结合带宽占用情况分析网络中带宽瓶颈，便于及时调整优化网络，才能保障网络的正常运行。同时完善的报表管理可为管理员生成网络性能的统计报表。
6.7 网络的精细化管理控制
在龙泉网络改造前，存在大量用户大量使用BT、迅雷、电驴等高带宽应用的业务，此类下载业务不仅占用了龙泉有限的带宽租赁资源，使得正常业务无法得到正常响应，严重影响了用户的上网速度。通过对流量控制设备的部署，对P2P等业务根据时间进行了限制，在网络高峰期对P2P等业务进行限速，使得网络的占用得到了控制，保障了普通业务的正常应用，同时便于对广电内所有业务的带宽占用进行统计。
6.8 多出口综合接入能力
龙泉采用多出口解决方案，综合采用网通、电信、铁通、信息港等多家运营商出口，一方面避免了单一出口存在的隐患（即单一出口中断将导致全网业务中断），另一方面通过策略路由的使用，收集整理各个网络的地址使用情况，实现用户根据访问的目的地选择出口线路，更进一步提升了网络的访问速度，解决了运营商间互联速率低的问题。
6.9 用户接入控制管理能力
龙泉宽带采用分布式认证，集中计费的解决方案，采用两台MA5200F和一台MA5200G进行用户的接入，采用侧挂方式进行部署。整网目前最大可同时并发接入16000用户以上，采用PPPOE以及WEB同时认证的方式，满足不同的用户需求。使得网络既具备WEB认证方式的便捷，同时也能够满足多数用户需要使用PPPOE认证的需求。提供更人性化的认证方式。
7、与专业广电服务商战略合作的重要性
我们龙泉广电从多年来从事广电数据网络和双向网络改造的建设经验中，深刻感受到“产品”并不能直接为广电网络带来增值，只有通过合作伙伴附加在产品上的运营模式、市场策划、专业技术支持和产品服务，才能为广电网络提供增值与盈利。
我们与广电服务商在这方面也一直不遗余力的进行着努力和尝试，2000年以来，在龙泉网络发展过程中，通过与合作伙伴的紧密合作，不断探讨广电的增值方向，在此过程中合作伙伴一直为龙泉广电的发展提供运营与管理、市场策划与培训、技术支持和服务、网络建设、人才培训等增值服务，现在的龙泉广电正努力向电信级运营商方向发展。
8、总结和展望
从传统有线电视网络经双向改造建设城域网，对面临困境的广电是一场严重的挑战，龙泉广电就这样的把挑战变成了机遇。传统有线电视业务逐渐过渡到双向互动电视业务是一个必然的趋势。龙泉广电依托于成都市兴网传媒大平台，充分利用IP城域网开展互动电视业务以及广电增值业务。在今后的发展中，我们将进一步加强与合作伙伴的紧密合作，对广电网络进行更深入与更专业的优化和升级，为客户提供更优质的服务。但未来的道路还很长，我们均需要不断完善广电自身网络，我们相信只有不断提升网络服务质量，才能获得更大的胜利。
