建筑大讲堂

《有线电视网络工程设计标准》GB/T 50200-2018

985

1总 则

1 总 则


1.0.1 为规范有线广播电视网络系统设计,适应下一代广播电视网络技术发展方向,更好地承载新媒体业务形态,制定本标准。

1.0.2 本标准适用于新建、改建和扩建的有线电视网络工程设计。

1.0.3 有线电视网络应统一规划设计,一次或分期建设完成。

1.0.4 新建市政地下管道应预留有线电视管道管线,各类建筑内的有线电视管道、配线管网、配线间、设备机房等基础设施的设计必须与建筑设计同步进行。

1.0.5 有线电视网络的设计除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语和缩略语

2.1 术 语

2.1 术 语


2.1.1 干线网 backbone network

    连接两个及以上城市有线电视网络前端的大容量光传输网络。干线网可分国家干线网和省干线网两类,其中国家干线网负责各省网间的连接,省干线网负责省内各城市有线电视网络之间的连接。

2.1.2 城域干线网 metropolitan backbone network

    城市有线电视网络中,连接前端和所有分前端的网络;或者连接所有核心节点、汇聚节点和接入节点的网络。

2.1.3 接入分配网 access and distribution network

    城市有线电视网络中连接城域干线网边缘设备和用户终端(或者用户家庭网络网关)的网络。

2.1.4 城市有线电视网络 cable television network citywide

    不包含干线网的、服务于某一特定城市用户(包括城镇用户和乡村用户)的有线电视网络。

2.1.5 前端 head end

    网络中广播、电视节目的播出地,也是IP城域干线网数据中心的所在地。前端可包含分前端职能,服务于其周边用户。

2.1.6 分前端 hub

    城市有线电视网络中,负责在前端和接入分配网之间下行或者上传信息,并可以与网络中其他的分前端互通信息的网络基础设施。分前端可作为IP城域干线网的核心节点或汇聚节点。

2.1.7 光纤/同轴电缆混合网 hybrid fiber coaxial(HFC)

    其基本含义是以光纤/同轴电缆混合介质为基础构建的有线电视基础网络。本标准中也用来表示HFC网络中所采用的基本技术体系,主要包括:以8MHz带宽为基础的频分复用,模拟视频信号的残留边带幅度调制、数字信号的QPSK或QAM调制,射频信号的模拟光强度调制等。

2.2 缩略语

2.2 缩略语


    AAA(Authentication Authorization Accounting)认证授权计费

    ADM(Add and Drop Multiplexer) 分插复用器

    AFR(Absolute Frequency Reference) 绝对参考频率

    AS(Autonomous System) 自治系统

    ASI (Asynchronous Serial Interface) 异步串行接口

    ATM(Asynchronous Transfer Mode) 异步传输模式

    AVS(Advanced Audio-Video Coding/Decoding Standard)先进音视频编解码标准

    BBER(Background Block Error Ratio) 背景误块比

    BER(Bit Error Ratio) 比特误码率

    BGP-4(Border Gateway Protocol Ver-tion 4) 边界网关协议-版本4

    BRAS(Broadband Remote Access Serv-er)宽带远程接入服务器

    CATV(Cable Television) 有线电视

    C/CSO(Carrier to Composite Second Or-der beat ratio) 载波复合二次差拍比

    C/CTB(Carrier to Composite Triple Beat ratio)载波复合三次差拍比

    CDMA(Code Division Multiple Access) 码分多址

    CIDR(Classless Inter-Domain Routing) 无类别域间路由协议

    CMTS(Cable Modem Termination Sys-tem) 同轴电缆局端接入设备

    C/N(Carrier/Noise) 载噪比

    CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)粗波分复用

    DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) 动态带宽分配

    DCC(Data Communications Channel) 数据通信通路

    DCN(Data Communications Network) 数据通信网

    DiffServ(Differenciated service) 区分服务体系结构

    DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机配置协议

    DMZ(Demilitary Zone) 非军事区

    DNS (Domain Name System) 域名系统

    DOCSIS(Data-over-Cable Service Inter-face Specification) 有线电视数据业务接口规范

    DVB(Digital Video Broadcast) 数字视频广播

    DWDM(Dense Wavelength Division Mul-tiplexing)密集波分复用

    EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier) 掺铒光纤放大器

    EBGP(External Border Gateway Proto-col) 外部边界网关协议

    EPG (Electronic Program Guide) 电子节目指南

    EPON(Ethernet Passive Optical Net-work) 以太网无源光网络

    EOC(Ethernet over Coax) 同轴电缆以太网

    ESR(Errored Second Ratio) 误码秒比

    FEC(Forward Error Correction) 前向误码纠错

    FTTB(Fiber to The Building) 光纤到楼

    FTTH(Fiber to The Home) 光纤到户

    GbE(Gigabit Ethernet) 千兆比特以太网

    GFP(Generic Framing Procedure) 通用成帧规程

    GEM(GPON Encapsulation Method) GPON封装模式

    GPON(Gigabit-capable Passive Optical Networks)吉比特无源光网络

    HEVC(High Efficiency Video Coding) 高效率的视频

    HFC(Hvbrid Fiber Coaxial) 光纤/同轴电缆混合网

    HiNoC(High performance Network over Coax)高性能同轴电缆宽带接入网络

    IBGP(Interior Border Gateway Proto-col)内部BGP协议

    IGP (Interior Gateway Protocol) 内部网关协议

    IntServ(Integrated Services) 综合服务

    IP (Internet Protocol) 互联网协议

    IrDI (Inter-Domain Interface) 域间接口

    IS-IS(Intermediate System to Interme-diate System Protocol) 中间系统路由选择协议

    ITU(International Telecommunica-tions Union)国际电信联盟

    LAN(Local Area Network) 局域网

    LLID(Logical link Identifier) 逻辑链路标识

    LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme) 链路容量调整方案

    MAC(Media Access Control) 媒体介入控制层

    MER(Modulation Error Ratio) 调制误差率

    MPEG(Moving Pictures Expert Group) 活动图像专家组

    MPLS(Multi-protocol Label Switching) 多协议标签交换

    MPLS TE(MPLS Traffic Engineering) MPLS 流量工程

    MPTS(Multi-ProgramsTransport Stream) 多节目传输流

    MSTP(Multi-Service Transport Plat-form) 多业务传输平台

    NAT (Network Address Translation) 网络地址翻译

    OADM(Optical Add/Drop Multiplexer) 光分插复用器

    OBD (Optical Branching Device) 光分路器

    Och(Optical Channel with Full Func-tionality)全功能光通路

    OCS (Optical Couplers) 光分波合波器

    ODN(Optical Distribution Network) 光分配网络

    ODU(Optical Channel Data Unit) 光通路数据单元

    OLT(Optical Line Termination) 光线路终端

    ONT(Optical Network Termination) 光网络终端

    OSC(Optical Supervisory Channel) 光监控信道

    OSD(On-Screen Display) 屏幕显示

    OSPF(Open Shortest Path First) 开放最短路径优先协议

    OTN(Optical Transport Network) 光传送网络

    OTU(Optical Transponder Unit) 光转换器单元(波长转换器)

    OTUk(Optical Channel Transport Unit-k) 光通路传送单元k

    PMD(Polarization Mode Dispersion) 偏振模散

    PON(Passive Optical Network) 无源光网络

    POTS(Plain Old Telephone Service) 传统电话业务

    POS(Packet over SDH) SDH承载数据包

    PPP(Point to Point Protocol) 点对点协议

    PTN(Packet Transport Network) 分组传送网

    QAM (Quadrature Amplitude Modula-tion) 正交幅度调制

    QoS(Quality of Service) 服务质量

    QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 正交相移键控

    S-CDMA(Synchronous Code Division Mul-tiple Accss) 同步码分多址接入

    SESR(Severely Errored Second Ratio) 严重误码秒比

    SLA (Service Level Agreement) 服务等级协议

    SDH (Synchronous Digital Hierarchy) 同步数字系列

    SNCP(SubNetwork Connection Protection) 子网连接保护

    SNI (Service Node Interface) 业务节点接口

    SNMP(Simple Network Management Protocol)简单网络管理协议

    SRSC(Stimulated Raman Scattering) 受激拉曼散射

    STM (Synchronous Transport Module) 同步传送模块

    TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 传输控制/互联网协议

    TDMA(Time Division Multiple Access) 时分多址

    TDM (Time Division Multiplexing) 时分复用

    TMN(Telecommunications Manage-ment Network)电信管理网络

    UNI (User Network Interface) 用户网络接口

    VLAN(Virtual Local Area Network) 虚拟局域网

    VLSM(Variable Length Subnet Mask) 可变长子网掩码

    VoIP (Voice over Internet Protocol) 互联网协议电话

    VOD (Video On Demand) 视频点播

    VPN (Virtual Private Network) 虚拟专用网

    WDM(Wavelength Division Multiple-xing) 波分复用

3基本规定

3.1 设计原则

3.1 设计原则


3.1.1 有线电视网络采用的技术体系应符合相关国内标准和国际标准,不宜采用私有协议。新建或改建的有线电视网络应对原有业务系统向下兼容。

3.1.2 有线电视网络应采用成熟、先进的国内、国际通信和网络技术,具有承载双向、交互式、多业务的能力,满足三网融合的技术要求。

3.1.3 有线电视网络服务的用户数量和网络所提供的业务平台应具备可扩展性。物理网络(包括光纤网络和同轴电缆网络)应满足网络升级、扩展的要求,符合光进铜退、光纤到户的技术发展趋势。

3.1.4 有线电视网络应支持网络节点设备的冗余、备份、软硬切换和网络线路保护,当设备或线路发生故障时,网络应具有灵活的保护策略和机制以恢复运行。

3.1.5 有线电视网络应保证在网上运行的各业务系统的安全,设计时应同步实施安全策略与安全控制。

3.1.6 有线电视网络应具备可管理性。

3.1.7 有线电视网络设计应在满足网络性能指标和安全播出要求的前提下,采用节能设施、降低能源消耗。

3.2 业务类型

3.2 业务类型


3.2.1 有线电视网络承载的业务可包括下列类型:

    1 应用类业务;

    2 传输类业务;

    3 信息服务类业务。

3.3 工作环境温度

3.3 工作环境温度


3.3.1 有线电视网络设备工作环境温度宜符合下列规定:

    1 寒冷地区室外设施—40℃~+42℃;

    2 其他地区室外设施—10℃~+55℃;

    3 室内设施—5℃~+42℃。

3.3.2 有线电视网络同轴电缆工作环境温度宜符合下列规定:

    1 采用聚氯乙烯护套—25℃~+70℃;

    2 采用聚乙烯护套—40℃~+70℃。

3.3.3 有线电视网络光缆工作环境温度宜符合下列规定:

    1 工作时—40℃~+65℃;

    2 敷设时—30℃~+60℃。

4网络总体架构

4.1 前 端

4.1 前 端


4.1.1 省级有线电视网络应在省会城市设置一个前端,宜在另一个地级市设置一个备份前端。城市有线电视网络可仅设立一个前端。

4.1.2 用户数不少于8万户的城市有线电视网络应设立分前端,每个分前端所服务的用户数不宜超过5万户;用户数少于8万户的城市有线电视网络可不设分前端,其网络仅由前端和接入分配网构成。

4.1.3 城域干线网的核心节点之一应设置于前端,汇聚节点宜设置于各分前端。

4.1.4 前端可包括但不限于下列技术系统:

    1 电视、广播节目接收、传输系统;

    2 电视、广播节目处理系统;

    3 电视、广播节目分发系统;

    4 数据广播系统;

    5 EPG系统;

    6 条件接收系统;

    7 媒体内容集成系统;

    8 互动业务系统;

    9 互联网应用系统;

    10 视音频监听、监视和控制系统;

    11 视音频内容监管系统;

    12 运营支撑管理系统;

    13 数据中心系统;

    14 网络运行维护监控管理系统。

4.2 网 络

4.2 网 络


4.2.1 有线电视网络可由干线网、城域干线网和接入分配网构成(图4.2.1)。

4.2.2 有线电视网络的承载网络可由HFC体系、数字基带传输交换体系、HFC和数字基带传输交换的叠加或融合体系(以下简称混合体系)构成。

图4.2.1有线电视网络构成示意图

4.2.3 干线网和城域干线网的传输光缆宜采用管道方式敷设,敷设时应充分利用城市地下管网资源。有线电视网络管道应避免与燃气管道、高压电力电缆在道路同侧建设;当同侧建设不可避免时,有线电视管道与其他地下管线的最小净距,应符合表4.2.3的规定;当最小净距由于条件限制达不到规定要求时,应采取必要的防护措施。

表4.2.3 有线广播电视管道与其他地下管线及建筑物间的最小净距

注:1 主干排水管后铺设时,其施工沟边与管道间的水平净距不宜小于1.5m;

        2 当管道在排水管下部穿越时,交叉净距不宜小于0.4m,有线电视管道应做包封处理,包封长度自排水管两端各加长2m;

        3 在交越处2m范围内,燃气管不应有接合装置和附属设备;如上述情况不能避免时,有线电视管道应做包封处理;

        4 电力电缆加保护管时,交叉净距可减至0.15m。

4.2.4 网络光缆技术要求应符合现行行业标准《有线电视系统用室外光缆技术要求和测量方法》GY/T 130的有关规定。接入分配网中的入户光缆应符合现行行业标准《接入网用弯曲损耗不敏感单模光纤特性》YD/T 1954的有关规定。

4.2.5 网络同轴电缆技术要求应符合现行行业标准《有线电视系统物理发泡聚乙烯绝缘同轴电缆入网技术条件和测量方法》GY/T 135的有关规定。

4.3 网络安全

4.3 网络安全


4.3.1 有线电视网络应按现行国家标准《计算机信息系统安全保护等级划分准则》GB 17859、《信息安全技术 信息系统安全等级保护基本要求》GB/T 22239、《信息安全技术 信息系统等级保护安全设计技术要求》GB/T 25070和现行行业标准《广播电视相关信息系统安全等级保护定级指南》GD/J 037的定级要求,划分播出相关信息系统的安全保护等级;播出相关信息系统应按现行行业标准《广播电视相关信息系统安全等级保护基本要求》GD/J 038的相关要求进行设计。

4.3.2 有线电视网络安全管理应符合现行国家标准《信息安全技术 信息系统安全管理要求》GB/T 20269和《信息安全技术 信息系统安全工程管理要求》GB/T 20282的相关规定,并应建立安全管理中心。

4.3.3 有线电视网络网管系统应与外部网络物理隔离,并进行安全策略部署和安全审计。应关断网管系统中所有非必需的访问路径和访问端口。

4.3.4 有线电视网络按功能区域范围不同可划分四个区域和两种外部通道。四个区域分别为内部系统区、内部互联区、内部公共区、业务用户区;两种外部通道分别为外部专用通道、双向网络和互联网接口。

4.3.5 有线电视网络应采用合理的系统架构和技术手段,对播出相关信息系统进行安全防护,并应符合下列规定;

    1 应进行层次化网络结构设计,形成网络纵深防护体系,播出相关信息系统应位于纵深结构内部;

    2 应根据信息系统功能、业务流程、网络结构层次、业务服务对象等合理划分网络安全域,并在域内划分不同子网或网段;

    3 同一安全域内重要网段与其他网段之间应具备可靠的技术隔离手段;

    4 各类数据信息发布系统、运营支撑系统、互动应用系统等播出相关信息系统应与外部网络实现隔离,并进行连通性设计、安全策略部署、数据流向控制等设计;

    5 内部系统区与其他各区域和通道的边界应采用安全防护措施。边界防护策略与防护措施宜符合本标准附录A的规定;

    6 内部系统区与外网应实现物理隔离;内部系统区和内部互联区中各系统与外部网络严禁直接连接;内部系统区中各系统除专用的业务传送和双向网的信令回传外,严禁与互联网直接连接;能够与内部系统区连通的网络严禁连接任何无线局域网;

    7 应设置数据交换区或专用数据交换设备,完成内、外网数据的安全交换;

    8 应根据系统中各类数据的重要性,采取相应的保护措施。

4.3.6 有线电视网络的干线网宜采用环网结构,系统应有统一的外接时钟源,设备的交叉板、电源板等核心板件应采取1+1备份方式;国家干线网设备的时钟板应采用1+1备份方式,接口板应采用N+1备份方式。

4.3.7 波分复用(WDM)系统、光传送网络(OTN)传输系统每条传输系统链路至少应配置1个备波,光传送网络(OTN)宜采用环网结构;设备的交叉板、电源板应采用1+1备份方式。

4.3.8 干线网的网管系统应采用1+1备份方式;国家干线网的网管系统宜配置异地备份。网管系统监测异态信息应保存一年以上。

4.3.9 有线电视网络城域干线网的信号传输系统应符合下列规定:

    1 系统应采用环状结构、双路由结构或配置其他有效的传输备份手段;

    2 采用HFC体系的网络,其光发射机、光放大器、光接收机等设备应按1+1方式配置。

4.3.10 分前端到光节点之间的光发射机应按N+1备份方式配置,N不应大于10;光节点以下的射频放大器应有备份。

4.3.11 接入分配网电缆分配层应符合下列规定:

    1 设计应符合现行行业标准《有线电视分配网络工程安全技术规范》GY 5078的有关要求;

    2 电缆网络的室外传输线路宜采用地下管道、铠装直埋和保护管敷设等安装方式;室内部分新建建筑应采用预设暗管设施敷设的安装方式,既有建筑应采取保护管敷设和明装设备箱的方式;

    3 网络设备应采取设备箱安装方式;

    4 应在适当的位置设置直击雷保护装置,必须采取与网络用户建筑物等电位连接和保护接地等防雷措施。

4.3.12 智能电源设备应实施必要的信息安全防护,严禁通过外部网络进行远程维护。

4.3.13 应对机房动力环境、安防等系统实施远程监控。

4.3.14 网络前端应具备监看全网业务系统终端及所有型号机顶盒实际业务状态的能力,通过自动或人工方式及时发现机顶盒开机画面、EPG广告、数据广播内容以及OSD屏幕显示窗口等界面可能出现的各类异常画面和信息。

4.3.15 有线电视网络应预留与新闻出版广电总局监管中心的数据交互接口,将监测结果以统计报表的形式上报监管中心,同时应支持新闻出版广电总局监管中心调用原始监测数据。

5HFC网络

5.1 波段及频道划分

5.1 波段及频道划分


5.1.1 波段划分、下行模拟电视频道配置应符合现行行业标准《有线电视广播系统技术规范》GY/T 106的规定。

5.1.2 下行数字电视频道配置应符合本标准附录B的规定。

5.1.3 上行频道配置应符合现行行业标准《HFC网络上行传输物理通道技术规范》GY/T 180的规定。

5.2 上下行通路指标

5.2 上下行通路指标


5.2.1 HFC网络传输链路的设计内容应包括C/N、C/CTB、C/CSO、BER和MER等。

5.2.2 模拟电视下行通路指标应符合表5.2.2的规定。


表5.2.2 模拟电视下行通路指标

5.2.3 数字电视下行通路指标应符合表5.2.3的规定。


表5.2.3 数字电视下行通路指标

5.2.4 HFC系统下行指标还应符合现行行业标准《有线电视广播系统技术规范》GY/T 106和《有线数字电视系统技术要求和测量方法》GY/T 221的有关规定。

5.2.5 上行通路指标应符合下列规定:

    1 上行频率范围应为5MHz~65MHz;

    2 标称上行端口输入电平应为104dBμV;

    3 任意用户端口上行传输增益差应小于10dB;

    4 当工作频段为5.0MHz~20.2MHz时,上行通道载噪比C/N不应低于22dB,当工作频段为20.2MHz~65.0MHz时,上行通道载噪比C/N不应低于26dB;

    5 调制方式应为QPSK或8QAM、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM;

    6 多址方式应为A-TDMA或S-CDMA;

    7 其他上行指标应符合现行行业标准《HFC网络上行传输物理通道技术规范》GY/T 180的有关规定。

5.3 城域干线网

5.3 城域干线网


5.3.1 HFC城域干线网可按下行技术和组网方式的不同分为单级光纤链路HFC、两级光纤链路HFC,也可采用数字基带方式;采用以上三种方式时应符合下列规定:

    1 单级光纤链路HFC方式应采用HFC光传输技术。前端下行光发射机的工作波长应为1550nm,采用发端并发、收端用光开关切换的工作方式,通过不同路由将两路并发信号下行至每个分前端。在分前端,经光开关切换后的光信号被EDFA放大和分配后分送每个光节点。从前端到光节点,射频信号只经过一次电光/光电转换(图5.3.1-1)。不设分前端的有线电视网络应采用1550nm或1310nm的HFC光收发设备以单级光纤链路HFC方式组网;

图5.3.1-1 单级光纤链路HFC系统框图


    2 两级光纤链路HFC方式应采用HFC光传输技术。前端下行光发射机的工作波长为1550nm或1310nm,采用发端并发、收端用光开关或电开关切换的工作方式,通过不同路由将两路并发信号下行至每个分前端。在分前端,经切换后光接收机输出的电信号被1310nm光发射机转换为光信号,分别送往各光节点。从前端到光节点,射频信号经过二次电光/光电转换(图5.3.1-2);

图5.3.1-2 两级光纤链路HFC系统框图


    3 数字基带方式应采用SDH/WDM光传输技术。数字基带节目信号从前端经SDH自愈环网送到分前端后,从ADM的支路侧输出N×DS3。经适配器转换还原为DVB/ASI MPTS,经QAM调制器调制并混合后输出至HFC光发射机(图5.3.1-3)。

图5.3.1-3 基带SDH城域干线网系统框图


5.3.2 城市有线电视网络HFC体系的城域干线网宜采用HFC方式,当HFC光传输技术不能满足信号传输质量要求时,可采用基带SDH方式;省级及以上有线电视网络应采用数字基带SDH/WDM方式或TS over IP方式。

5.3.3 设计SDH城域干线网时,应根据网络节点的分布状况合理决定网络的拓扑结构,并应符合下列规定:

    1 网络应设计成一个或多个SDH自愈环;不易成环的节点应以双路由的方式接入自愈环。网络传输容量应为STM-16或STM-64;

    2 当SDH的传输容量不能满足业务要求时,可在网络路由上建设OTN/WDM数字传输网,将SDH的业务转移至OTN/WDM平台;

    3 城域波分复用可采用DWDM或CWDM技术。

5.3.4 HFC城域干线网分前端至前端的数据上行通道宜采用工作波长为1310nm的光传输设备,也可采用波分复用设备,信号从光节点上行至分前端或者前端;采用数字基带SDH/WDM技术的城域干线网应通过内置的MSTP平台提供数据回传通道。采用混合体系的有线电视网络应利用数字基带传输交换平台实现HFC的数据上行。

5.3.5 城域干线网物理网络的拓扑结构应根据网络中分前端的数量以及前端与分前端之间的位置关系合理确定,可选择下列拓扑结构中的任意一种或任意两种的组合:

    1 路由走向环型/物理连接星型;

    2 路由走向网格型/物理连接星型;

    3 环型;

    4 网格型或者部分网格型。

5.3.6 总前端与每个分前端之间的光纤芯数不应少于36芯。

5.3.7 分前端应设置在用户集中的地方;城市覆盖时分前端与每个光节点的距离不宜超过5km,所覆盖的光节点不宜超过300个。

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