5G移动通信时代的智慧广电网络建设黄磊--中国期刊网

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5G移动通信时代的智慧广电网络建设黄磊

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：黄磊

[导读] 摘要：在信息化时代背景下，网络信息技术在各行业领域中得到广泛应用，2020年3月4日，中共中央政治局常务委员会召开会议强调，要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。

        黑龙江省大庆市杜尔伯特蒙古族自治县文广局院内龙江网络 66200
        摘要：在信息化时代背景下，网络信息技术在各行业领域中得到广泛应用，2020年3月4日，中共中央政治局常务委员会召开会议强调，要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。
        关键词：5G移动通信时代；智慧广电；网络建设
        引言
        5G代表未来网络发展的主要方向，将驱动社会从人与人之间的宽带互联逐步扩展到万物互联，从而更加深刻地影响未来人类社会的生活和工作方式。同时，由于5G主流业务将承载在更高的频段上，导致空间传播损耗更高、传输距离更短，在与4G信号相同覆盖效果下，室外站点需要更高的部署密度。
        1加快广电网络数据中心基础设施建设
        数据中心作为智慧广电基础设施的重要组成，一方面可为智慧广电传播体系构建、业务部署和业态创新提供海量弹性按需使用的计算、存储与网络资源，另一方面可为智慧广电内容生产和节目制播体系建设提供云端高性能、智能化的高新视听处理服务集群和服务工具集，并为智慧广电科技创新体系构建提供开放接口环境和云化资源。随着智慧广电战略的全面实施，数据中心将成为支撑广播电视转型升级的强大基础资源及能力支撑。数据中心建设是一项系统工程，包含土建、风火水电等基础环境建设、IT基础设施建设、平台建设、运营运维体系构建等多个复杂的系统建设过程。同时，数据中心还是一项高投资、高收益风险的重大工程项目、广电数据中心建设可以采取分阶段、按需求投资的方式，以降低一次性短期大规模投资可能带来的风险。在数据中心建设初期，一是综合考虑所在城市天气条件以及市政供电、供水等情况，从数据中心功能区划分、电气系统、暖通系统、气消系统、自控系统、电源系统、弱电系统、工艺布局、装修装饰工程以及运维体系10个方面进行规划和建设。二是紧密结合宣传思想文化工作业务需求，如县级融媒体中心对4K/8K超高清短视频制作，文明实践中心对视频简编、精编，影视、游戏、动漫企业对作品剪辑制作，文化、教育部门对宣传视频剪辑制作、专题教学视频剪辑制作等方面，开发提供视频内容采编播存发的相关智慧化工具，加速推进广播电视全媒体业务应用创新，服务媒体融合向纵深发展。在数据中心建设中后期，围绕智慧政务、智慧行业服务、国家重点工程服务等方面，结合业务实际需求以及服务对象个性化要求，对数据中心机房进行配套建设和优化升级工作，对数据中心机房环境进行升级改造，提升数据中心业务支撑能力；积极引入业务合作方，向合作方开放数据中心基础资源和接口标准，与合作方一起开发云服务平台，创新部署面向政企和社会各行业的云应用服务，使数据中心具备IaaS、PaaS、SaaS三层服务能力，形成能够服务社会治理体系和治理能力现代化、服务数字经济发展、服务民生保障的云数据中心。
        2广电接入网架构
        （1）DOCSIS是有线电视数据传输的国际标准，采用CMTS+CM的组网模式，网络侧的CMTS通过HFC网络与用户侧的CM进行双向数据传输。目前美国有线电视实验室已经颁布了DOCSIS 4.0版本，利用全双工和扩展频谱等技术，可以实现高达10Gbps的下行速率和5.2Gbps的上行速率。（2）EoC一般与EPON结合，将EoC头端设备下沉到小区，使用同轴电缆将有线电视和IP数据信号的混合信号传送到用户端的EoC终端后再分离。目前应用较为广泛的是以C-HPAV为代表的有源低频EoC和以HINOC为代表的有源高频EoC。（3）FTTH基于电信传输技术，与广电传统的HFC网络关联度较低。目前FTTH主流方案采用基于PON的混合双纤三波方案，其中1550nm用于承载广播电视信号，1310nm和1490nm分别用于承载上行和下行IP数据信号。广电接入网过去受到网络基础、用户密度、营业需求、部署成本、维护便捷性等多种因素的影响，其未来的发展需要充分发挥已有的资源优势，获得新的动能。

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现阶段，在人流量较大的城市区域中，同轴接入的存量巨大，覆盖范围广，对其进行改造用于高速宽带业务和5G室内覆盖等应用场景具有诸多优势：首先，不需要穿墙打洞和重新布线，不存在施工和入户难的问题；其次，现有的存量资源足够多，不需要巨额的二次投入，能够极大降低成本；再次，基于DOCSIS等技术的同轴电缆带宽能够增加至千兆级，其传输能力至少能够满足未来10年的网络发展需求；最后，有线电视网络也是一张“天然”的供电分配网络，美国有线电视网络实验室经研究后得出结论，通过同轴电缆自身可对部署于有线电视网络末端的5G小基站进行供电。
        3加快区块链和广电应用进行深度融合
        基于区块链的安全性，其核心优势就是数据分布式存储于各个节点，任何节点自行修改数据将不被认可，同时数据被永久记录，信息安全性和完整性大大增加;可追溯性，区块链是一个分散的数据库，分散数据库记录了区块链每笔交易的输入输出，从而可以轻松地追踪资产数量变化和交易活动;共识机制，区块链事务达成分散式共识的算法。区块链的节点是分散的，没有做出决策的中心化权威机构。网络中保存数据的所有节点，必须汇集在一起共同决策，共识机制决定了区块链数据库的真实性。推动区块链与广电5 G进行融合，通过区块链特有的核心技术，结合广电典型应用场景，赋能智慧广电业务，加快广电业务升级转型。
        4基于同轴网络实现5G
        众所周知，有线电视的同轴线是一种渗透率几乎达到100%的入户媒介，该媒介已经深入到住户的客厅、书房以及各个卧室。如果能利用这条天然渗透的媒介，帮助运营商实现住户内无线通信信号，特别是5G信号的深度覆盖的话，那将是所有人非常乐意见到的局面。然而，迄今为止，这一领域的应用依然是一个空白。电信运营商的传统室内分布系统虽然在网络架构上与同轴电缆相似，但该系统升级改造的巨大成本和技术瓶颈都导致运营商希望寻找到新的传输媒介。使用同样类型媒介的有线电视同轴网络，要如何克服前文中提到的诸多缺点，实现5G信号的家庭深度覆盖，将是进行后续分析研究的重点。从家用飞基站的天线口引出射频信号，注入到住户家中的有线电视同轴电缆中，将飞基站的信号分配到各个房间的面板上，再由面板形式或其他形式的天线发送出去，完成对住宅户内各个房间的深度覆盖。实现该场景的关键点是家用飞基站可以从天线口引出射频信号。另外，为了避免与现存的有线电视信号之间出现互相干扰，需要在注入5G信号的时候，采用隔离度较好的合路器；同时在面板部分，同样也需要具有一定隔离度的分路器。
        结语
        有线电视网络具备用户基数大、覆盖范围广、网络环境安全等优势，在实现与5G融合发展的大趋势下，有线电视网络应当基于现有的接入网基础，大力推动使用基于C-DOCSIS技术的接入网来实现5G信号的室内覆盖，在节约成本的同时赋予同轴电缆资源新的活力，满足用户对5G室内信号大带宽、低时延和广连接的需求，充分发挥有线电视网络作为国家重要信息基础设施的作用。
        参考文献
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        [2]关勇.基于5G新一代广电网络架构研究[J].广播与电视技术，2018（12）：28-33.
        [3］蔡维德，郁莲，王荣，等．基于区块链的应用系统开发方法研究［J］．软件学报，2017，28(6):1474－1487．
        [4］谢辉，王健．区块链技术及其应用研究［J］．信息网络安全，2016(9):192－195．
        [5］邵奇峰，金澈清，张召，等．区块链技术:架构及进展［J］．计算机学报，2018，41(5):969－988．