有線電視系統(tǒng)(CATV,Cable Television)也稱電纜電視系統(tǒng)。之所以稱為有線電視系統(tǒng)是相對于無線廣播電視系統(tǒng);之所以稱為電纜電視是指有線系統(tǒng)中采用的物理傳輸媒質(zhì)有同軸電纜。那么無線廣播電視系統(tǒng)是指采用無線電波的物理傳輸媒質(zhì)(即采用空中接口)來將多路電視信號以廣播的方式傳送到千家萬戶。因此,不論是無線電視系統(tǒng)還是有線電視系統(tǒng),它們都屬于接入網(wǎng)的范疇,初始目的就是為用戶提供廣播式電視業(yè)務(wù)及聲音廣播業(yè)務(wù)的接入。
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一、引述
1、廣播電視業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)的演變過程
自從有了電視機(jī)后,為了向用戶提供多頻道的電視信號,廣播電視業(yè)務(wù)(包括調(diào)頻聲音廣播業(yè)務(wù))的接入系統(tǒng)在傳輸技術(shù)體制上是經(jīng)歷了多個(gè)階段的演進(jìn)變化的。首先是由無線廣播電視系統(tǒng)向有線廣播電視系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變,是電視業(yè)務(wù)信號的傳輸質(zhì)量得到了極大的提高和保障。最初的有線廣播電視系統(tǒng)被稱為共用天線電視系統(tǒng),由于該系統(tǒng)存在服務(wù)范圍較小,當(dāng)服務(wù)范圍增大、接入的用戶較多時(shí),其電視業(yè)務(wù)信號的傳輸質(zhì)量難以得到保障,關(guān)鍵是該系統(tǒng)在服務(wù)區(qū)內(nèi)的主要電視信號的信源仍然來自于無線廣播電視系統(tǒng),僅是在信源傳輸?shù)哪┒藢?shí)現(xiàn)了有線傳輸。
為改進(jìn)共用天線電視系統(tǒng)的不足,此時(shí),將共用天線電視系統(tǒng)的天線和前端等設(shè)備設(shè)置到節(jié)目制作中心(我國一般為一個(gè)縣、市范圍配置為一個(gè)電視節(jié)目制作和管理中心),并在系統(tǒng)的干線部分采用低損耗的同軸電纜,使得系統(tǒng)的服務(wù)范圍恢復(fù)到原地面無線廣播電視系統(tǒng)的覆蓋范圍(服務(wù)范圍),即干線電纜直接上聯(lián)到業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI,Service Node Interface)。此時(shí)的有線電視系統(tǒng)才被稱為電纜電視(CATV,Cable Television)系統(tǒng)(干線部分和配線部分均采用同軸電纜傳輸)。
在演進(jìn)為電纜電視(CATV)系統(tǒng)(全同軸電纜系統(tǒng))后,此時(shí)的干線部分的范圍有了很大的擴(kuò)大,當(dāng)干線部分傳輸距離過長時(shí),仍然會對信源信號產(chǎn)生損傷,影響到最終用戶接收到的業(yè)務(wù)信號質(zhì)量。為了保證有線系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量,人們開始將干線部分的低損耗同軸電纜用光纖光纜來代替,配線部分仍采用傳統(tǒng)的同軸電纜,形成了光纖同軸電纜混合(HFC)網(wǎng)絡(luò)。此時(shí),人們?nèi)粤?xí)慣的稱為有線電視(CATV)系統(tǒng),但它是基于HFC網(wǎng)絡(luò)的有線電視系統(tǒng)。
欲詳細(xì)了解光纖同軸電纜混合(HFC)網(wǎng)絡(luò)介紹的請進(jìn)入。
綜上所述,對于廣播電視業(yè)務(wù)的接入系統(tǒng),目前其演變過程,經(jīng)歷了無線廣播電視系統(tǒng)、共用天線電視系統(tǒng)、電纜電視(CATV)系統(tǒng)(全同軸電纜系統(tǒng))和基于HFC網(wǎng)絡(luò)的有線電視系統(tǒng)四個(gè)階段的演進(jìn)。下附件是對廣播電視業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)的演變過程的一個(gè)較為詳細(xì)的描述。
欲詳細(xì)了解廣播電視業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)的演變過程描述附件的請進(jìn)入。
2、系統(tǒng)的相關(guān)概念
在我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7400《廣播電視術(shù)語》中,對上述所提到的廣播電視系統(tǒng)的相關(guān)術(shù)語都有明確的定義,這里列于下表1-2中,其中包括無線廣播電視、共用天線電視、有線電視(CATV)、地面電視廣播等及前端和分前端等。
表1-2:相關(guān)廣播電視的術(shù)語與定義
目前基于HFC網(wǎng)絡(luò)的有線電視系統(tǒng),具有三大主要特征:一是信源數(shù)字化,信源信號全部采用數(shù)字信號,包括原來的模擬電視信號全都數(shù)字化傳輸;二是傳輸雙向化,不僅只有下行傳輸,也可支持上行傳輸。三是業(yè)務(wù)的多樣性,不僅單單提供廣播電視業(yè)務(wù)的接入,同時(shí)可以提供其它寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入。
二、系統(tǒng)的業(yè)務(wù)能力
如今由HFC網(wǎng)絡(luò)所承載的有線電視系統(tǒng),人們雖然仍習(xí)慣的稱為電纜電視(CATV)系統(tǒng),但系統(tǒng)所提供的業(yè)務(wù)發(fā)生了很大的變化。我們知道,地面廣播電視系統(tǒng)的初衷就是向用戶提供電視廣播業(yè)務(wù)和聲音廣播業(yè)務(wù),且早期僅是單向的下行廣播。隨著地面廣播電視系統(tǒng)的演進(jìn),特別是到了HFC網(wǎng)絡(luò)所承載的有線傳輸系統(tǒng),除向用戶提供數(shù)字廣播電視業(yè)務(wù)和聲音廣播業(yè)務(wù)外,還可支持上行業(yè)務(wù),同時(shí)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(如IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))和交互式視頻業(yè)務(wù)(如VOD、IPTV)等。在我國國家工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50200中,將有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所承載的業(yè)務(wù)進(jìn)行了分類,分為應(yīng)用類業(yè)務(wù)、傳輸類業(yè)務(wù)和信息服務(wù)類業(yè)務(wù)三類,具體涵義詳見下表2中。
表2:有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所承載的業(yè)務(wù)分類
三、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成
我們知道,對于有線電視系統(tǒng)隨著系統(tǒng)的更新演進(jìn),使得系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成越來越復(fù)雜。
1、共用天線電視系統(tǒng)
最初的有線電視系統(tǒng)為共用天線電視系統(tǒng)。此時(shí)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成相對簡單,它分為前端部分、干線部分和用戶分配部分,如下圖3-1所示。由于其服務(wù)范圍較小(通常為一個(gè)住宅區(qū)或一建筑群區(qū)),其干線部分通常由分配器的分支連接數(shù)個(gè)用戶分配部分,必要時(shí)設(shè)置一級或多級干線放大器。用戶分配部分一般設(shè)置于一棟住宅樓或一棟建筑物,通過分配器、分支器等無源器件連接于各用戶。
圖3-1:共用天線電視系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成
2、基于HFC網(wǎng)絡(luò)的有線電視系統(tǒng)
目前的有線電視系統(tǒng)是基于HFC網(wǎng)絡(luò),其服務(wù)范圍通常涉及到一座城市(縣區(qū)域或市區(qū)域),又由于系統(tǒng)要支持包括IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入,使得采用光纖光纜的干線部分變得異常龐大,即它需要由寬帶城域網(wǎng)所承載。我們知道,寬帶城域網(wǎng)是由核心層、匯聚層和接入層所構(gòu)成,此時(shí),通常將前端設(shè)置在核心節(jié)點(diǎn),必要時(shí),應(yīng)增加分前端設(shè)置在匯聚節(jié)點(diǎn)。因此將此時(shí)的有線電視網(wǎng)絡(luò)稱為城市有線電視網(wǎng)絡(luò),如下圖3-2所示。圖中的數(shù)字基帶交換傳輸體系是指向電視用戶提供IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸體系。對于前端部分可包括(但不限于)的技術(shù)系統(tǒng)這里匯列于下表3-2中。
圖3-2:城市有線電視網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成
表3-2:前端部分的職能
實(shí)際上,目前的就廣播電視業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言,又形成了一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò),該廣播電視業(yè)務(wù)的本地網(wǎng)絡(luò),就服務(wù)的用戶數(shù),已經(jīng)遠(yuǎn)超過了固定電話的本地網(wǎng),成為了最大的業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
3、級聯(lián)的有線電視網(wǎng)絡(luò)
對于有線電視系統(tǒng),為了信源的制作分發(fā)、監(jiān)控管理、接入支撐等的需要,實(shí)際上,往往將多個(gè)城市有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行級聯(lián),形成省級有線電視網(wǎng)絡(luò),在省會城市設(shè)置一個(gè)前端,并在所轄的另一個(gè)城市設(shè)置備用前端。此時(shí)的省級有線電視網(wǎng)絡(luò)可由省際干線網(wǎng)、城域干線網(wǎng)和接入分配網(wǎng)所構(gòu)成,如下圖3-3所示。
圖3-3:級聯(lián)的有線電視網(wǎng)絡(luò)
四、系統(tǒng)的頻率配置
1、頻段配置
依據(jù)ITU-R的規(guī)定,地面無線廣播電視業(yè)務(wù)所使用的頻段被分配于甚高頻(VHF,30MHz~300MHz范圍)頻段和特高頻(UHF)的一部分(300MHz~1000MHz范圍)頻段。即30MHz~1000MHz頻段范圍,但其中包括了聲音廣播業(yè)務(wù)頻段(87MHz~108MHz)和其它無線電業(yè)務(wù)所使用的頻段,這部分頻段地面無線廣播電視業(yè)務(wù)是不能使用的。
到了早期的有線廣播電視系統(tǒng),我國也是沿用無線廣播電視系統(tǒng)的頻段規(guī)劃,仍然使用頻段范圍為30MHz~1000MHz,此時(shí)由于是有線傳輸,除87MHz~108MHz的聲音廣播頻段外,該頻段范圍都可用于電視廣播業(yè)務(wù)。但此頻段規(guī)劃僅考慮的是單向下行業(yè)務(wù)的安排,隨著有線電視系統(tǒng)雙向業(yè)務(wù)的開展,應(yīng)考慮上行業(yè)務(wù)的頻段安排。因此,我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對有線電視廣播系統(tǒng)的工作頻段進(jìn)行了重新的規(guī)劃,規(guī)定為5MHz~1000MHz頻段,其中5MHz~65MHz頻段為上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的頻段。
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2、下行頻道配置
在無線廣播電視系統(tǒng)時(shí),在劃定的頻段內(nèi),除去不能使用的頻段,共配置了68個(gè)下行電視頻道(一個(gè)頻道按模擬電視信號,占用8MHz帶寬),用DS-1~DS-68表示。在早期的有線廣播電視系統(tǒng)時(shí),除保留了大部分DS頻道外,又增加了42個(gè)增補(bǔ)頻道(仍然是8MHz帶寬)的配置,用Z-1~Z-42表示,使有線系統(tǒng)的下行電視頻道數(shù)大大地增加,這些頻道既可以安排傳輸電視信號(或模擬電視或數(shù)字電視)業(yè)務(wù),也可以安排數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。在我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,對有線電視廣播系統(tǒng)的下行工作頻道的配置有詳細(xì)的規(guī)劃。
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3、上行頻道配置
在基于HFC網(wǎng)絡(luò)的有線電視廣播系統(tǒng),調(diào)整了系統(tǒng)的工作頻段,即5MHz~65MHz為系統(tǒng)的上行業(yè)務(wù)的工作頻段。在我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,對有線電視廣播系統(tǒng)的上行工作頻道的配置(包括2.4MHz和3.2MHz兩種帶寬)有詳細(xì)的要求。
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五、系統(tǒng)的傳輸技術(shù)要求
1、下行廣播電視業(yè)務(wù)傳輸要求
對于有線電視廣播系統(tǒng)的下行廣播電視信號及聲音調(diào)頻廣播信號的傳輸技術(shù)要求,是在我國廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 106-1999《有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范的。
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2、上行業(yè)務(wù)的傳輸要求
對于有線電視廣播系統(tǒng)的上行業(yè)務(wù)傳輸通道的技術(shù)要求,是由我國廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 180-2001《HFC網(wǎng)絡(luò)上行傳輸物理通道技術(shù)規(guī)范》及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)范的。
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3、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸要求
對于有線電視廣播系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸技術(shù)要求,是由我國廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 200.x-2004《HFC網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)范的。
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