對于地面廣播電視系統,目前我國已基本淘汰了地面無線廣播電視系統(也稱開路系統),而采用的是有線廣播電視系統(也稱閉路電視系統),且是由HFC網絡所承載,可提供雙向傳輸。在提供廣播電視信號傳輸的同時,可為用戶提供其它相關數據通信業務的接入,此時的有線電視(CATV)系統需要對業務信號的傳輸做出頻率規劃,以使各種各類、各路各套的傳輸信號互不影響的傳輸,并支持雙向通信。下述將從開路電視系統的頻段規劃和頻道配置介紹,因為目前的有線電視系統是沿襲了其相關要求,即考慮到兩種系統的兼容性。
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一、無線電視系統(開路電視系統)
1、頻段規劃
對于地面開路電視系統的頻段規劃,按照ITU-R的要求,被劃分在VHF和UHF頻段。依據ITU-R《無線電規則》的頻譜劃分,甚高頻(VHF)的頻譜范圍為3MHz~300 MHz;特高頻(UHF)的頻譜范圍為300MHz~3000 MHz,頻譜范圍極寬。且在這極寬的頻譜范圍內還包含有其它無線通信使用的頻帶。因此,地面開路電視系統的工作頻段規劃情況如下表1-1所示,它可進一步劃分為Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ頻段(Ⅱ頻段用于聲音廣播)。它跨越了48.5 MHz ~958 MHz的頻譜范圍,但頻段頻譜是不連續的,即它并未使用其它通信系統在用的頻譜。
表1-1:地面開路電視系統的頻段規劃
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2、頻道配置
對于地面開路電視系統,其初傳輸的是模擬電視,因此在表1-1規劃的頻段內,依據國家無線電管理部門的規定,共配置了68個模擬電視的頻道,每個頻道為8MHz帶寬(PAL-D/K制式標準電視信號所需的帶寬)。頻道編號為DS-1到DS-68(“DS”為“電視”的漢語拼音“Dian Shi”的首字母,主要是以區別于下述的增補頻道編號“Z”),具體頻道的配置數據詳見下表1-2中,其中也包括了各頻道的中心頻率頻點、圖像和伴音的載頻頻點。
表1-2:地面開路電視系統的頻道配置
實際上,為了節約頻譜資源與便于頻道管理協調,當時我國僅使用DS-1到DS-48的48個模擬電視頻道(當時的模擬電視數量較少),其中DS-5頻道與調頻廣播業務頻段(87MHz~108MHz)相重也不再用于電視業務,實際使用了47個頻道。即使如此,由于當時地面開路電視系統多采用大功率遠覆蓋方式,極易導致越界覆蓋,影響了頻道使用效率。
二、有線電視系統(閉路電視系統)
1、頻段規劃
我國相關標準對于有線電視系統(閉路電視系統)的頻段規劃進行了規定。為了使閉路電視系統與開路電視系統在頻道配置上相兼容,閉路電視系統的頻段規劃沿襲了上述開路電視系統的頻段規劃方案,包括仍規劃在VHF和UHF頻段范圍之內。但頻段規劃方案經歷了下述的變化過程:
一是:在早期我國發布的國家標準GB 6510-1988《30MHz~1GHz聲音和電視信號的電纜分配系統》的引言中,明確指出該標準適用于30MHz~1GHz聲音和電視信號的電纜分配系統。標準中只規定了下行信號的相關要求;30MHz以下頻段根本沒有提及。GB 6510-1988在1996年修訂為GB/T 6510-1996時,仍然使用的是30MHz~1GHz。
二是:在1992年發布的我國廣電行業標準GY/T 106-1992《有線電視廣播系統技術規范》中,已將系統的頻段下限頻率延至5MHz,同時首次給出了上行頻段的規劃,具體詳見下表2-1-1,表中包括了下行頻段規劃,當時下行頻段的上限頻率只規劃到450MHz,該標準已經適用于開展雙向業務的有線電視系統。在1999年2月發布的修訂版GY/T 106-1999標準中,又對GY/T 106-1992所規劃的上/下行頻段都進行了調整,大大的增加了各頻段的頻譜范圍,具體詳見下表2-1-2,它涵蓋了5MHz~1GHz的整個頻譜范圍。
表2-1-1:GY/T 106-1992標準對有線電視廣播系統的頻段規劃
表2-1-2:GY/T 106-1999標準對有線電視廣播系統的頻段規劃
就下行廣播電視信號而言,表2-1-2中的頻段劃分是粗線條的,依據相關標準,下表2-1-3進行了進一步的頻段細分,并對應了下行頻道的配置情況,可以對有線電視系統的下行頻段規劃有更清晰的了解。
表2-1-3:有線電視系統下行傳輸的頻段規劃細分
三是:在1999年7月我國又專門發布了國家標準GB/T 17786《有線電視頻率配置》,將GY/T 106-1999的有線電視系統頻率配置規劃上升為國家標準,即該國家標準對有線電視系統的頻段規劃(包括上、下行頻段及業務的劃分)與GY/T 106-1999標準(見表2-1-2)完全相同,在此可以用下圖2-1表示。
圖2-1:GB/T 17786-1999的有線電視系統頻率配置圖
四是:在有線電視系統由光纖同軸電纜混合(HFC)網絡所承載后,我國有相關標準對基于HFC網絡的有線電視系統的頻段規劃也有專門的規定要求,與上述相關標準的規定要求大同小異。
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2、下行電視信號頻道配置
根據GY/T 106-1999標準的規定,有線電視系統下行電視信號傳輸的頻道的配置,仍指配8MHz帶寬的模擬電視頻道;但原來由于在開路電視系統所限制使用的頻段(其它通信系統所在用的),在有線電視系統就可以使用了,在此稱為增補頻道(用符號“Z”表示增補頻道)。具體要求是:保留了表1-2中的DS-6到DS-56的51個頻道,增加了Z-1~ Z-42的增補頻道42個,共配置有93個下行電視頻道,且均為模擬電視頻道,可以用來安排數字電視和數據通信業務(如IP業務、視頻會議、視頻點播等業務)的傳輸。51個DS頻道的具體配置詳見表1-2,包括各頻道的中心頻率頻點、圖像和伴音的載頻頻點等是完全相同的;42個增補頻道的具體配置詳見下表2-2,同樣包括各頻道的中心頻率頻點、圖像和伴音的載頻頻點等。之所以不使用DS-1到DS-4頻道,是因為其頻率以劃歸給了上行頻帶或過渡頻帶;DS-5頻道與調頻聲音廣播相重而不能使用。
表2-2:地面閉路電視系統下行傳輸的增補頻道配置
在GB/T 17786-1999標準中,對于Z頻道的配置與GY/T 106-1999完全相同(也為42個),但DS頻道保留了表1-2中的DS-6到DS-68的63個頻道,頻道的具體配置(包括其頻道帶寬范圍、圖像和伴音的載頻頻點等)見表1-2,或詳見GB/T 17786-1999標準原文,即見下附件。
附件:GB/T 17786-1999《有線電視頻率配置》
對于有線電視系統,其配置的下行頻道容量,與開路電視系統相比,幾乎翻了一番,使得有線電視系統的通信能力得到了極大的提高,尤其是目前所有的模擬電視已全部轉換為數字電視,原一套8MHz帶寬的模擬電視頻道可以支持4~8套數字標清電視信號的傳輸,故極大地提高了系統的頻譜資源利用率。
三、相關說明
1、上行頻道的配置
對于有線電視廣播系統在用到上行頻道時,應遵循廣播電視行業標準GY/T 180《HFC網絡上行傳輸物理通道技術規范》的相關要求,包括上行頻段中頻道的配置要求。另外,在GB/T 17786-1999中對上行頻段的傳輸質量要求等也做出了規定。
欲詳細了解基于HFC網絡的有線電視系統關于上行頻道配置要求的請進入。
2、頻道的實際中選用
我們知道,有線電視系統的頻率配置(包括頻段規劃與頻道配置)范圍中,包括了其它無線電業務使用的頻率范圍,即為共用頻率范圍,因此,系統有可能受到來自于其它無線電業務的干擾,那么在工程實際中對于有線電視系統的頻道(包括DS頻道和Z頻道)的實際選用應引起高度關注。在我國有線電視系統的工程建設標準GB/T 50200-2018《有線電視網絡工程涉及標準》的附錄B中,對系統所有頻道中可能受干擾的頻道進行了提示,所列的可能受干擾頻道情況,一般而言在不同區域頻道數目和受干擾程度不同,其中根據干擾,有的頻道被列為禁止使用或盡量避免使用。
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3、備用頻段
由上分析知,GY/T 106-1999標準規定的A頻段(110MHz~1000MHz)是用于模擬電視業務、數字電視業務和數據業務所使用的頻段,但在其頻道配置時僅配置到DS-56,即使用的上限頻點只到862MHz,862MHz~1000MHz將預留作為備用頻段。那么,當初廣電部對于有線電視系統關于不同業務在5MHz~1000MHz的各頻段中的部署,可參見下圖3-3,以供參考。
圖3-3:有線電視系統的業務與頻段部署
4、關于700MHz頻段
早在2007年,ITU-R已將有線電視系統的698MHz~806MHz(統稱為700MHz頻段)共106MHz帶寬劃分于移動通信業務或公共安全業務,該頻段涉及到DS-36~DS-49頻道。為此,我國工信部在2020年已將703MHz~743MHz和758MHz~798MHz共2×40MHz帶寬指配給廣電公司用以5G網絡的通信。
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