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项目1有线电视网络系统组成与功能认识_图文

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第 1 章 有线电视系统概述
1—1节 有线电视的发展历程

1--2节
1--3节

我国有线广播电视网络的层次结构
有线电视系统的基本组成

1--4节
1--5节

有线电视系统的频率划分和频道配置
相关基拙知识(选讲内容)

1—1节 有线电视的发展历程

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1 . 1 有线电视的发展历程

有线电视的发展由 20 世纪 40 年代末开始到现在已经经历了半个

多世纪的时间。从系统的技术、功能以及规模来看,大致经历 4 个阶段。
? 第一阶段: 公用天线电视( MATV , Master Antenna Television ) 系统,即是用一副公用天线接收无线信号的同轴电缆分配系统。 ? 第二阶段: 在 MATV 系统的接收端插入了录像节目播放功能的所谓闭路电 视 ( CCTV , Closed Circult Television )系统。 ? 第三阶段: 20 世纪 90 年代在干线传输突破后的城域网发展阶段。

?

第四阶段: 有线广播电视数字化发展阶段。

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1—2节 我国有线广播电视网络的层次结构
?1.2.1 国家级广播电视干线网

?1.2.2 省级广播电视干线网
?1.2.3 地区级广播电视网和县级广播电视网

?1.2.4 广电宽带城域网
?1.2.5 广电宽带城域网的基本结构

返回首页 1—2节 我国有线广播电视网络的层次结构 我国有线广播电视网在结构层次上分为四级:

? 国家级广播电视干线网(简称国干网) ? 省级广播电视干线网(简称省干网) ? 地区级广播电视网(简称地市网) ? 县级广播电视网

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图1-1 我国广播电视传输网的构成

1. 2 .1国家级广播电视干线网
国家级广播电视干线网如图 1一 1 所示。

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?网络结构为多个环型结构,环型结构共分为华北五省环、
北环、南环、西环、西南环、收集北环、收集南环,部分线路为链型结
构。链型结构为北京线、东北线、浙赣湘线、粤桂线、石太线。

?国家级基础干线网分成两个平台:广播电视传输平台
( A 平台)和数据传输平台( B 平台)。广播电视传输平台采用 DVB ( HDTV 、 SDTV ) over SDH 技术体制,传送信号分为:可重复编辑的 信号和用于播出的信号。干线网上的接口标准应符合 GB / T 17881 -

1999 ( (广播电视光缆干线同步数字体系( SDH )传输接口技术规
范 》 。数据传输平台基于 IP over DWDM 和 IP over SDH 混合传输体 制,逐步实现全国省、市广电数据平台高带宽、高冗余度、高可靠性以 及高可扩展性的互连互通,可灵活地为用户提供数据交换业务以及其他 各种增值业务。

1.2 .2 省级广播电视干线网

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全国许多省(市、区)相继建成省级广播电视 SDH 传输干线网, 并实现上与国家广电干线网、下与市和县广电网的互连互通,基本形

成从中央到地方、上下贯通的广播电视干线传输网络。目前省级传输
干线网业务范围主要包括广播电视传输网络的建设和运营、广播电视 传输网络的开发应用和广播电视节目传输服务等。

1 .2 .3地区级广播电视网和县级广播电视网

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地区级广播电视网和县级广播电视网已向城域宽带、多业务有 线广播电视网络,即全面提供基本、扩展和增值业务的广电宽带城域 网方向发展。广电宽带城域网是广电网络的重要组成部分,在地理位 置上位于同一城市行政区域范围;在网络层次上位于广电骨干网之下, 是广电骨干网在城域内部的延伸和扩展;在网络功能上主要实现用户 业务的接人、传输与汇聚;起着广电上下网络互连和基础服务平台的 作用,不仅是我国广电事业发展的基础,也是我国广电产业开发的基 础。

1 . 2 .4 广电宽带城域网
?广电宽带城域网(

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Broadband Metropolitan Area Network for Broadcasting

and Television ) 是由广播、交互两个业务平台组成的用射频电缆、光缆、微波、数 据电缆或及其组合来传输、分配和交换图像、声音及数据信号的城域宽带、多业务有

线广播电视网络。

?广电宽带城域网具有五个要素:
? ① 信道构成 ― 具有广播和交互两种信道,分别用于完成广播式和交互式业务。 ? ② 物理介质 ― 可采用射频电缆、光缆、微波、数据电缆或及其组合多种传输介 质。 ? ③ 作业任务 ― 对广播式和交互式业务信号进行传输、分配和交换三种作业。

? ④ 处理对象 ― 图像、声音及数据三种信号。
? ⑤ 功能特点 ― 覆盖整个城域范围,具有宽带通信网的特性,可开展多种业务。

1 . 2 .5 广电宽带城域网的基本结构
?( 1 )广播业务平台基本结构模型

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广播业务平台是以广播方式在广播信道上单向传递广播电视信号的多 节目业务平台,主要用于开展模拟和数字电视、音频广播及数据广播等广播 业务。按照 GB / T 6510 一 1996《 电视和声音信号的电缆分配系统 》 相关规定,广播信道由前端( Headend )、干线 ( Trunk )、用户分配网 络( Distribution Network )三大部分组成。 城域网广播信道基本结构模型如图 1 一 2 所示。通常它由一个总前 端( HE )和若干分前端( SE )、一级和二级光链路干线及光节点( ON ) 以下的同轴电缆分配网络三大部分组成。一级光链路采用“路由走向环型、 物理连接星型”拓扑结构;二级光链路一般采用星型拓扑结构,按需也可组 成环型拓扑,同轴电缆分配通常采用树型拓扑结构。

城域网广播信道基本结构模型图

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?( 2 )交互业务平台基本结构模型

? 广电宽带城域网交互业务平台是以 IP 通信方式在交互信道上双向
传输数据信号的视音频数据业务平台,主要用于开展互联网接人等宽 带接人业务和 HDTV 、 DVR 、 VOD 等交互式电视业务。按照 GY /

代 00 . 1 / 2 一 2004 《 HFC 网络数据传输系统技术规范 》 相
关规定交互信道是在 HFC 网上按该规范建立的 IP 透明传输通道, 通常由骨干网和接入网组成。

?城域网交互信道骨干网( IC Backbone Network )是由主中心
( MC )和多个分中心 ( SC )组成的环 ― 星型结构的光分配系统。 通常采用空间分割方式建立上/下行通道。

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?城域交互信道接人网( IC AccesS Network )是指从分中心( sC )至用 户数据终端之间的星 ― 树型结构电缆分配业务系统。通常采用频谱分割方 式建立上/下行信道。鉴于业务市场的多元化需求,目前宽带接入业务的接 入方式亦呈多样化趋势,除 HFC 网络的 Cable Modem 接人方式外,还有 ADSL 、 SDSL 、光纤( FITH )、 LAN 及固定/移动的无线接入、 PLC 等 多种接人方式。

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1--3节 有线电视系统的基本组成
?1.3.1 有线电视系统物理模型

?1.3.2
?1.3.3

有线电视系统分类
传统有线电视系统的基本组成

?1.3.4

现代有线电视网络的基本组成

1.3.1 有线电视系统物理模型
1.3.1 有线电视系统物理模型

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有线电视系统是一个复杂的完整体系,它由许多各种各样的具体设备和部件 按照一定的方式组合而成。从功能上来说,任何有线电视系统无论其规模大 小如何、繁简程度怎样,都可抽象成如图 1 一 3所示的物理模型,也就是说, 任何有线电视线系统均可视为由信号源、前端、传输系统、用户分配网四个 部分(或称四个功能模块)组成。

图 1 一 3 有线电视系统的物理模型

1.3.2 有线电视系统分类
有线电视系统有多种分类方法: ? 按用户数量可分为

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A 类系统( 10 万户以上的系统)和 B 类系

统( 10 万户以下的系统)。 ?按干线传输方式可分为 全电缆系统、光缆与电缆混合系统、微波与 电缆混合系统、卫星电视分配系统等。 ? 按照是否利用相邻频道可分为 道系统。 ?邻频传输系统按最高工作频率又可分为 300MHz 系统、 450MHz 系 邻频传输系统与非邻频传输系统。

?其中非邻频传输系统可按工作频段分为 VHF系统、 UHF 系统和全频

统、 55OMHz 系统、 750MHz 系统、 1000MHz 系统等。
?按信号传输方向可分为 单向系统与双向系统之分。

1 . 3 . 3 传统有线电视系统的基本组成

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这里所谓的传统有线电视系统,是指采用邻频传输方 式,只传送模拟电视节目的单向有线电视系统。这种系统

在我国极为普及,分布面广,至今仍大量存在。图 1 一
4 是这类系统基本组成的示意性框图。

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图 1 一 4 传统有线电视系统的基本组成

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图1- 有线电视系统原理方框图

1 . 3 . 3 传统有线电视系统的基本组成
?( 1 )信号源

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传统的有线电视系统的节目来源通常包括多个卫星转发的卫星电

视信号、当地电视台发送的开路电视信号、当地微波站发射的微波电
视信号、其他有线电视网通过某种方式传输过来的电视信号、自办电 视节目、自办或转播的视、音频节目等,接收或产生这些节目信号的

设备共同组成了系统的信号源部分。这些设备包括:
? ① 用于开路广播电视接收的高增益接收天线(通常是多单元强方 向性的八木天线)。

?② 用于卫星电视接收的卫星地面接收系统。

1 . 3 . 3 传统有线电视系统的基本组成

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?③ 用于自办电视节目的自动播出系统,包括多台摄像机、电影电视 设备、 DVD 播放设备、字幕机、切换矩阵、自动播出控制系统以及 演播室、转播车等。 ?④ 用于接收其他有线网传送信号的相应设备,具体组成取决于传送 方式。如采用微波( AML ) ,则需要微波接收天线和下变频器;如 采用 AM 光纤,则需要光纤接收机;而如果采用数字光纤传送,则除 了光纤接收机外,还需要有将相应数字信号转化为模拟视、音频信号 的专门设备。 ?⑤ 用于微波电视信号接收的微波接收天线和微波接收机;用于接收 FM 广播节目的天线、接收机和用于自办 FM 节目的立体声放音设备、 播出控制设备。

1 . 3 . 3 传统有线电视系统的基本组成
?( 2 )前端

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前端是位于信号源和干线传输系统之间的设备组合。其任务是把从信号 源送来的信号进行滤波、变频、放大、调制、混合等,使其适合在干线传输 系统中进行传输。例如,对于当地强信号电视台发出的信号,一般要经过频 率变换,把该频道的节目转换成其他频道,在线路中传输,以避免空中强信 号直接窜人用户电视机而出现重影干扰;在 VHF 系统中,也需要把天线上接

收到的 UHF 信号转换成 VHF ’的标准频道或增补频道,以免传输时信号损失
太大。从卫星接收机、微波接收机输出的视频、音频信号,以及自办广播电 视节目中产生的视频、音频信号,还需要进行调制,使其变为高频信号,才 能进人混合器,使各个不同的节目互不干扰地在线路中传送。在邻频传输系 统中,还应采用高质量的频道处理器来处理要传输的信号,以避免相邻频道 的干扰等。

1 . 3 . 3 传统有线电视系统的基本组成
大型有线电视系统的前端不止一个:

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?本地前端(相当于主前端)是指其中直接与系统干线或与作干线用

的短距离传输线路相连的前端。
?远地前端(相当于本地前端的信号源前端)是指经过长距离地面或 卫星传输把信号传递给本地前端的前端。

?中心前端(相当于分前端)是指设置于服务区域的中心,其输人来
自本地前端及其他可能信号源的辅助前端。一般说来,一个有线电视 系统只有一个本地前端,但却可能有多个远地前端和多个中心前端。

1 . 3 . 3 传统有线电视系统的基本组成
?( 3 )干线传输系统

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干线传输系统的任务是把前端输出的高频复合电视信号优质稳定地传输给用户分配网, 其传输方式主要有光纤、微波和同轴电缆三种。
? 光纤传输是通过光发射机把高频电视信号转换至红外光波段,使其沿光导纤维传输,到接收端再 通过光接收机把红外波段的光变回高频电视信号。光纤传输具有频带很宽、损耗极低(利用 1 . 55 脚的光,传输 1 公里的损耗仅 0 . 2dB )、抗干扰能力强、保真度高、性能稳定可靠等突出的优点。

? 微波传输是把高频电视信号的频率变到几 G 珑到几十 G 比的微波频段,或直接把电 视信号调制到微波载波上,定向或全方位向服务区发射。在接收端再把它变回高频电 视信号,送人用户分配网。微波传输方式不需要架设电缆、光缆,只需安装微波发射 机、微波接收机及收、发天线即可。因而施工简单、成本低、工期短、收效快,而且 更改线路容易,所传输信号质量也较高。缺点是容易受建筑物的阻挡和反射,产生阴 影区或形成重影。由于雨、雪、雾等对微波信号有较大的衰减,给多雨、多雾、多雪 地区的应用带来不便。

1 . 3 . 3 传统有线电视系统的基本组成

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? 电缆传输是技术最简单的一种干线传输方式,具有成本较低、设备可靠、安装方 便等优点。但因为电缆对信号电平损失较大,每隔几百米就要安装一台放大器, 故而会引人较多的噪声和非线性失真,使信号质量受到严重影响。过去的有线电

视系统几乎都采用同轴电缆传输,而现在一般只在较小系统或大系统中靠近用户
分配系统的最后几公里中使用。

1 . 3 . 3 传统有线电视系统的基本组成
?( 4 )用户分配网

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用户分配网的任务是把有线电视信号高效而合理地分送到户。它一般是

由分配放大器、延长放大器、分配器、分支器、用户终端盒(也称系统输出
口)以及连接它们的分支线、用户线等组成。分支线和用户线通常采用较细 的同轴电缆,以降低成本和便于施工。分配器和分支器是用来把信号分配给 各条支线和各个用户的无源器件,要求有较好的相互隔离、较宽的工作频带 和较小的信号损失,以使用户能共同收看、互不影响并获得合适的输出电平。 分配放大器和延长放大器的任务是为了补偿分配网中的信号损失,以带动更 多的用户。与干线放大器在中等电平下工作不同,分配放大器和延长放大器 通常在高电平下工作,输出电平多在 100dBμ V以上。

1 . 3 . 4 现代有线电视网络的基本组成
?图 1 一 5 现代有线电视网络的基本组成

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1 . 3 . 4 现代有线电视网络的基本组成
法 》 所描述的有线数字电视系统的典型结构

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?基于 GY/T 221 一 2006 《 有线数字电视系统技术要求和测量方

1 . 3 . 4 现代有线电视网络的基本组成

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?基于 DOCSIS 标准的有线电视 HFC 交互系统参考结构

1 . 3 . 4 现代有线电视网络的基本组成
?县(市)有线数字电视系统前端的结构示意图

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1 . 3 . 4 现代有线电视网络的基本组成
?某有线电视系统光网络结构简图

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1 . 3 . 4 现代有线电视网络的基本组成
?MMDS 覆盖示意图

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1 . 3 . 4 现代有线 电视网络的基本组 成
?高层住 宅小区有 线电视无 源分配系 统网络结

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构简图
(光站到 用户终端 无源集中 分配)

1.3.4 现 代有线电 视网络的 基本组成

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?21 层高 层建 筑布 线示 意图

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1 . 3 . 4 现代有线电视网络的基本组成
? 烽火通信-- FTTH解决方案

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? 光纤直接入户,实现三网合一,可开展语音+数据+

IPTV+CATV业务。
? 20公里覆盖半径,实现少局所,广覆盖。 ? 丰富的ONU类型,满足开展不同业务类型的需要。

1 . 3 . 4 现代有线电视网络的基本组成

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?烽火通信-- FTTB解决方案 ? 灵活经济的FTTB组网,光纤到达大楼或者楼型道,采用多用户以 太网型ONU或多用户DSL型ONU,可为多用户提供以太网接口或DSL用户 线,实现多个用户分摊EPON单线成本; ? ONU到用户端采用LAN或者DSL MODEN的方式来解决,在保障带宽的 基础上大大降低建设成本 ; ? 解决不同用户业务需求:纯数据、数据+语音、数据+语音+视频。

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?烽火通信-- FTTO解决方案 ? 完善的DBA功能,不同用户享受不同带宽。

? 可开展语音,数据,IPTV,E1专线的业务,全面满足
商业用户的需要。 ? 主干光纤保护、全线路保护、PON口冗余保护等多种保 护方式满足商业用户对安全性的苛刻要求。

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1 – 4节 有线电视系统的频率划分和频道配置

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?1.4.1 ?1.4.2

电视频道的频带宽度 地面电视广播的频道配置

?1.4.3

有线电视系统的频率配置

1.4 . 1 电视频道的频带宽度
?4. 1 电视频道的频带宽度

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由于无线电频率资源有限,不可能给一个电视频道太宽的频带,故地面 电视广播中视频信号的调制都采用残留边带调幅( VSB 一 AM )方式,而 卫星电视则采用调频方式。 所谓残留边带调幅,即是用普通的双边带调幅方式,把带宽为 6MHz的 视频信号调制到图像载频 fv 上,得到带宽为 12MHz 的双边带调幅信号,

再让该双边带信号通过一个残留边带滤波器,把下边带的绝大部分滤去,最
后保留上边带的全部及下边带的少部分信号。同双边带传送相比,残留边带 传送方式所占用的频带要小得多,只有上边带的 6MHz,加上下边带的 1 . 25MHz ,共计 7 . 25MHz比。再加上给伴音信号留的0 . SMHz 的带宽(伴 音副载波的频率为人+ 6 . 5MHz ) ,一个频道只需 8MHz ,因而可容纳更 多的频道。

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图 1--4 VSB - AM 高频电视信号的形成示意图

1.4. 2 地面电视广播的频道配置
? 4 . 2 地面电视广播的频道配置

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我国规定的无线广播电视频率主要有48.5MHz~

108MHz、167MHz~223MHz、470MHz~566MHz和606MHz~
958MHz 4个频段,开路电视频道一共有68个,每个频道的 带宽都是8MHz,其频率范围由fV?1.25MHz到fV+6.75MHz, 其中fV是图像载频,而伴音载频fA比图像载频高6.5MHz。

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图1-6 电视频道的频谱分布图

1.4.3 有线电视系统的频率配置

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?4.3

有线电视系统的频率配置

有线传输系统的频率配置方案基于无线电视广播频率配置

方案,并增加了有线电视专用的增补频道。

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?对于单向有线电视系统而言,各邻频系统拥有的频率资源情况如 表1-3所示。 ?表1-3
邻频系统 标准频道

各邻频系统拥有的频率资源
300MHz DS1~ 450MHz DS1~ 550MHz DS1~ 750MHz DS1~ 862MHz DS1~

DS12
增补频道 共计(个) Z1~Z16 28

DS12
Z1~Z35 47

DS22
Z1~Z37 59

DS42
Z1~Z42 84

DS56
Z1~Z42 98

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?在双向有线电视系统中,用电缆实现双向传输,采用频 分复用方式,一般采用“低分割”方案,即5MHz~30 MHz

上行,30MHz~48.5 MHz为过渡带,48.5 MHz以上全部用
于下行传输,频道资源可以得到充分的利用。 ?采用“中分割”方案以解决开展综合业务的问题。

1 . 5 相关基拙知识(选讲内容)
?1 . 5 . 1 分贝比与电平 ?1 . 5. 2 电压的叠加

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1 . 5 . 1 分贝比与电平
?1 . 5 . 1 分贝比与电平 ?( 1 )分贝比

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?( 2 )电平

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1 . 5 . 2 电压的叠加

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用矢量法计算总电压

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