有線電視結構和常見技術概要

2023-02-10 08:39:05 字數 4782 閱讀 6111

有線電視網路系統由四部分組成:訊號源系統、前端系統、傳輸系統和使用者分配系統。

圖1 傳統有線電視系統的基本組成

圖2 現代有線電視系統的基本組成

圖4 有線電視系統組成

數碼電視就是指從演播室到發射、傳輸、接收的所有環節都是使用數字電視訊號或對該系統所有的訊號傳播都是通過由0、1數字串所構成的數字流來傳播的電視型別。其訊號損失小,接收效果好。

機頂盒的全稱叫做「數碼電視機頂盒」,它是一種將數字電視訊號轉換成模擬訊號的變換裝置,它對經過數位化壓縮的影象和聲音頻號進行解碼還原,產生模擬的**和聲音頻號,通過電視顯示器和音響裝置給觀眾提供高質量的電視節目。它採用了相容的辦法,在中國一直延續到現在。

1、訊號源系統

訊號源是提供傳送廣播電視頻號節目的源頭,是指提供系統所需各類優質訊號的各種裝置。有線電視的訊號源分為三大類:

1.從空中收轉的各種電視訊號。

2.有線電視系統自辦的電視節目,

3.網路的資料。

2、前端系統

2.1、前端的功能

傳統的電視有線電視系統中只有模擬訊號。模擬前端對訊號的基本處理功能大致可概括為:

(1)、提高系統載噪比:當接收訊號過弱或一般裝置滿足不了系統的載噪比要求時,可以在前端加入低雜訊天線放大器,以改善系統的雜訊係數,進而滿足系統分配的載噪比指標。

(2)、鄰頻處理:採用鄰頻道配置方式,可以充分利用頻道資源,在給定的頻帶範圍內盡可能的多傳節目套數。

(3)、頻率變換:為了實現傳輸頻道的合理配置,也為了避開某種干擾,通常在前端採用訊號處理器或解調-調製組合來變換某些頻道的頻率。

(4)、抑制非線性失真和寄生輸出:在前端裝置中廣泛採用的各種帶通濾波器和其它技術手段將各種失真、干擾減至最小。

(5)、調製、解調:在接收衛星和微波訊號時,要採用解調技術從訊號中分解出視、音訊訊號,再經過調製將訊號調製成到所需頻率的射頻訊號;自辦節目也要經過調製後才能使用。

(6)、電平調整、電平控制:為了為傳輸部分提供合適的電平和平坦的復合射頻訊號,前端通常採用固定和可變衰減器來調整各頻道的電平。為了減少前端輸出電平的波動,採用agc技術對電平進行控制。

(7)、產生導頻:大型的同軸電纜系統中,前端必須給幹線放大器提供導頻訊號以使其自動電平控制電路獲得進行電平調整的「參考依據」。

(8)、混合:前端最終目的就是為了為傳輸系統提供乙個高質量的復合射頻訊號,因此,前端中必須有混合裝置使所有節目訊號合而為一,來滿足系統需要。

2.2、前端的型別和組成

(1)、直接混合型:從天線上接收的訊號直接送入無源混合器,經寬頻放大器放大後作為前端的輸出。這種前端最簡單,技術上容易實現,**最低。但嚴格上講不是真正的有線電視系統。

(2)、頻道處理混合型前端

圖4.頻道處理混合型前端

頻道處理混合型前端:在混合之前,每乙個頻道都有乙個相應的頻道處理器,其具體構成因所處理的物件(本頻道訊號性質)不同而不同。射頻訊號的處理裝置是訊號處理器,它可以變換頻道,也可以不變換頻道,還可以是解調-調製組合。

典型的訊號處理器通常採用下變頻-中頻處理-上變頻方式,輸入頻道訊號先經過下變頻器變換成中頻訊號在中頻訊號上進行處理,以使本頻道訊號滿足鄰頻傳輸的特殊要求,在經過處理後的中頻訊號利用上變頻器變為所需的射頻訊號,並經頻道放大後發送入混合器。**訊號的處理裝置當然是中頻調製器,它輸出的訊號同樣可以滿足鄰頻道傳輸的要求,此時混合器採用寬頻型混合器以保證輸出效能。頻道處理混合型前端指標高、***、效能優越而穩定、滿足鄰頻使用要求、便於增容擴容,因而廣泛用於大型有線電視系統。

(3)、現代有線電視網的前端型別

圖5. 現代有線電視的前端組成

現代有線電視網的前端型別:在現代有線電視網路中,前端對訊號處理方式仍然沿襲著單頻道處理的思路,因而形式上講,現代有線電視網的前端的技術型別仍然屬於頻道處理混合型。但由於現代有線電視網所需實現的功能比傳統有線電視豐富。

所要處理的訊號型別也較傳統前端為多,此時對訊號處理不僅僅只要達到鄰頻傳輸的要求而是包含了其它十分豐富的內容,比如對數字電視訊號而言,前端需要對它進行訊號編碼以及卷積交織等一系列處理,為的是增強訊號的糾錯能力和提高訊號克服突發雜訊影響的能力;總之現代前端必須滿足良好的訊號處理能力和完善的系統管理能力,從本質上講,現代前端技術型別應該是綜合處理與智慧型管理型。

上圖簡要地畫出了這種前端型別的原理示意圖。這類前端大致可分為模擬電視部分、數碼電視部分、和資料塊部分三大塊,不同的部分有不同的訊號處理方式和控制管理方式。模擬電視訊號採用的是傳統的頻道處理混合方式,以使訊號達到鄰頻傳輸的要求;對數字電視訊號來說,前端的處理包括復用、加擾、編碼、調製等等,從形式上到內容都比對模擬電視訊號的處理複雜得多;對資料訊號而言,前端的處理包括路由選擇、網路適配和調製等,以便和使用者端的cable modem建立起有效的連線和通訊,此類業務的實現同樣需要配置相應的管理控制系統。

(4)、綜合前端

圖6. 現代智慧型綜合前端

圖6中,模擬電視部分的組成與傳統的前端完全一致,但增加了較為複雜的數碼電視部分和資料部分。在當前的有線電視網路中,衛星電視頻號既作為模擬通道的訊號源,也有一部分節目放在數字平台上傳輸。一般來說,數碼電視的訊號源主要有:

衛星電視節目(dvb-s的訊號可以通過qpsk解調器變換成ts流直接進入復用加擾系統,而模擬衛星電視頻號則需要數位化後經mpeg-2編碼才能送至復用器);自辦數字電視節目(由磁碟陣列和**播出伺服器提供)nvod節目(由nvod生成系統和相應的播出伺服器提供);epg、資料廣播和其他業務(由相應的生成系統將素材按dvb-data格式打包形成ts流再送入復用器);光電光纖骨幹網a平台提供的節目(通過sdh分接轉換和網路介面介面卡將訊號變成ts流)。這些節目按一定的方式復用加擾後,通過dvb-c的編碼調製器(一般採用64qam)變換到射頻上在乙個個的模擬頻道中傳輸。加擾過程由使用者管理系統和條件接收系統產生的控制訊號進行控制。

使用者必須在取得授權後通過機頂盒才能收看到這些節目。前端中,復用器輸出的訊號在調製前需分成兩路,一路直接送到qam調製器,進入本地hfc網進行傳輸;另一路則通過介面介面卡轉換成ds3訊號,復接到本地的sdh網路上傳送到下一級的分前端。

前端的資料部分可以根據需要來合理配置。在圖中,資料資訊的交換通過中心交換機來完成,可以由專線與公用電信網連線實現internet的接入,通過本地**網實現撥號連線,也可以實現ip**的業務;有線電視自辦的資訊業務可以通過一系列相應的伺服器來提供,也可以與廣電光纖骨幹網的b平台進行連線。這些資料資訊通過前端的cmts進入到本地的有線電視hfc網路中。

而網路的控制和管理則由功能強大的網路管理系統和使用者系統來完成。

實際的前端組成是由具體的裝置組成的,不同的前端其組成的思路和規律大致相同,組合式樣則因系統而異。

2.3、前端的主要裝置

(1)天線放大器:也稱前置放大器,一般位於天線附近,固定在天線豎桿上。作用是放大天線接收的訊號以提高訊號電平,改善前端輸出訊號的載噪比。

(2)頻道放大器:進行單頻放大的器件(現代有線電視系統已不再使用)。作用:

抑制帶外訊號分量以減小輸出訊號中的交調和互調失真;對單頻頻道訊號放大,獲得較高的輸出電平;進行各頻道的分別調整使輸出電平基本保持一致,並進行自動電平控制,以穩定電平。

(3)頻道變換器:將天線接收的電視訊號的頻道轉換到系統安排的傳輸頻道上去。它不改變頻譜結構。

(4)訊號處理器:也稱頻道處理器;作用是:把接收過來的電視訊號經處理後變換到有線電視系統工作頻段所指定的頻道上。

實質上它是一種功能更全的頻道變換器。分類:外差變換器型和解調-調製型。

後者主要用於超大型複雜系統,可以提高質量。一般常用的是前者。

(5)調製器:調製器是將**和音訊訊號變換成射頻電視訊號的裝置,他常與錄影機,攝像機,衛星接收機等配合使用。自辦電視節目訊號、衛星電視頻號、微波傳送的電視訊號、自辦調頻立體聲節目訊號以及各類數碼訊號等則用調製器變換成射頻訊號在有線電視系統中進行傳輸。

(6)導頻訊號發生器:產生導頻訊號,補償電纜衰減的溫特性。在750mhz以上的系統中,由於廣泛採用hfc網路,故一般不用導頻訊號。

(7)混合器:將兩個以上輸入訊號合併成乙個組合輸出訊號再用一根同軸電纜或光纖傳送出去的裝置,也稱合成網路。一般來說,混合器在形成復合訊號的過程中應具有較高的相互隔離能力,盡量避免訊號間的相互影響。

混合器分為無源和有源混合器兩種。有源混合器不僅沒有插入損耗,而且有5~10db的增益。無源混合器又分為濾波器式和寬頻變壓器式兩種,他們分別屬於頻率分隔混合和功率混合方式。

3、傳輸分配系統

3.1 同軸電纜網路

圖7. 發泡同軸電纜示意圖

現代有線電視系統最根本的目的是要解決覆蓋問題,因此,由前端產生的復合射頻訊號最終必須通過合理的傳輸分配網路才能被準確、優質地傳送到千家萬戶。

傳輸分配網路通常由傳輸幹線和使用者分配網組成,從目前採用的傳輸媒介看,傳輸分配網路主要有四種應用模式:

(1)即hfc網(光纖同軸電纜混合網,傳輸幹線由光纖傳輸系統組成,而使用者分配網則仍然是同軸電纜)、

(2)同軸電纜網(傳輸分配均採用同軸電纜)和mmds(多路微波分配系統)系統。

(3)lan接入方式。通過網路,以後會用這種,新城就是光纖入戶

(4)mmds通常只做輔助或補充手段,在一些地形特殊、使用者分散、不便於鋪纜架線的地區使用。 **、新疆

hfc網路是新建網路普遍採用的方式,也是技術發展的方向。但是同軸電纜仍大量存在於實際系統,至少hfc中使用者分配網還是採用的同軸電纜。因此先了解同軸電纜時必要的。

圖8. 用cmts+cm的雙向網路示意圖(三網合一)

三網融合是指電信網、計算機網和有線電視網三大網路通過技術改造,能夠提供包括語音、資料、影象等綜合多**的通訊業務。 三合是一種廣義的、社會化的說法,在現階段它是指在資訊傳遞中,把廣播傳輸中的「點」對「面」,通訊傳輸中的「點」對「點」,計算機中的儲存時移融合在一起,更好為人類服務,並不意味著電信網、計算機網和有線電視網三大網路的物理合一,而主要是指高層業務應用的融合。「三網融合」後,民眾可用電視遙控器打**,在手機上看電視劇集,隨需選擇網路和終端,只要拉一條線、或無線接入即完成通訊、電視、上網等。

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