網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)在數(shù)字電視中的應(yīng)用研究

【摘 要】當(dāng)前，我國(guó)正在積極推廣數(shù)字化電視，數(shù)字有線電視不僅可以開(kāi)展許多增值業(yè)務(wù)，而且還可以實(shí)現(xiàn)電視高清數(shù)字化。文章在查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)單回顧數(shù)字有線電視的發(fā)展歷程，并指出HFC的技術(shù)特點(diǎn)，及如何利用HFC網(wǎng)構(gòu)建連接家庭用戶網(wǎng)絡(luò)的寬帶接入方案，為廣大居民提供更多的增值服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)寬帶 有線電視 增值 應(yīng)用研究

一、前言

隨著網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的飛速發(fā)展，廣播電視領(lǐng)域也迎來(lái)了數(shù)字化時(shí)代，CATV的全面數(shù)字化也基本實(shí)現(xiàn)。歷經(jīng)多年的不斷發(fā)展，我國(guó)有線電視消費(fèi)者已經(jīng)超過(guò)1億戶，居世界第一位，有線電視的網(wǎng)絡(luò)線路總長(zhǎng)已經(jīng)超過(guò)了400萬(wàn)公里，同時(shí)已有2000多個(gè)縣及縣級(jí)市開(kāi)通了有線電視數(shù)字化，其中大部分地區(qū)已構(gòu)建了HFC網(wǎng)，HFC網(wǎng)成為當(dāng)時(shí)主流技術(shù)。

二、數(shù)字有線電視的發(fā)展歷程

有線數(shù)字電視的推廣是廣播電視的進(jìn)步表現(xiàn)，它在給用戶提供傳統(tǒng)新聞?lì)惞?jié)目、娛樂(lè)節(jié)目的同時(shí)還增加了回看節(jié)目以及高清點(diǎn)播類節(jié)目及信息資訊等，實(shí)現(xiàn)了原來(lái)的單純的“看電視”到“選電視看”的質(zhì)的飛躍?，F(xiàn)今的有線電視系統(tǒng)一般包括：前端、傳輸干線和分配系統(tǒng)這三部分所構(gòu)成。

（一）第一階段“共用天線時(shí)期”

第一階段共用天線電視系統(tǒng)是在1950年實(shí)現(xiàn)的，它是在某一區(qū)域共用一副天線來(lái)接收電視信號(hào)的裝置，共用天線的出現(xiàn)也標(biāo)志著有線電視的正式開(kāi)啟。

（二）第二階段“有線電視階段”

第二階段的就是實(shí)現(xiàn)了區(qū)域性有線電視傳輸系統(tǒng)。在我國(guó)，衛(wèi)星技術(shù)的成熟為有線電視的發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。該階段的主要特點(diǎn)是節(jié)目?jī)?nèi)容較為豐富，不僅傳統(tǒng)新聞?lì)惞?jié)目和熱播劇節(jié)目得以保留，而且還實(shí)現(xiàn)了專業(yè)付費(fèi)頻道播放，其中文藝類節(jié)目頻道CCTV3、體育類節(jié)目頻道CCTV5、影視類節(jié)目頻道CCTV6、電視劇類節(jié)目頻道CCTV8等，都是大家非常喜愛(ài)的。

（三）第三階段“HFC階段”

HybricofFiberandCoax混合光纖同軸電纜網(wǎng)簡(jiǎn)稱HFC。HFC通常由光纖干線、同軸電纜支線和用戶配線網(wǎng)絡(luò)三部分構(gòu)成，從有線電視臺(tái)出來(lái)的節(jié)目信號(hào)先變成光信號(hào)，然后在干線上進(jìn)行傳輸，等到用達(dá)戶區(qū)域后把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)分支分配器通過(guò)同軸電纜輸送給用戶，以此達(dá)到接收電視信號(hào)的最終目標(biāo)。

三、HFC數(shù)據(jù)通信的技術(shù)特點(diǎn)

能夠傳輸?shù)姆€(wěn)定帶寬約為750MHz—860MHz，個(gè)別可達(dá)到1GHz的寬幅。電視信號(hào)數(shù)據(jù)的傳輸是利用一個(gè)頻道的頻寬作為載體，加載調(diào)制的數(shù)據(jù)。HFC最主要的特點(diǎn)為：線路安全可靠性高，在傳輸帶寬內(nèi)無(wú)需均衡，頻率特性好，傳輸損耗較小，傳輸容量大，節(jié)目頻道更多，內(nèi)容更為豐富，傳輸距離長(zhǎng)，更容易實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，而且可以實(shí)現(xiàn)了用戶按自己的愛(ài)好、需求訂購(gòu)節(jié)目頻道，可以實(shí)現(xiàn)回看、互動(dòng)點(diǎn)播等增值業(yè)務(wù)，更可以實(shí)現(xiàn)寬帶上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一。

四、HFC的構(gòu)建問(wèn)題探討

（一）HFC如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分割問(wèn)題

實(shí)現(xiàn)HFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸方式分為空間、時(shí)間分割方式以及頻率分割三種方式。HFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸所采用的方式為頻率分割，即頻分復(fù)用。通過(guò)頻分復(fù)用的方式，就可以較為靈活地增加模擬頻道的數(shù)量，然后通過(guò)給予數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)不同的頻段進(jìn)行同時(shí)傳輸，這樣上行和下行信號(hào)就在不同的分配頻段中進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了雙向傳輸。

（二）如何提高QoS的問(wèn)題

QualityofService即“服務(wù)質(zhì)量”，簡(jiǎn)稱QoS。HFC網(wǎng)不僅可以提供傳統(tǒng)CATV服務(wù)，還可以提供其他綜合性業(yè)務(wù)，HFC網(wǎng)所涉及的個(gè)人數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)付費(fèi)模式CATV網(wǎng)采用了Adddescramblingtechnology即：加解擾技術(shù)，以及驗(yàn)證Internet網(wǎng)和以太網(wǎng)的IP地址確認(rèn)的方法，在確保IP相同的終端才可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取。加解擾和加解密技術(shù)是有線電視收費(fèi)的核心技術(shù)。HFC中，如何提供強(qiáng)動(dòng)態(tài)視頻的QoS是非常重要的問(wèn)題，這里HFC可以通過(guò)采用ATM信號(hào)模式，在通過(guò)ATM的傳輸技術(shù)以及通信網(wǎng)中的MAC協(xié)議的配合下來(lái)提供傳輸速率、比特誤碼率、最大時(shí)延、包誤碼率、同步與抖動(dòng)控制等。

（三）視頻傳輸過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

解決帶寬問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)在于數(shù)字壓縮編碼技術(shù)。在HFC網(wǎng)中傳輸視頻信號(hào)需要經(jīng)過(guò)壓縮和調(diào)制，這樣就可以在相對(duì)較窄的頻帶內(nèi)完成傳送較多數(shù)字頻道的任務(wù)。如在500—750MH頻段內(nèi)采用64QAM的調(diào)制和選用4Mbps速率MPEG-2圖像信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳送200套數(shù)字頻道節(jié)目；而如果采用256QAM，則完全可以實(shí)現(xiàn)傳送800個(gè)相同數(shù)字圖像的頻道。

（四）如何有效降噪

1.噪聲的由來(lái)。在雙向傳輸中，如何有效降噪，尤其是上行噪聲，是目前主要的難點(diǎn)問(wèn)題。噪聲問(wèn)題主要來(lái)之于用戶終端。這種干擾是追著用戶的數(shù)量遞增的，當(dāng)各種噪聲統(tǒng)一聚集到前端后，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生漏斗效應(yīng)；這種漏斗效應(yīng)的產(chǎn)生是上行通道出現(xiàn)噪聲的根本原因。除此之外，還有入侵噪聲、有線電視的設(shè)備、器件接口接入不良、無(wú)線電臺(tái)干擾、接口質(zhì)量等問(wèn)題都是入侵噪聲產(chǎn)生的原因所在。

2.噪聲抑制措施。噪聲的抑制的措施控制方法為：第一，選取有效的調(diào)制解調(diào)辦法，例如：選擇上行信道采用同步碼分多址，即S-CDMA的調(diào)制模式以及具備糾錯(cuò)功能的編碼方式。第二，可以考慮利用MAC協(xié)議傳送控制信息通知使用上行頻帶的各節(jié)點(diǎn)避開(kāi)干擾嚴(yán)重的頻段以確保一定的誤碼率；第三，采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?，減少每個(gè)光節(jié)點(diǎn)所帶的用戶數(shù)；提高雙工的濾波質(zhì)量，減少高頻雜波對(duì)回傳信道的影響。

五、結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)有技術(shù)下，數(shù)字有線電視服務(wù)商完全可以利用原有的資源來(lái)實(shí)現(xiàn)各種寬帶接入，這樣不僅可以有效的節(jié)約資金，而且對(duì)還可以有效減少因投入增加而在消費(fèi)者身上追加的成本。同時(shí)就現(xiàn)在的帶寬需求而言，低成本高傳輸性才是未來(lái)的發(fā)展方向。

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