有线广播电视系统概述

2.2.1　有线广播电视系统概述

有线广播电视在近几年发展相当迅速,凭借其用户优势和高带宽的网络基础,已逐步成为信息社会进行信息交换的主要形式。

有线电视是利用高频电缆、光缆、微波等传输,并在一定的用户中进行分配和交换声音、图像以及数据信号的电视系统。

最早的有线电视系统,是1948年在美国宾州曼哈诺依的一个公用天线电视接收系统(MATV)。为了解决城郊山区电视信号阴影区的居民收看电视的问题,MATV采用一副主天线接收无线电视信号,并用同轴电缆将信号分送到用户家中。经改进后的MATV系统,被作为无线电视延伸和补充的主要手段,广为采用;并于20世纪60～70年代用于城市内解决高楼阻挡区域的电视接收问题。改进后的MATV系统,可在信号接收前端插入录像机播放的节目,构成一个完整的电缆电视闭路系统(CATV)。

我国最早的有线电视系统,是1964年北京饭店旧楼的闭路电视系统。随着电视传输的技术的不断进步,到20世纪80年代中后期,采用微波多路分配系统(MMDS)和调幅(AM)光纤代替同轴电缆进行干线、超干线传输的技术,取得重大突破,使有线电视网络的结构更为合理、规模更加扩大,并迅速在90年代初成为组建城市性规模网络的主要干线模式。

有线电视网络采用频分多路复用技术。我国模拟电视的制式为PLAD/K,频道带宽是8MHz。电视频道的数量受到同轴电缆带宽的限制。有线电视信号通过由同轴电缆构成的树枝型分配网络传输,并且使用带宽放大器来补偿信号的衰减。有线电视网络中的用户接入分支数受到噪声功率的限制,随着噪声功率的增大,需要使用更多的放大器来补偿在传输中信号功率的损失。

中国的有线电视经历了30年的发展,已经成为世界第一大有线电视用户国。目前,我国有线电视用户已经达到了8000多万,有线电视网络的里程超过了240万公里。有线电视以其频带宽的特点被世界各国专家公认为“信息高速公路的最后一公里”,具有巨大的产业开发价值。当前,中国的有线电视正在向数字化、多功能化、产业化和全国联网的方向发展。未来的中国有线电视作为新兴的网络媒体的支柱,定将成为国家社会经济生活中一个新的经济增长点。

经过近30年的发展,有线电视由最初的共用天线系统,经过闭路电视系统阶段,发展到了今天的全新的光纤同轴电缆混合(HybridFiberCoaxial,HFC)网络系统。HFC被视为有线电视网络结构的一次革命,现在世界各国的有线电视经营商都正在把原来的同轴电缆网逐步改造成为HFC网。

HFC网络是在当今的经济技术环境下,能够为有线电视用户提供更好传输质量和更高可靠性的传输手段。光缆网起到高速连接的作用,电缆网起到方便和价格低廉的高速连接的作用,两者的有机结合,构成了有线电视网的基础。数字压缩技术和高效数字调制技术在HFC网上的应用,又大大拓展了有线电视网络的频道容量和多功能服务的能力。由于在一个常规模拟电视频道中可以传输8-10套数字压缩的标准电视节目,所以有线电视网络具备了开展三四百套数字电视节目和开展诸如视频点播(VOD)类高级视频业务的能力。同时采用其他先进技术还可以实现在有线电视网络中传数据、话音和接入互联网服务。HFC结构的有线电视网能够直接把750MHz甚至1GHz的带宽送入用户家中,提供了开展多种业务的频道资源。

另外,由于有线电视网络在HFC传输体制的基础上支持数字通信和计算机通信等多种先进的传输体制,使得有线电视网络可以在开展有线广播和有线电视节目的基础上,提供诸如视频点播、音乐点播、远程教育、远程医疗、家庭办公、网上商场、网上证券交易、高速互联网接入、会议电视、物业管理等多种类型的宽带多媒体业务。其中高速互联网接入、远程教育、数据广播等业务已经发展成熟到了大规模商用的阶段。

为了能够实现上述新技术带来的全新的业务和服务,就必须对现有的有线电视网络进行技术改造和更新。这种改造和更新,从用户方面来讲,是接受信息时代带来的全新的业务和服务,从而更方便快捷地接受资讯,享受更高品质生活的必要条件;从广播电视事业来讲,是广播电视事业新技术产业革命的基础,是广播电视事业进入信息时代的需要。

国家广电总局要求新建的有线电视台为HFC网,将同轴电缆网改造为双向网,每个光节点用户在2000以下,有利于数据传输和宽带接入,同时对网络进行维修整顿,减小上行干扰噪声。最终用户通过分路器将电视机和计算机连到HFC网络上,计算机通过以太网卡和CableModem连到分路器上,可以同时收看电视节目和用计算机访问信息网络。HFC网的操作是通过开放接口实施的,允许进行集中性能测试和监视所有网络功能直至用户接口单元为止,并与上层网管接口。用户接口单元在安装时无需调整或设置,一旦用户接口单元与网络设施相连,所有设置将自动地在前端进行,十分方便。网管系统可以提供全部网络基础设施的配置图,任何网络故障和性能劣化都会受到及时处理。

目前我国的有线电视传输网络由全国有线电视一级传输网络、省级有线电视二级干线传输网络、市级有线电视三级干线传输网络、城域有线电视本地配送网络等组成。

全国有线电视一级传输网络由卫星和地面光纤组成,该网络的节点包括国家有线电视传输中心和各省级有线电视传输中心,主要作用是从国家广电总局向各省级有线电视网络中心的多套电视节目的传送和各省向上回传的一套省级电视节目。目前有条件的省多采用SDH传输技术通过光纤形成覆盖全省的有线电视传输环网,网络节点包括省级有线电视传输中心和各市级有线电视传输中心,主要作用是由省级中心向市级中心传输的多套有线电视节目和由各市级向上回传的一套有线电视节目。

目前市级和城域有线电视配送网络多由光纤、微波、同轴电缆等组成,有条件的住宅小区采用光纤入小区、同轴电缆入户的方式。

与数据通信网络(如基于IP的网络)相比,有线电视传输网有如下特点:

第一,带宽要求较高:以每套节目占8Mbps带宽计算,传输50套节目需要400Mbps的带宽;

第二,带宽要求比较固定:只与传送节目的套数有关,与用户的多少无关,也就是说,所需的网络带宽不随着用户发展而增加;

第三,网络实时性要求较高:用户看到节目带宽时间与节目播出的时间允许有一个固定的、严格控制的时延;

第四,网络可靠性要求较高:在节目播出过程中,如果网络有1秒钟的中断,将是一个严重的事故;

第五,网络每天有固定的运行时间:只在节目播出时需要传送,其他时间可进行网络维护工作。