1、第8章有线电视综合业务网络8.1基本业务有线电视基本业务就是电视广播业务，但是电视技术正在经历着由模拟向数字，由常规向高清晰度电视发展的一场技术变革。8.1.1数字电视1.广播电视的数字化数字技术的采用，其原因至少有以下三方面。1)数字信号在抗干扰性和几乎无误差、完美的图像和声音的广播上，其性能要优于模拟信号。2)数字信号的比特流可以在一个传输频道内复接、交织，因而可使辅助信号或数据信号与视音频信号一起被发射、传输、存储或处理，使原来的广播电视频道具有拓展综合信息广播的能力，增加了广播电视节目的多样性。3)数字信号可使用基于冗余度缩减的压缩编码技术以提高频谱利用率，增加系统可靠性，降低运行费用
2、，使广播电视具有数字声广播、标准数字电视(SDTV)、高清晰度电视(HDTV)的传送能力。2.数据业务与有线电视网络随着光纤技术的逐步引入网络主干，使网络带宽的瓶颈转移到网络最后1km范围内的用户接入系统。相比之下，采用同轴电缆分配结构的有线电视分配网要比采用铜双绞线的电信接入网更具有优势。由表8-1可见，HFC结构的有线电视网，其数据传输速率是目前采用ADSL或N-ISDN接入方式的电信网的20200倍，且传输距离长，运行成本低。近几年来，有线电视网的宽带特性倍受关注，引得许多电信业出巨资并购有线电视网。3.有线电视系统的数字化为适应数字电视广播或未来高清晰度电视广播的传输要求，并满足不断增
3、长的数据业务对网络带宽的需求，有线电视系统的数字化已势在必行。有线电视系统数字化的最直接的好处是：提高频谱利用率，增加频道容量；有条件接收、加强网络管理；开发交互式业务、增加网络收益。有线电视系统的数字化工作主要在两个方面展开。1)HFC网络结构的改造。即根据网络覆盖地域的实际情况，建设环形或星形结构的光纤骨干网，尽量将光节点下移，以缩小同轴电缆分配系统的用户规模；拓宽电缆分配系统的传输带宽，优化回传通道的设计，改善上行信道的传输特性。2)制定一系列数字有线电视的传输标准。目前已实施的有北美的有线电视数字视频传输标准和欧洲的DVB标准，我国采用DVB标准，如表8-2所示。作为交互式有线电视业务
4、传输系统标准，国际电联颁发了美国的DOCSIS标准和欧洲的DAVIC标准。我国许多地方大都采用DOCSIS标准。欧、美两种交互式有线电视业务系统的主要差别在于欧洲的DAVIC是基于ATM的通信机制，而美国的DOCSIS则主要基于IP包的通信方式。4.数字电视技术基础(1)信源编码技术当模拟信号数字化后其频带大大加宽，一路6MHz的普通电视信号数字化后，其数码率将高达167Mbit/s，对存储器要求很大，占有的带宽将达80MHz左右，只有采用数字压缩技术才能很好地解决上述困难，压缩后的信号所占用的频带大大低于原模拟信号的频带。编码压缩方法有许多种，从信息论角度出发可分为两大类：1)冗余度压缩方法
5、，也称无损压缩。具体讲就是解码图像和压缩编码前的图像严格相同，没有失真，从数学上讲是一种可逆运算。哈夫曼编码、算术编码、行程编码、Lempel 2ev编码属于无损压缩编码。2)信息量压缩方法，也称有损压缩。也就是讲解码图像和原始图像是有差别的，允许有一定的失真。DPCM和运动补偿的预测编码、正交变换编码、统计分块编码、分形编码属于有损压缩编码。(2)信道编码技术数字信号在传输过程中，会受到各种噪声和干扰的影响，使接收端产生错误判决，造成误码(差错)。1)两种差错的类型。随机差错：由随机噪声所造成的差错；突发差错：指成串出现的差错，差错分布比较密集，差错之间有相关性。2)信道编码的目的：要求码列
6、的频谱特性适应通道频谱特性，从而使传输过程中能量损失最小，提高信号能量与噪声能量的比例，减小发生差错的可能性，提高传输速率；增加纠错能力，使得即便出现差错，也能得到纠正。3)三种差错控制方式。检错重发方式(ARQ)：发送端发出检错码，接收端收到后经检验如果发现传输中有错码，但不知错码的准确位置，则通过反向信道把这一判断结果发送给发送端。发送端重发；前向纠错方式(FEC)：发送端发送纠错码，接收端在收到的信码中不仅能发现错码，而且还能够确定错码的准确位置，并纠正错码；混合纠错方式(HEC)：该方式是前两种方式的结合，发端发送的码不仅能够检测错误，而且还具有一定纠错能力。(3)数字信号的载波调制数
7、字基带信号的频谱集中分布在低频段，不适合直接在带通信道中传输，为了在带通信道中传输数字信号，必须采用数字调制技术将基带信号的频谱搬移到适合信道传输的频段再进行传输，这种通信方式称为数字信号的载波传输(调制传输)，如图8-1所示。1)四相相移键控(QPSK)。QPSK调制的原理是把相继两个码元的四种组合(00.01.10.11)对应于正弦波的四个相位：2)正交振幅调制(QAM)。如果让ai、bi本身取不同的值，所作的处理就是正交振幅调制(QAM)，图8-2是16QAM和32QAM的星座图。3)正交频分复用(OFDM)。数字传输中一个很大的问题是多径反射问题，即电视中的重影问题。8.1.2数字视频
8、1.数字图像采集简介数字图像处理从图像采集开始。无论是通过家庭中的静态数码相机，还是演播室中的高端广播设备，或者是工作时的平板扫描仪，数字图像采集都从某种形式的光到数据的转换过程开始，最终则输出一个二进制数据文件。2.数字图像处理简介数字图像处理在很大程度上是整个数字视频技术的关键。利用DSP算法，数字图像处理可达到很高的质量。通过日益强大的编码技术，数字图像处理技术能更有效地使用实际通信带宽，而且基于多种其他数字技术，数字图像处理技术还能提供一些独特而宝贵的功能(屏幕菜单叠加、交互功能等)。数字图像处理包括许多方面，每种应用都有其独特的要求。然而,一般来说，数字图像处理所涉及的技术通常可分为
9、以下几类。(1)文件编码/解码每个数字文件都必须采用特定的格式进行处理，即编码和解码。(2)文件加密/解密随着数字视频技术的繁荣和发展，对于内容保护的需求越来越大，需要进行文件的加密/解密。(3)图像变换、图像增强和DSP每种数字产品都针对其特殊应用对数据进行调整。3.数字图像显示简介数字图像只有当其被显示出来时才有意义。这些产品可接收数字视频数据流并将其转换为驱动LCD、PDP或投影仪等显示设备所需要的特定技术格式。在数据变换过程中完成色彩校正，同时进行特殊处理以去除非自然信号并适应观看者的喜好。数字显示技术是数字电视和计算技术融合的结果。这些应用推动了数字传输格式、平板显示比例以及更高分辨
10、率和图像质量的发展。推动这一融合过程的另一个因素是有线电视网络和视频市场中数字视频内容的爆炸性增长。其结果是显示市场正在发生根本性的变化，预计未来5年时间里，平板显示技术将超过传统显示器。8.1.3高清晰度电视1.高清晰度电视HDTV(High-Definition Television)数字电视是指系统，高清晰度电视是指系统内的业务,高清晰度电视是一种电视业务，或者说高清晰度电视是一个视力正常的观众在距该系统显示屏高度的三倍距离上所看到的图像质量应具有观看原始景物或表演时所得到的印象。其2.高清晰度电视的优点(1)清晰度高由于采用1 125行扫描，因而清晰度很高。(2)真实感和临场感强真实感
11、和临场感与电视画面的幅型比和尺寸有关。HDTV屏幕的幅型比为169，屏幕尺寸都在64cm(25in)以上。这样可以提供宽银幕、类似影院的图像，看上去与原始景物很接近，给人以身临其境的感觉。(3)音质优美HDTV的伴音采用数字4声道立体声，放音质量相当优美，可与激光唱片相比美。(4)信息量大高清晰度电视丰富多彩的屏幕，是一个高度集成的通信网。这个通信网不仅包括电视，而且包括计算机、电话、视频游戏、CD唱机和其他电子媒体。(5)功能多具有完备的交互选择功能(从局域使用中逐步扩展)；有教育、游戏、短片包等增值增项服务功能；也有计算机作业功能；可以扩展到图形影像信息的适时浏览；你也可以播送你自己制作编
12、辑的电视信息。3.高清晰度电视技术现在高清晰度电视已确定在全数字化上。数字高清晰度电视是指HDTV节目全部采用数字方式制作、传输和接收。8.2增值业务8.2.1图文电视图文电视又称电视文字广播，是一种附属于电视的广播业务。图文电视是利用电视播放时不传送画面的间隙，即“场消隐期”的部分时间，插空播送简短的文字和图形信息，图文电视系统主要由编辑部分、传输部分和接收部分组成。(1)编辑部分在图文电视信号发送之前，需要先把图文信息编辑成“页”和“册”，然后将编好的页和册的数据插入到电视信号中规定的回扫行中，再由发射机发送出去。目前编辑部分都是从计算机数据库中取出数据，然后自动编辑成页，即自动编辑方式。
13、(2)传输部分通过微波把信息送到电视发射机发射出去。因为是利用电视信号的场消隐期传送的，所以和电视信号同用一个频道。(3)接收部分如前所述，接收部分通常是加装了译码器和键盘的电视接收机。译码器的作用是把从天线收到的图文电视数字编码信号转换为在屏幕上显示的文字和图形信息。键盘则是供用户控制和选择图文电视的内容。8.2.3视频点播随着多媒体技术、通信技术以及硬件存储技术的发展，人们已不再满足单一、被动的信息获取方式，而是希望主动参与节目之中。视频点播(Video on Demand，VOD)正是一种交互式业务，它引起有线电视界和通信界的高度重视。8.2.2会议电视电视会议业务是利用电视和计算机技术
14、及设备，通过数字传输信道在两地或多地之间召开会议的一种可视通信业务。出席会议的人员通过会议电视系统，既可以听到对方的声音，又可在屏幕上看到与会者的形象动作，还可通过控制系统传送图表、文件等资料，如同面对面地交流。1.前端处理系统前端处理系统一般由视频服务器、磁盘阵列、节目数据库、播控系统等构成 它应具有如下特征：1)能够存储至少几百小时的图像节目。2)如果一个用户对VOD服务器随机的动态访问被称为会话过程的话，那么VOD服务器须能支持上千个同时进行而又相互独立的“会话”过程。3)具有一套加密及用户访问控制机制来防止非法用户访问。作为点播系统的核心，VOD视频服务器的性能直接决定系统的总体性能。
15、为了能同时响应多个用户的服务要求，视频服务器一般采用时间片调度算法。2.控制管理系统控制管理系统是一个信令传输网络，用于管理用户到VOD视频服务器的连接。由于实际 的VOD系统中可有多个VOD视频服务器，因此，控制管理系统采用两级网关管理，第一级在数字宽带交换系统和传输系统中实现对不同频道的选择；第二级则完成在一个VOD视频服务器上对特定节目的选择。VOD信令和数据流通路具体过程如下：1)通过预置信令连通机顶盒和访问入口设备，即接通VOD系统将服务清单从入口处传给用户。2)按用户要求，入口选定相关的视频服务器，即接通并提供服务索引。3)由机顶盒或视频服务器完成初始化，并由服务入口提供路由信息，
16、由服务器提供节目清单。4)用户从节目单中选择节目并将信令传给视频服务器。5)通过网络操作将节目由视频服务器发到机顶盒，必要时可将节目从视频库装载到视频服务器。6)其他信令通路都服务于操作中心的监控、记录等。3.ATM数字宽带交换系统管理能力、点对点可交换的交互式VOD系统中，其服务器、网络、存取设备、用户预定设备等都能运行于多种类型的视频压缩模式和不同带宽要求的环境中。视频服务器可根据用户的要求把用户点播的节目从视频库中取出，并通过ATM网络传送给用户。视频信息一般采用 MPEG标准压缩编码，装入 ATM信元，在 ATM网络中传输。同一个网络中可能有多个信息提供者，因此可以有多个视频服务器，由
17、网络服务操作中心调配使用。服务入口的功能主要是根据用4.传输系统传输系统由干线传输系统和分配系统组成，其作用是将来自VOD视频服务器及其他信号源的信息送至用户并回送用5.用户设备目前用户设备主要有两类结构。第一类结构将网络终端(NT)从机顶盒分离开来，两者间多采用E1V24接口，可6.实现VOD的网络结构方案HFC结构兼顾目前大楼已有的同轴线缆状况，支持现有的和正在出现的窄带和宽带业务。来自VOD视频服务器的信号(155Mbit/s)和传统的诸如CATV等其他多媒体信号被送入中心点(HUB)进行调制，而HUB则是VOD网络中数字模拟转换的接口。前向通道接收VOD数字信号和其他多媒体信号，将其通
18、过光纤传送至各节点(Node)。反向信8.2.4可视电话1.可视电话的概念多媒体技术与通信技术的完美结合，使得可视电话焕发了新的活力。今天的可视电话(videophone)将集计算机的数字化技术、交互性处理能力、网络分布性等优越性和多媒体信息的综合性为一体，正发展成将电话、电视、传真及其他通信终端与计算机功能相结合的一种多媒体通信终端。2.可视电话的组成可视电话设备是由电话机、摄像设备、电视接收设备及控制器组成的。可视电话的话机和普通电话机一样是用来通话的，摄像设备的功能是摄取本方用户的图像传送给对方，电视接收显示设备的作用是接收对方的图像信号并在荧光屏上显示对方的图像。8.2.5远程教育1.
19、现代远程教育现代远程教育是随着现代信息技术，特别是计算机网络技术和多媒体技术的发展而产生的一种新型教育方式。2.远程教育系统的组成远程教学系统包括实时教学的授课系统，课后进行辅导、答疑、考试的辅助系统，多媒体课件制作系统，对教学活动进行组织管理的教务管理系统以及对学生进行组织管理的学籍与资格认证系统等。(1)实时授课系统实时授课系统借助现代的通信手段将教师现场授课的语音、数据、图像等实时地传送到远端教室或学生的桌面系统上，这样学生即可实现同普通学生一样听老师授课的目的。(2)非学时的辅助系统辅助系统包括的内容很多，目前几乎都是依托IP网的，比如用WWW系统来发布消息，用FTP系统来下载教师的电
20、子教案，用E-mail系统来布置作业、提交作业和进行答疑，用BBS系统为学生提供学术讨论空间和虚拟的班级环境，利用多媒体的课件库为学生提供声像并茂的自主学习方式等。(3)多媒体课件制作系统多媒体课件制作系统是利用多媒体技术将每一门课程的内容转换为图文声像并茂的多媒体信息，使得学生能随时随地进行学习。(4)教学、教务管理系统教学、教务管理系统主要包括课程的设置、授课安排、学生的注册、学籍管理、学习过程跟踪等内容。8.2.6远程医疗1.什么是远程医疗远程医疗是远程通信技术与医学专家相结合的产物，从广义上讲是使用远程通信技术和计算机多媒体技术提供医学信息和服务。它是指不在同一地点的医疗机构运用电子信
21、息技术和现代长途通信技术，为处于不同的空间中的参与者参与医疗保健服务和支持的一种服务方式。2.远程医疗提供的功能(1)远程专家会诊异地医学专家通过远程医疗电视会议系统对同一病例进行会诊，包括高精度图像传送、交互式电子白板等功能。(2)远程手术观摩通过远程医疗电视会议系统，更多的医生可以异地观摩手术，达到共同提高和学术交流的目的。(3)远程医疗学术交流以及医护人员的远程教学和培训通过远程医疗系统，两地的医生可以进行医学的学术交流，医护人员可以在本地接收中心或医学院的指导和培训。3.远程医疗的服务形式(1)离线形式即请求和提供远程医疗服务的双方用电子邮件(E-mail)的方式来完成远程医疗服务。但
22、必须提供较完整的病人资料，才能有效地提供诊治意见。(2)实时形式即以视频会议系统为底层软件开发出远程医疗服务系统，该系统需配备图、文、音、像输入和输出装置。请求和提供远程医疗服务的双方通过声音、图像、文字等进行实时的直接交流。远程医疗中的远程诊断、专家咨询和远程急救可视情况采用离线形式或实时形式，远程门诊宜采用实时会诊形式。8.2.7监控系统闭路电视监控系统(又称CCTV)是安防领域中的重要组成部分。系统通过遥控摄像机及其辅助设备(镜头、云台等)，直接观察被监视场所的情况，同时可以把被监视场所的情况进行同步录像。另外，电视监控系统还可以与防盗报警系统等其他安全技术防范体系联动运行，使用户安全防
23、范能力得到整体的提高。8.2.8因特网接入除上述信息服务外，有线电视用户现在可以用计算机接入因特网而不占用电话线，通过有线网接入因特网，连接到世界任何地方的计算机。它不影响有线电视节目的接收，并且比通过Modem由电话线连接快几百倍。具有500kbit/s的传输速度使用户在下载很大的文件时所花费的时间比电话线传输少得多，甚至有足够的带宽在计算机上欣赏动态视频图像。有线电视网的网关不仅能使用户更快地接入因特网，而且具有各种各样的多媒体特性的新功能。8.3有线电视综合业务网络8.3.1CATV宽带综合服务网的特点CATV宽带综合服务网表现出多样性和兼容性的特征。1.模拟信号和数字信号并存目前电视信
24、号仍以模拟信号为主，并且到全数字电视信号还要有一个相当长的过渡时期，因为现有的数亿台电视接收机是模拟电视信号接收机，并且在宽带综合网传送的信号中,电视广播信号仍占有绝对大的比重。2.频分复用与时分复用并存对于多路模拟信号的复用应采用频分复用方式，对于多路数字信号的复用常采用时分复用方式。由于CATV网中既有模拟信号又有数字信号，故系统中必然存在频分复用和时分复用并存的复杂情况。3.光缆与电缆并存目前我国很多地区已建立了光缆电缆混合网即HFC网。因为全光纤网，即光纤到家的网络是目前社会经济水平难以承受的。8.3.2CATV宽带综合服务网的一般组成CATV宽带综合服务网的一般组成方案如图8-5所示
25、。1.前端系统前端系统的功能广义地概括起来讲有三项，即信号的接收，信号的处理和信号的控制。(1)模拟信号信号的接收则来自卫星，开路广播的信号和自办的信号来自演播室的信号。信号的处理则是信号的放大，即电平的处理，信号频谱的处理有信号的调制、信号的变频和信号的混合等。信号的控制则主要是信号电平的自动控制和频率精度的控制等。(2)数字信号信号的接收，主要是指接收来自邮电网、计算机网和上行数据，对于数字信号接收的含义应理解为执行网络节点接口协议和接口转换。2.HFC传输网HFC传输网的任务是将信号传输给用户。3.用户终端系统用户终端设备由用户Cable Modem和用户室内设备构成。用户Cable M
26、odem是这类设备的一个总称。它由调制器、解调器和分复接与接口转换设备构成。不同的厂家有时名称不同，结构也不同，例如有的厂家称为远端设备(RIU)。8.3.3网络传输协议(ATM和IP)为了提供高速数据业务以及话音业务，针对每一种业务都有多种解决方案。以往人们认为，能够支持语言、数据和视频业务的平台只能基于ATM技术，但近年来这种观点受到了强烈挑战。由于Internet网络的迅速发展，TCPIP协议的广泛使用，采用IP技术，提供宽带多媒体业务逐渐成熟起来。例如，改善实时应用的协议RTP，保留宽带的协议RSVP以及改善可靠性的协议IPSEC等的引入。8.3.4CATV宽带综合网服务结构体系及功能
27、发展CATV宽带综合网的模式有多种多样，目前也还处在试验阶段，最终市场规律将决定各种方案的生命力。社会的实际需求和社会的实际经济承受能力在此将起着重要的作用。如果脱离了上述两点社会因素，即使从技术角度上来说某种方案是先进的，它具有能够传输多种信号、方便、快捷、可靠性好、网络管理功能齐全，但超出了社会经济承受能力和社会需求，则也是难以推广使用的。相反，某种方案虽然并不完美，但造价低兼，能满足当前人们最迫切的信息需要，则也是有生命力的，至少在一段时间里能得到一定程度的推广使用。应该说目前推出的任何一种CATV宽带综合网系统都是过渡性的系统，尚不存在理想的一劳永逸的完美系统。1.数据平台与电视平台分
28、离的模式对于数据传输如果正向信号都从前端发出，而反向信号又都回传至前端，则前端的设备势必十分庞大，所需的传输频带也非常宽。它会给系统造价带来十分不利的影响，也会给数据传输的速率和网络的管理带来不利的影响。数据传输通信网络已自成体系。骨干网的任何一点都可以切入，无须在前端一处进行。网络中各部分，根据光节点的地理分布可2.减少功能的简化系统从目前社会需求角度来看，最主要的是窄带数据业务，如IPPV的信令和Internet等，并且是不对称的业务。从网络获取的信息多，而从用户端回传至网络的信息量少。根据这种判断，有的系统用电话线作为回传反向通道。这样实际上CATV系统是一个单向传输系统，系统造价大大降
29、低。3.集体解码和个体解码方案在用户端，如每个用户都配备一台Cable Modem可能是一种方便的方案，但Cable Modem价格较高，大约需500美元左右。一般用户难以承受。另一种方案是多个用户配备一台Cable Modem，然后送入以太网，每个用户再从以太网上获取信息。这样一台Cable Modem可由几十个用户甚至更多的用户分摊。系统造价会显著降低。因此系统的结构应根据具体情况来设计，在人口密集的城市，共用Cable Modem在经济上是合算的。当然在地域上孤单的用户只能自己花钱安装设备，因为计算机网络的传输距离是有限的。8.3.5CATV宽带综合网的发展方向从“频分”到“时分”在多路
30、信号传输系统中，信号的复用方式往往对系统的性能和造价起着重要的作用。信 号的复用方式主要有空间复用方式(SDM)、频分复用方式(FDM)、时分复用方式(TDM)和波分复用方式(WDM)等。其中尤其以频分复用和时分复用为最常用的复用方式，有时在一个系统中同时采用几种复用方式，以求得到较好的性能价格比。1.频分复用方式信号的复用方式与信号本身的性质有关，在以往的模拟信号时代，往往都采用频分复用方式，不论对电话或电视信号都是如此。例如，直至今日，我们对模拟电视信号仍按频道划分来进行传输。2.时分复用方式对于数字信号，主要采用时分复用方式。数字技术已在通信和信号处理领域得到广泛应用，若图像传输也能实现
31、数字化将有助于形成一个统一的全数字世界。8.3.6宽带媒体服务器在VOD系统中，专业宽带媒体服务器是VOD系统的核心设备，它是专为具有高质量、并发大流量需求的交互式视频点播(IVOD)应用而优化设计的可灵活扩展的、高性能的开放多处理器系统。用户观看节目的模式已不是传统电视台单向播放，用户从被动观看的形式，而变成像Internet一样，用户可随时选择喜爱的节目。宽带媒体服务器就是在网络上为视频点播用户提供存储和播放节目功能的设备。1.不同体系结构的宽带媒体服务器(1)基于普通微机的宽带媒体服务器(2)基于高级工作站的服务器(3)基于专用硬件平台的服务器(4)分布式层次结构服务器2.宽带综合服务器
32、系统构成(1)节目采编录入系统它是将传统的影视节目的素材如录像带、VCD、DVD、LD转换成计算机视频文件(MPEG文件)，采用MPEG-的文件格式时，转换后的图像效果不会发生改变。(2)节目播控系统用来控制节目的播出时间、播出顺序及播出频道，操作人员可自行安排，简单方便。(3)专业宽带综合服务器它是该系统的核心，用来处理并向外部传送视频节目数据流，同时还对影视节目库进行有效管理。(4)影视节目库用来存放计算机视频文件，它是一组大容量的阵列磁盘，它可根据用户需求选择磁盘容量。(5)并发式多路视频输出系统服务器将用户的点播需求通过有线电视宽带网以视频数据流的方式发送到客户端。3.宽带综合服务器系
33、统的特点(1)格式统一该系统可以实现把不同的节目源的格式进行统一，即把各种录像带、VCD、DVD、LD等统一形成计算机的文件格式(MPEG-、MPEG-)存储在硬盘上。其中MPEG-格式文件输出的图像质量可达到DVD的效果，图像清晰。(2)存储量大该系统可无限存储，它支持磁盘阵列，可满足用户对各种信息的查阅，在这些资料，信息的存储方式上，非常简捷。(3)性能可靠性能十分可靠，可多年连续24小时开机并工作正常。由于硬盘播放比传统播放质量可靠，可做到无(4)管理方便它是全计算机化的系统，基本上无须人员操作，所以减少了劳动强度，降低了管理成本。损多次播放。8.3.7终端设备(IRD和Cable Mo
34、dem)1.综合解码机(IRD)综合解码接收机(Integrated Receiver Decoder)是数字电视的接收设备。下面我们简单介绍Philips的商用卫星IRD DVS382的结构，其框图如图8-6所示。该设备主要部分由调谐器、QPSK解调、去扰码、纠错、解复用、解码、PALNTSC编码、系统控制和智能卡读出器等部分组成。2.电缆调制解调器(Cable Modem)(1)Cable Modem的作用和发展前景Cable Modem可以提供高速数据通信，比如：Internet接入、在线娱乐、VOD、电视会议、远程工作组以及局域网互联等，它是HFC网络的关键设备。现有的电话Modem有
35、其不足之处，已不能满足迅速发展的信息社会的需要，其原因有：速率太低，大部分为28.8kbit/s，传输速率很低，尤其是传输多媒体画面耗时很长,而图像的信息往往比声音和其他数据要丰富和直观，是不能忽视的重要信息内容；通信费用过高；电话普及率不如有线电视。2)IEEE802.14。802.14是IEEE的一个工作组，主要定义MAC层和PHY(物理层)接口规范，包括：MAC接口、PHY接口、安全协议、基于ATM信元的接口技术(QOS及带宽分配等)。3)两种标准的比较。MCNS和IEEE802.14两种标准的物理层接口非常相近；MCNS基于帧结构而IEEE802.14是基于ATM信元；MAC层接口不同
36、；MCNS定义了安全规范、管理和业务支持，而IEEE802.14没有。(2)Cable Modem的标准1)MCNS。MCNS是“Multimedia Cable Network System”的缩写。MCNS由Comcast、Cox Communications、TCI、Time Warner、MdeiaOne、Rogers Cablesyste ms和CableLabs等公司组成，它的目标是制定在HFC网上通过Cable Modem进行数据通信的接口规范，使各生产厂商接受这一规范，从而达到不同厂家的Cable Modem具有互换性。(3)Cable Modem的分类依据系统的类型和用户功能
37、的不同，Cable Modem有不同的类型。1)按数据传输的方式，可分为对称型业务和不对称型业务Cable Modem。2)按使用功能，可分为公共信息型和专用信息型Cable Modem。3)按带宽速率分配方式，可分为动态分配带宽速率与固定带宽速率Cable Modem。(4)Cable Modem系统的组成所谓Cable Modem系统，即采用Cable Modem，借助于有线电视传输网络开展计算机网络业务的系统。该系统通常由前端系统，具有双向功能的CATV传输网和用户端子系统三部分构成。根据MCNS的定义，前端主要设备是电缆调制解调器端接系统，即CMTS(Cable Modem Termi
38、nation System)，CMTS中包括网络接口、调制器和解调器，CMTS的网络侧包括有如下设备：远端服务器、骨干网适配器和本地服务器。CMTS的射频侧包括有如下设备：混合器、上行信号频分器、光发射机和光接收机等。CSTV双向传输网络包括光纤及同轴电缆传输网，即HFC网。(5)Cable Modem的组成和功能CM有多种型号，一个典型的CM包含调制解调单元、电视调谐单元、解密单元，有的CM还具有以太网集线器功能、桥接器功能、路由器功能以及网络控制功能等单元。CM是一个双向接收发送设备。下行方向，数字信号调制在88860MHz内的某一个8MHz带宽的一个载波频率上，调制方式多采用QPSK或64QAM。
