第3章-有線電視前端系統(tǒng)2011-6-17

1、第3章 有線電視前端系統(tǒng),3.1 有線電視前端系統(tǒng)功能與組成3.2 有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能3.3 有線數(shù)字電視前端主要設(shè)備3.4 有線電視系統(tǒng)前端下行信號的混合與分配,3.1 有線電視前端系統(tǒng)功能與組成,3.1.1 有線電視前端的功能任務(wù)3.1.2 有線電視前端的基本組成3.1.3 有線電視前端主要功能體介紹,3.1.1 有線電視前端的功能任務(wù),前端是信號源接收端與干線傳輸之間的設(shè)備組合。它是各種信號的匯集點

2、，在有線電視廣播系統(tǒng)中，是多頻道復(fù)合信號下行傳輸?shù)钠鹗键c，在有線電視交互系統(tǒng)中，也是上行信號的匯聚點，起著系統(tǒng)核心和整個網(wǎng)絡(luò)信息交換處理中心的作用。由于我國地域廣闊，發(fā)展情況各不相同，前端的規(guī)模、種類、功能和設(shè)備差異很大。隨著網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和改造，前端不僅傳輸模擬電視、模擬廣播業(yè)務(wù)，還開展數(shù)字電視、數(shù)據(jù)廣播和雙向數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)。與此相適應(yīng)，前端的結(jié)構(gòu)、功能、規(guī)模和復(fù)雜程度也不斷發(fā)展。前端的任務(wù)包括： ① 將來自各種信號源的信號經(jīng)接收、處

3、理、變換、調(diào)制和混合，轉(zhuǎn)換成射頻信號或光信號，送給傳輸和分配系統(tǒng)； ② 接收來自上行通道的回傳信號，進(jìn)行相應(yīng)的處理。前端系統(tǒng)的正常運行還要求配備相應(yīng)的供電系統(tǒng)、溫濕度控制系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施保證系統(tǒng)。,3.1.2 有線電視前端的基本組成,(1) 完整的有線電視前端包括三個組成部分： ① 模擬前端部分：主要完成模擬廣播電視各類信號源的接收和下行模擬電視信號和調(diào)頻廣播信號的加工處理，并將各路信號混合成復(fù)合 RF 信號送給傳輸干線。

4、 ② 數(shù)字前端部分：主要完成數(shù)字廣播電視各類信號源的接收和下行數(shù)字電視信號和數(shù)字聲音廣播信號的加工處理，并將各路信號混合成復(fù)合 RF 信號送給傳輸干線。 ③ 數(shù)據(jù)前端部分：主要完成交互業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的變換和傳送。 (2) 綜合前端的典型框圖,,3.1.3 有線電視前端主要功能體介紹,( 1 ）前端的信號源 衛(wèi)星傳送的廣播電視節(jié)目信號和數(shù)據(jù)廣播信號。 經(jīng)光纜、電纜或微波傳送的廣播電視節(jié)目信號和數(shù)據(jù)廣播信號。 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信號。本地節(jié)

5、目信號。,,( 2 ）模擬電視前端模擬前端處理的對象是信號源給出的模擬電視信號、模擬聲音信號。主要功能包括信號放大、頻率變換、調(diào)制解調(diào)、鄰頻處理、電平調(diào)整與控制混合。模擬電視前端由調(diào)制器、信號接收設(shè)備、信號處理器、射頻混合器、解調(diào)器、衛(wèi)星接收機(jī)等設(shè)備組成。模擬電視信號的處理過程是接收來自各種信號源的模擬信號，經(jīng)過處理、變換、調(diào)制，產(chǎn)生的射頻信號經(jīng)混頻后輸出。,,( 3 ）數(shù)字電視前端數(shù)字電視前端主要應(yīng)用于數(shù)字電視節(jié)目的接收、

6、復(fù)用、加解擾、調(diào)制混頻，各種多媒體數(shù)據(jù)信息的采編、制作和播出，準(zhǔn)視頻點播節(jié)目的調(diào)度、編排和播出，節(jié)目的接收、存儲、管理、加密、播出以及對用戶的授權(quán)、管理、計費等。數(shù)字電視信號處理主要過程是：接收來自各種信號源的信號，經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換、接口變換或編碼后，統(tǒng)一為 MPEG 一 2 格式的傳輸流數(shù)字信號。然后進(jìn)行信號的復(fù)用調(diào)制，信號的同步等。信號的控制包括流量控制、誤碼控制、故障控制、性能管理和安全管理等。數(shù)字電視前端由數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)、編碼

7、器、視頻服務(wù)器、適配器、復(fù)用器、 QAM 調(diào)制器等設(shè)備組成。完整的數(shù)字電視前端一般可分為四個主要部分：信號輸人部分、信號處理部分、信號輸出部分和系統(tǒng)管理部分，每一個部分都有其特定的功能。,,( 4 ）數(shù)據(jù)前端數(shù)據(jù)前端完成雙向網(wǎng)絡(luò)中交互業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳送和交換。,3.2 有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能,3.2.1 有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)3.2.2 數(shù)字前端各子系統(tǒng)的功能作用3.2.3 有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)案例,3.2.1 有線

8、數(shù)字電視前端系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu),（1）有線數(shù)字電視系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu) 有線數(shù)字電視系統(tǒng)是基于有線電視網(wǎng)絡(luò)開展數(shù)字電視業(yè)務(wù)的綜合系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的功能設(shè)計和選擇，其構(gòu)成有所不同。一個典型的有線數(shù)字電視系統(tǒng)由前端信源、SI/PSI生成、數(shù)據(jù)廣播、復(fù)用和加擾、條件接收、用戶管理、傳輸、用戶終端和網(wǎng)管等部分構(gòu)成，典型的結(jié)構(gòu)如圖3－2所示。在圖3－2中，各模塊均為功能實體。一個功能實體可能由一個或者多個物理實體來實現(xiàn)，而一個物理實體也可能實現(xiàn)一個或者多

9、個功能實體。在實際中，根據(jù)系統(tǒng)功能選擇的不同，特定的某些有線數(shù)字電視系統(tǒng)可能不包括圖中的某些部分。,,,（2）有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)組成有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)按功能來分，可以分為信源子系統(tǒng)、 SI /PSI 生成子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)廣播子系統(tǒng)、復(fù)用和加擾子系統(tǒng)、條件接收子系統(tǒng)、用戶管理子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)和傳輸子系統(tǒng)中的 QAM 調(diào)制及混合部分。其原理圖如圖 3--3所示。,,3.2.2 數(shù)字前端各子系統(tǒng)的功能作用,（1）信源子系統(tǒng)前端信

10、源子系統(tǒng)為整個系統(tǒng)提供音視頻節(jié)目，包括編碼器、衛(wèi)星接收機(jī)、網(wǎng)絡(luò)適配器、存儲播出等設(shè)備，分別對模擬／數(shù)字的基帶信號、數(shù)字衛(wèi)星信號、 SDH 心 WDM 江 P 網(wǎng)絡(luò)信號以及傳輸碼流或文件進(jìn)行編碼、接收、適配和存儲處理，為下一級提供 TS 碼流信號。其中，存儲播出設(shè)備對有線電視前端本地播放的數(shù)字視音頻節(jié)目進(jìn)行存儲、管理、調(diào)度和播出。典型的存儲播出設(shè)備包括視頻服務(wù)器、節(jié)目存儲庫等。,,(2) SI/PSI生成子系統(tǒng) SI/PSI生成

11、子系統(tǒng)根據(jù)有線電視節(jié)目信息產(chǎn)生各種SI/PSI表，包括生成 EPG 基本信息等。對于個性化的 EPG 擴(kuò)展信息，用戶可以根據(jù)具體情況通過專門的方式傳送。(3) 數(shù)據(jù)廣播子系統(tǒng)數(shù)據(jù)廣播子系統(tǒng)是指對數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)進(jìn)行管理和播出的系統(tǒng)。此系統(tǒng)通常包括數(shù)據(jù)廣播服務(wù)器。數(shù)據(jù)廣播子系統(tǒng)常用于傳輸文字、圖像、音視頻片段、數(shù)據(jù)等多媒體內(nèi)容。,,（4）復(fù)用和加擾子系統(tǒng)復(fù)用和加擾子系統(tǒng)按照營運的要求對各類節(jié)目和控制信息進(jìn)行業(yè)務(wù)組合，完成對各路

12、 TS 碼流的復(fù)用和加擾。該系統(tǒng)通常包括復(fù)用器、加擾器以及負(fù)責(zé) TS 碼流分配調(diào)度的數(shù)字矩陣等設(shè)備。（5）條件接收子系統(tǒng)條件接收子系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字電視業(yè)務(wù)的授權(quán)管理和接收控制，使被授權(quán)的用戶可以使用相應(yīng)業(yè)務(wù)，而未經(jīng)授權(quán)的用戶不能使用相應(yīng)業(yè)務(wù)。條件接收子系統(tǒng)包括前端CA部分和用戶終端CA部分。典型的前端CA部分包括ECMG、EMMG、加密單元等設(shè)備，用戶終端CA部分包括用戶終端的CA模塊和智能卡等。,,（6） 用戶管理子系統(tǒng)用戶

13、管理子系統(tǒng)主要是對有線數(shù)字電視用戶進(jìn)行管理、計費、收費和授權(quán)的系統(tǒng)，包括對用戶信息、產(chǎn)品信息、設(shè)備信息、授權(quán)信息、賬務(wù)信息等進(jìn)行記錄、處理、維護(hù)和管理。它通常與條件接收子系統(tǒng)聯(lián)合使用。（7）信道編碼調(diào)制信道編碼調(diào)制屬于傳輸子系統(tǒng)中的一部分，在前端中主要包括 QAM 調(diào)制器和混合器。通常 QAM 調(diào)制器的功能是對從復(fù)用器來的 MPEG 一 2 TS 碼流進(jìn)行信道的編碼和調(diào)制。,,（8） 用戶終端子系統(tǒng)用戶終端子系統(tǒng)完成對有線數(shù)

14、字電視信號的解調(diào)、解復(fù)用、解密解擾、解碼和多種業(yè)務(wù)的處理，也可以包括不同的交互和上行傳輸?shù)裙δ堋＃?） 網(wǎng)管子系統(tǒng)網(wǎng)管子系統(tǒng)包括前端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理和HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理兩部分。它們分別對前端設(shè)備和HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理和調(diào)度；能實時監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)、運行參數(shù)，實現(xiàn)配置參數(shù)等；并且在出現(xiàn)故障時，能迅速進(jìn)行診斷、定位和調(diào)度，在較短時間內(nèi)使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。,3.2.3 有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)案例,(1) 有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)案例1,,（2

15、）有線數(shù)字電視前端系統(tǒng) 案例2,,（3）有線數(shù)字電視前端系統(tǒng) 案例3,3.3 有線數(shù)字電視前端主要設(shè)備,3.3.1 MPEG 編碼器3.3.2 復(fù)用器3.3.3 加擾器3.3.4 QAM調(diào)制器3.3.5 矩陣切換器,3.3.1 MPEG 編碼器,MPEG 編碼器包括視頻編碼器、音頻編碼器和數(shù)據(jù)編碼器。視頻編碼器把輸入的模擬視頻信號按 4 : 2 : 2 格式經(jīng) A/Ｄ轉(zhuǎn)換變成 270Mbit/ s 的數(shù)字信號，再經(jīng)編碼壓縮成

16、碼率為5 Mbit/ s的數(shù)字信號；音頻編碼器把輸入的模擬音頻信號進(jìn)行 A 乃轉(zhuǎn)換、編碼壓縮成為 2 X 256kbit/ s 的數(shù)字信號；數(shù)據(jù)編碼器對 19.2 kbit/ s 的服務(wù)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（包括圖文電視）進(jìn)行編碼。,,(１)　 MPEG 編碼器的組成及工作原理MPEG編碼器是將模擬電視音、視頻信號進(jìn)行編碼壓縮，輸出實時 TS 的數(shù)字前端設(shè)備，主要由包括音、視頻 A /Ｄ轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的音視頻接口、音、視頻編碼器、節(jié)目復(fù)用器

17、、輸出接口和系統(tǒng)控制等部分組成，組成方塊圖如圖 3 一 8 所示。目前，編碼器整機(jī)產(chǎn)品都采用超大規(guī)模的專用集成電路即編碼芯片，只需附加一些外圍電路就可對采集來的音視頻信號進(jìn)行壓縮編碼。,,,(2)　 MPEG 編碼器實例1――某品牌單路MPEG-2編碼器1功能描述 MPEG-2編碼器完全符合DVB標(biāo)準(zhǔn)的廣播級實時視頻和音頻MPEG-2壓縮編碼設(shè)備，其功能是將模擬視音頻或者音視頻數(shù)字分量輸入的信號，進(jìn)行數(shù)字采樣、并經(jīng)

18、過壓縮編碼后復(fù)接為單路TS節(jié)目傳輸流（SPTS）輸出。 它采用4:2:0視頻編碼方式，通過高精度12bit的視頻量化和24bit的音頻量化、27MHz的視頻采樣和32、44.1、48KHz音頻過采樣等AD轉(zhuǎn)換，并經(jīng)過高度集成、且具有數(shù)字降噪功能的單編碼芯片的數(shù)字壓縮編碼處理，其碼率利用率高，可實現(xiàn)最大的帶寬利用率，且應(yīng)用靈活，完全可以提供高質(zhì)量的視音頻壓縮服務(wù)。,,此外，還可以通過其高效碼率和緩存的控制，使在高或低碼率下，均可確

19、保得到完美的畫質(zhì)。其輸出壓縮碼流率在1～15Mbps內(nèi)可調(diào)，兩路ASI口的TS輸出，可通過以太網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和升級。 廣泛應(yīng)用于各種CATV有線電視數(shù)字、MMDS數(shù)字前端和骨干分配網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等節(jié)目的壓縮傳輸，以及視頻網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化的應(yīng)用領(lǐng)域； 在各有線臺站、賓館酒店、企事業(yè)單位、城市小區(qū)等CATV前端中，進(jìn)行模擬節(jié)目信號的數(shù)字化轉(zhuǎn)換。,,3 原理框圖,,3.3.2 復(fù)用器,復(fù)用器用來將來自各節(jié)目源的數(shù)字音頻、視頻

20、和數(shù)據(jù)進(jìn)行合成、濾波，形成復(fù)用的傳輸流輸出。復(fù)用器不僅能將多個單節(jié)目流根據(jù)用戶需要合成為一路傳輸流，還可在輸出碼流中插入 EPG 以及數(shù)據(jù)廣播等各種數(shù)據(jù)信息。由于來自衛(wèi)星電視廣播、數(shù)字通信干線、地面數(shù)字電視廣播的數(shù)字節(jié)目的服務(wù)信息表 ( SI ）與 DVB 一 C 分配系統(tǒng)所需要的 PSI、 SI 不同，所以必須更新 PSI、 SI的內(nèi)容。來自不同節(jié)目源的節(jié)目經(jīng)過取、舍，重新組合、復(fù)用成新的 TS 碼流后，其節(jié)目關(guān)聯(lián)表（ PAT ）

21、、節(jié)目構(gòu)成表（ PMT ）必須更新。而且不同節(jié)目源的 TS 碼流的包識別符 PID 之間可能會有沖突，因此新的 TS 碼流中的 PID 也需要重新定義。對于經(jīng)過 MPEG 一 2 編碼壓縮的本地節(jié)目所形成的 TS 碼流，則需要進(jìn)行 SI 的編輯，使之具備完整的服務(wù)信息，以便終端機(jī)頂盒能正確接收。,,（1） 復(fù)用器的組成及工作原理傳輸流再復(fù)用器是有線電視數(shù)字前端設(shè)備中的重要組成部分之一，根據(jù)需要有六路、八路、十二路等之分。它們的基本

22、組成部分都是一樣的，只是輸入接口的數(shù)量不同。傳輸流再復(fù)用器由若干個 ASI 輸入接口、先進(jìn)先出移位寄存器（ FIFO ）、 CPU 及邏輯控制、通信接口和 ASI 輸出接口等組成。傳輸流再復(fù)用器的組成框圖如圖 3 一 16 所示。,,,（2） 復(fù)用器實例――某品牌雙輸出復(fù)用器,,1 概述該品牌雙輸出復(fù)用器是數(shù)字廣播電視系統(tǒng)TS流再復(fù)用器。雙輸出復(fù)用器將前端經(jīng)過壓縮、編碼和復(fù)用后得到的多個單節(jié)目或多節(jié)目傳輸流根據(jù)用戶需要合成為兩路傳輸流

23、，并可在輸出碼流中插入EPG(Electronic Program Guide)、CA(Conditional Access)以及數(shù)據(jù)廣播等信息。它最多可同時對8路輸入碼流進(jìn)行復(fù)用，支持串行ASl接口，輸入碼流的碼率最高為214Mbps，具有兩組獨立輸出通道，每組兩個相同的ASI輸出，輸出碼率則可達(dá)108Mbps。通過設(shè)備輔助數(shù)據(jù)輸入通道，可將外部SI(Service Information)服務(wù)器上生成的SI TabIe等數(shù)據(jù)實時插入

24、輸出碼流，從而實現(xiàn)EPG及數(shù)據(jù)廣播等增值業(yè)務(wù)。其體積為標(biāo)準(zhǔn)1U機(jī)箱，通過前面板液晶顯示屏可實現(xiàn)完全的脫機(jī)設(shè)置和運行。,,2 主要特性符合ISO13818和EN300 468標(biāo)準(zhǔn)支持MPEG-2傳輸流再復(fù)用對SPTS和MPTS碼流均可進(jìn)行復(fù)用可外接獨立加擾器，能對指定的節(jié)目或服務(wù)進(jìn)行加擾產(chǎn)生PSl/SI信息支持PCR校正和PID重映射超大緩存，抗突發(fā)碼流可插入數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用和傳輸支持多臺設(shè)備之間的級聯(lián)

25、高可靠性設(shè)計，運行穩(wěn)定具有報警功能支持網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程升級功能兩組(每組2個)獨立輸出通道，支持兩組不同碼流輸出支持PSI/SI編輯支持液晶&按鍵操作支持網(wǎng)絡(luò)管理(NMS),,3 技術(shù)指標(biāo),3.3.3 加擾器,(1) 加擾器功能原理加擾機(jī)要符合ISO/IEC-13818 標(biāo)準(zhǔn)的DVB TS 碼流處理器，加擾采用DVB Common Scrambling 通用加擾算法，對來自復(fù)用器和其它數(shù)字前端設(shè)備（數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)、數(shù)字編

26、碼器、視頻服務(wù)器等設(shè)備）的數(shù)字電視傳輸碼流TS （Transport Stream）信號進(jìn)行加密處理，結(jié)合用戶管理系統(tǒng)SMS，插入條件接收CA的EMM 和ECM 信息，實現(xiàn)有線或無線數(shù)字電視節(jié)目的條件接收，用于防止非授權(quán)用戶得到加密的視頻流和數(shù)據(jù)流。,,,(2) 加擾器的功能特點支持單節(jié)目碼流（SPTS）和多節(jié)目碼流（MPTS）的輸入輸入TS流解析功能能對指定的節(jié)目和基本碼流進(jìn)行加擾?？煞謩e對音頻、視頻及數(shù)據(jù)實施單獨或者任意組合

27、加擾符合DVB通用加擾算法，支持同密模式，兼容多個條件接收(CA)系統(tǒng)密鑰周期可調(diào)輸出碼率可調(diào)輸入碼率1-54Mbps，碼率自適應(yīng)204/188包長自適應(yīng)PCR校正支持遠(yuǎn)程實時監(jiān)控支持在線升級,,（3）接口介紹   輸入：2個，BNC，75Ω     輸出：2個，BNC，75Ω   網(wǎng)管：10/100BaseT 電源：220V~50Hz,,（4）加擾

28、器實例――前、后面板示意圖,3.3.4 QAM調(diào)制器,（1） QAM調(diào)制器功能作用QAM調(diào)制器是有線數(shù)字電視前端的主要設(shè)備之一，接收來自編碼器、復(fù)用器、DVB 網(wǎng)關(guān)、加擾器、視頻服務(wù)器等設(shè)備的DVB傳輸碼流，進(jìn)行RS編碼，卷積交織和QAM 調(diào)制等信道處理，提供中頻輸出或者射頻輸出。TS 傳輸流在送入信道傳輸前必須將數(shù)字碼流調(diào)制到適合信道傳輸?shù)妮d波上或變換為適合信道傳輸?shù)男问健榱颂岣哳l譜利用率，必須采用多進(jìn)制的調(diào)制方法，這樣在一

29、個碼元上可以傳輸多個比特，以降低碼率和信道帶寬。正交幅度調(diào)制（ QAM ）就是常用的多進(jìn)制調(diào)制方法，它采用幅度、相位聯(lián)合調(diào)制的技術(shù)，利用載波的幅度和相位來傳遞信息比特。正交幅度調(diào)制也稱為正交幅移鍵控，這種鍵控由兩路數(shù)字基帶信號對正交的兩個載波調(diào)制合成而得到。,,（2）有線數(shù)字電視廣播QAM調(diào)制器技術(shù)要求有線數(shù)字電視廣播QAM調(diào)制器技術(shù)要求符合GY/T 198—2003 標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)要求見表3－4。,,,,（3） QAM調(diào)制器實例,,,

30、2 主要特點可工作在QPSK﹑16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM方式輸入接口：ASI/SPI有效輸入數(shù)據(jù)的比特率范圍:2Mbaud/s～56MBaud/s輸出數(shù)據(jù)的比特率范圍:2Mbaud/s～56Mbaud/s輸出信號的帶寬（BW）范圍：1.15MHz～8.05MHz輸出數(shù)據(jù)符號率范圍：1 MBaud/s～7MBaud/s面板顯示采用LCD有遠(yuǎn)程管理與控制接口（選件）具有掉電記憶功能,,3

31、 主要技術(shù)規(guī)格,,,,3.3.5 矩陣切換器,(1) SDI/ASI矩陣切換器功能原理所謂切換，是指一個信號通路或設(shè)備的一部分為另一個信號通路或設(shè)備所替代的操作。切換后系統(tǒng)或設(shè)備在新狀態(tài)下仍能正常運行。有線電視前端信號的切換，是屬于弱信號的切換，通常利用集成電路芯片內(nèi)部的電子開關(guān)進(jìn)行信號切換。切換操作可以是自動控制的，也可以是手動控制的。SDI/ASI 矩陣切換器矩陣切換器能將多個SDI和ASI輸入接口的高速數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)切換處

32、理并選擇切換輸出到其中指定的端口進(jìn)行輸出，用于多個DVB ASI接口和多個數(shù)字視頻信號接口的切換選擇輸出。,,,(2) SDI/ASI矩陣切換器實例――  科迪 Kd7000SD-SDI數(shù)字標(biāo)清矩陣,3.4 有線電視系統(tǒng)前端下行信號的混合與分配,3.4.1 概述3.4.2 有線數(shù)字電視HFC 系統(tǒng)前端下行信號的組成及特點3.4.3 HFC 系統(tǒng)前端下行信號的混合、分配方式與調(diào)試分析,3.4.1 概述,有線數(shù)字

33、電視 HFC 系統(tǒng)前端是有線電視系統(tǒng)的心臟，選擇性能和技術(shù)指標(biāo)好的設(shè)備來搭建系統(tǒng)的前端，是保證系統(tǒng)指標(biāo)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的前提，也是確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行不可缺少的硬件基礎(chǔ)。合理地選擇下行信號的混合、分配與調(diào)試方式，不僅是充分發(fā)揮系統(tǒng)硬件的性能、確保系統(tǒng)指標(biāo)在前端不被劣化（相當(dāng)于透傳）的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而且是保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行的軟件，同時也影響到建成后的系統(tǒng)升級是否具有操作容易性、實施可行性、維護(hù)方便等一系列的可持續(xù)發(fā)展問題。對于上述問題，

34、可以概括為：一是前端設(shè)備的選型問題；二是前端系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選擇與調(diào)試問題。在經(jīng)濟(jì)條件允許的條件下，相對來說設(shè)備的選型不是十分困難，只要選擇上檔次的廠家生產(chǎn)的高性能指標(biāo)的前端設(shè)備就可以達(dá)到設(shè)備選型的要求，所以選擇系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和調(diào)試問題變成系統(tǒng)搭建的關(guān)鍵問題。下面就有線數(shù)字電視 HFC 系統(tǒng)前端下行搭建中信號的混合、分配與調(diào)試方式進(jìn)行討論。,3.4.2 有線數(shù)字電視HFC 系統(tǒng)前端下行信號的組成及特點,( l ）系統(tǒng)前端下行信號由信源混合、信源放

35、大、信源分配 3 個部分組成。 ( 2 ）下行信號經(jīng)前置放大前有三次混合、兩次分配，經(jīng)前置放大后可以再進(jìn)行一次混合、一次分配，非常有利于系統(tǒng)的升級、擴(kuò)容和信號的分配。 ( 3 ）混合器的型號有 3 種（八路混合器、四路混合器、二路混合器），分配器的型號最多也只有 3 種（八路分配器、四路分配器、二路分配器）。由于器件的一致性強(qiáng)、互易性好，非常有利于系統(tǒng)的備份。,,,( 4 ）在信源混合方面，系統(tǒng)第一次混合可以混合的頻點為8 x

36、 l = 8 （個） , 第二次混合可以混合的頻點為 8 x 8 ＝64 （個），第三次可以混合的頻點為 64 x 2 = 128 （個）。按每個頻點所占用的帶寬為 8MHz 計算，系統(tǒng)的帶寬應(yīng)為 128 x 8MHz = 1 024MHz ，所以系統(tǒng)具有 1GHz 的帶寬擴(kuò)展能力，完全滿足系統(tǒng)的可擴(kuò)展性要求。,,( 5 ）在信號分配方面，圖 3 --26中的下行信號可以提供的信源為 8 x 8 x 2 = 128 （個）。假如設(shè)定所有

37、的信源除留出 1 ~ 3 路用于前端的監(jiān)控外，可用至少 125 路來推動下行的光發(fā)射機(jī)。如果光發(fā)射機(jī)的額定光功率為 10dBm ，按每個光發(fā)射機(jī)可以帶 8 ~ 10 個光節(jié)點計算，可以帶的光節(jié)點數(shù)為 1 000 ~ 1 250 個；如果再按每個光節(jié)點覆蓋 200 ~500 戶計算，則可以覆蓋的用戶數(shù)為 20 萬~ 62 萬戶之間。如此大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)只有一個前端，從網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性以及網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，都應(yīng)該設(shè)立若干的分前端。,,(

38、 6 ）考慮到部分市、縣有線廣播電視 HFC 網(wǎng)絡(luò)所傳輸?shù)墓?jié)目不多，用戶也在 1 萬戶左右，此時可以將圖 3--26 的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化得到圖 3 --27的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。由圖 3--27 可以看到此時可混合的頻點數(shù)為 64 個，相應(yīng)的最大帶寬為 512MHz 。,,,( 7 ）不管是圖 3 --26 還是圖 3--27 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在信源的混合端無論增加或減少系統(tǒng)傳輸?shù)念l點數(shù)，都可以在不中斷現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)傳輸節(jié)目的情況下實施，在信源的分配端也一樣

39、，這就非常有利下行系統(tǒng)的擴(kuò)容和維護(hù)。,,( 8 ）由于系統(tǒng)的器件的一致性好，使得系統(tǒng)在信號混合端的每個端口間既互為獨立又互為備份，同時每一個調(diào)制器的輸出電平的幅度差異也不大；在信號的分配端由于器件也具有一致性，所以所有輸出端口的電平基本一致，各端口相互獨立又互為備份。在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試時，只需對某一個頻點進(jìn)行細(xì)調(diào)，其他頻點的電平可以根據(jù)該頻點的調(diào)制器輸出電平大小在各個調(diào)制器面板上調(diào)試一致，就能保證一次調(diào)試后各頻點間的電平差不大于 2dB ，

40、使維護(hù)和調(diào)試變得非常容易。無論是系統(tǒng)的信號混合點還是信號分配點具有互易性，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維護(hù)可操作性強(qiáng)。,3.4.3 HFC 系統(tǒng)前端下行信號的混合、分配方式與調(diào)試分析,(1) 概述有線電視 HFC 下行系統(tǒng)的搭建模式是任意的，沒有強(qiáng)制的模式。但可以肯定的是，不管以何種方式搭建有線數(shù)字電視 HFC 前端下行系統(tǒng)，其目的只有一個，即在最大限度的不劣化系統(tǒng)傳輸指標(biāo)的前提下，保證輸入下行光發(fā)系統(tǒng)的射頻信號滿足光發(fā)射機(jī)需要的射頻輸入電平

41、的要求。對有線數(shù)字電視 HFC 系統(tǒng)前端下行信號電平進(jìn)行分析，首先要考慮的是系統(tǒng)三個關(guān)鍵點的電平的大小，它們分別是：調(diào)制器輸出電平大小、前置放大器輸入與輸出電平的大小、下行光發(fā)系統(tǒng)的光發(fā)射機(jī)需要輸入電平的大小，如圖 3 ――28 中的 A 點、 F 點、 G 點、 I 點和圖 3――29中的 A 點和 D 點。所以要做的第一件事是，了解系統(tǒng)中使用器件的主要技術(shù)參數(shù)，如調(diào)制器的輸出電平范圍、混合器和分配器的衰減、前置放大器的標(biāo)稱輸入和輸出

42、電平的大小、前置放大器的增益和非線性失真指標(biāo)以及系統(tǒng)使用的電纜在各個頻率的衰減常數(shù)等。這些參數(shù)是系統(tǒng)分析和搭建的基礎(chǔ)，也是系統(tǒng)日常維護(hù)的依據(jù)。,,,,（2）設(shè)備技術(shù)參數(shù)的選定設(shè)備技術(shù)參數(shù)的選定可以在設(shè)備購買前和設(shè)備購買后進(jìn)行。設(shè)備購買前的技術(shù)參數(shù)的選定，是按照一定的技術(shù)要求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計，然后得出相應(yīng)的設(shè)備所必須達(dá)到或必須滿足的技術(shù)條件，再按參數(shù)要求選擇符合要求的相應(yīng)設(shè)備即可。設(shè)備購買后技術(shù)參數(shù)的選定是指根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，合

43、理地選擇設(shè)備的技術(shù)參數(shù)值的問題。下面以廣東省廣州從化市廣播電視臺前端下行系統(tǒng)為例討論這個問題。,,（3） 系統(tǒng)的電平分析所搭建的系統(tǒng)是否滿足要求，就要對搭建的系統(tǒng)的電平進(jìn)行分析，然后找出相應(yīng)的原因和對策進(jìn)行設(shè)計上或搭建上的調(diào)整。以廣東省廣州從化市搭建的 1GHz 和 550MHz 系統(tǒng)為例，在不考慮電纜損耗的情況下，圖 3 .28 和圖 3 . 29 輸入下行光發(fā)射機(jī)的電平分別是 77 dBμV和 79 dBμV ；若考慮電纜的衰