寬帶接入技術及應用編著：郭世滿馬蘊穎郭蘇寧

北京郵電大學出版社

5.1有線電視的組成、分類與發(fā)展5.2HFC的基本概念5.3CableModem系統(tǒng)工作原理5.4基于MCNS、Docsis的電纜調制調解器5.5數字CATV機頂盒5.6流媒體在有線電視中的應用第5章有線電視接入網本章主要內容有：有線電視的組成、分類及發(fā)展；HFC的特點、結構、CM系統(tǒng)工作原理；MCNSDOCSIS的Modem；機頂盒的原理介紹；流媒體在有線廣播電視中的應用。5.1有線電視的組成、分類與發(fā)展有線電視系統(tǒng)是一個為了完成電視信號的傳輸，而由各種互相聯(lián)系的部件設備組成的整體。主要由信號源、前端、干線傳輸和用戶分配等四部分組成。5.1.1傳統(tǒng)有線電視系統(tǒng)組成原理同軸電纜：干線放大器、干線電纜光纖：干線光纜、光接收/發(fā)射機微波：微波中繼、分配系統(tǒng)等支線放大器、分配器、分支器、用戶終端、分支線、用戶線等5.1.1傳統(tǒng)有線電視系統(tǒng)的組成信號源前端干線傳輸用戶分配系統(tǒng)5.1.2有線電視系統(tǒng)分類按用戶數量分：

A類系統(tǒng)：>10000,城市有線電視網

B類系統(tǒng)：>3000,住宅小區(qū)，大型企業(yè)

C類系統(tǒng):>500,小區(qū)，建筑物

D類系統(tǒng):<500,小型閉路網

按干線傳輸方法分同軸電纜系統(tǒng)、光纜系統(tǒng)、多頻道微波分配系統(tǒng)、衛(wèi)星電視分配系統(tǒng)、光纜與電纜混合系統(tǒng)以及雙向傳輸系統(tǒng)等。

按頻道利用方式劃分非鄰頻傳輸系統(tǒng)：VHF系統(tǒng)（136-174），UHF系統(tǒng)（400-470），全頻道系統(tǒng)鄰頻傳輸系統(tǒng):300,450,550,750,1000

按系統(tǒng)交互特性劃分單向廣播式傳輸分配系統(tǒng)雙向交互式按需分配接入系統(tǒng)

按傳輸的信號形式分按傳輸的信號形式分為模擬和數字信號混合傳輸分配系統(tǒng)5.1.3有線電視的現(xiàn)狀與發(fā)展發(fā)展階段有線電視網絡的基本特點我國有線電視現(xiàn)狀有線電視的發(fā)展1、共用天線：全頻道隔頻傳輸，5-6套2、閉路電視：電纜為主、鄰頻傳輸，10套3、《有線電視管理暫行辦法》：規(guī)范化4、電信行業(yè)的加入，IPTV傳輸數字化、帶寬寬帶化，業(yè)務多樣化全球最大的有線電視網帶寬寬、不兼容、單向向雙向轉換、5.2HFC的基本概念HFC是從傳統(tǒng)的有線電視網發(fā)展起來的，在許多國家，有線電視網覆蓋率已與電話網不相上下，甚至超過了公用電話網。有線電視已成為社會重要的基礎設施之一。5.2.1HFC網絡系統(tǒng)結構圖1、CATV必將向寬帶用戶網過渡上，2、雙向化改造的問題：

1）樹形-分支網絡結構的缺點

2）漏斗現(xiàn)象5.2.2HFC的結構它的基本特征是在目前有線電視網的基礎上，以模擬傳輸方式綜合接入多種業(yè)務信息，可用于解決CATV、電話、數據等業(yè)務的綜合接入問題。干線電纜->光纖，樹形-分支->星形，服務區(qū)的提出5.2.2典型HFC網絡結構圖1-3公里幾十米5.2.3頻譜分配方案合理的安排頻譜十分重要，頻譜分配既要考慮歷史和現(xiàn)在，又要考慮未來的發(fā)展。5.2.3一種典型的頻譜分配建議5.2.4調制與多點接入方式在CATV-HFC網中，系統(tǒng)提供的上行信道帶寬若為35MHZ

，其通信能力可根據香農公式求得其極限信息傳輸速率。35M帶寬，16QAM調制，10x50配網結構可提供2.8M用戶帶寬5.2.5HFC的特點具有雙絞線不可比擬的帶寬優(yōu)勢是向FTTH過渡的好形勢供電問題易于解決采用射頻混合技術價格也將具有優(yōu)勢。5.2.6CATV網絡寬帶綜合應用業(yè)務所謂分布式HFC主要是總前端和一個小區(qū)的光節(jié)點之間增設數據和電視分前端，多個小區(qū)有多個分前端。5.2.4分布式HFC結構

幾種主要業(yè)務：多媒體數據廣播：逆場程圖文廣播、高速數據廣播外交互交式Internet接入Internet接入（分布式HFC內）智能小區(qū)業(yè)務基于HFC的數字會議電視系統(tǒng)5.3CableModem系統(tǒng)工作原理HFC的數據通信系統(tǒng)是通過電纜調制調解器系統(tǒng)實現(xiàn)的，可以使Internet的高速接入由窄帶向寬帶過渡。5.3.1HFC的數據通信系統(tǒng)5.3.2HFC的數據通信系統(tǒng)5.3.2系統(tǒng)工作原理GableModem中的數據傳輸過程：在下行鏈路中，通過內部的雙工濾波器接收來自HFC網絡的射頻信號，將其送至解調模塊進行調解；信號經調解后再由去交織/FEC模塊進行去交織和糾錯處理，再送至成禎模塊成禎，最后通過網絡接口卡到達用戶終端。5.3.2系統(tǒng)工作原理上行信道訪問方式:預約+競爭對服務類型的支持：分配服務ID,對應服務類型，支持QosCM與CMTS的交互過程

CM與CMTS的交互過程獲得上行信道參數：CMTS下發(fā)3個MAC信息。測距：時間參考、發(fā)送頻率、發(fā)送功率建立IP連接：CM申請->CMTS轉發(fā)->DHCP分配建立時間：面向無連接方式的RFC868，當前時間。建立安全機制：安全模塊、TFPT下載。5.4基于MCNSDOCSIS的電纜調制調解器5.4.1數據傳輸協(xié)議MCNSDOCSIS主要采用QAM信號調制方式MCNSDOCSIS的兩種標注體系：IEEE802.14和MCNS-DOCSIS。圖5.4.1DOCSIS數據傳輸協(xié)議物理層傳輸匯聚子層MAC子層數據鏈路加密子層DOCSISV1.15.4基于MCNSDOCSIS的電纜調制調解器數字CATV機頂盒是利用有線廣播電視網向用戶提供綜合信息業(yè)務的終端設備。從廣義上說，凡是與電視機連接的網絡終端設備都可以稱為機頂盒。5.5數字CATV機頂盒5.5.1

數字機頂盒的層次結構作為模擬電視向數字電視過渡期的解決方案，數字機頂盒是一種集電腦、電視和電信技術為一體的高科技產品，支持現(xiàn)有模擬電視業(yè)務和未來數字視頻業(yè)務。圖4.4.5EPON上行禎結構

數字機頂盒的層次物理層和連接層傳輸層節(jié)目層用戶層輸出接口5.5.2

數字機頂盒的類別按照應用范圍劃分：數字電視機頂盒網絡視頻機頂盒多媒體機頂盒

按照技術性能來劃分普及型數字機頂盒增強型數字機頂盒交互式數字機頂盒5.5.3

數字CATV機頂盒結構原理數字CATV機頂盒的結構原理是依據國家現(xiàn)行技術標準研發(fā)設計的。

我國數字CATV機頂盒的現(xiàn)行標準為了促進我國的數字CATV技術的發(fā)展，廣播電影電視總局發(fā)布了《關于我國現(xiàn)階段有線電視綜合業(yè)務用戶終端的意見》。

數字CATV機頂盒的邏輯結構數字CATV機頂盒網絡結構

數字機頂盒硬件技術信道調解技術信源解碼技術大規(guī)模集成芯片技術嵌入式系統(tǒng)技術信號處理技術有條件接收技術上行數據的調制編碼

數字機頂盒軟件技術圖5.5.5數字機頂盒軟硬件環(huán)境硬件驅動層軟件實時操作系統(tǒng)中間件上層應用軟件

數字機頂盒軟件技術5.5.5

數字CATV機頂盒應用電子節(jié)目指南數據廣播軟件在線升級Internet接入和電子郵件有條件接受5.6流媒體在有線電視中的應用所謂流媒體指的是在Internet/Intranet中使用流式傳輸技術的連續(xù)時基媒體，顯然，流媒體實現(xiàn)的關鍵技術是流式傳輸。流媒體技術的原理流式傳輸傳輸使用緩存系統(tǒng)來彌補數據包到達客戶端的延遲和抖動的影響，并保證數據包的順序正確，從而使媒體數據能連續(xù)輸出，而不會因為網絡暫時擁塞使播放出現(xiàn)停頓。流媒體的傳輸方式實時流式傳輸指保證媒體信號帶寬與網絡連接配匹，使媒體可被實時觀看到。順序流式傳輸是順序下載，在下載文件的同時用戶可觀看在線媒體，在給定時刻，用戶只能觀看已下載的那部分，順序流式傳輸不象實時流式傳輸在傳輸期間根據用戶連接的速度做調整。5.6.4

流媒體的解決方案為了在數據網絡上傳輸媒體流，流媒體技