多媒體通信與有線電視網絡（2）

2019-11-03 09:28:11

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湖南邵陽電視臺鄧永紅 3．頻譜資源的分配

　　HFC接入網為多媒體雙向交互式業務如視頻點播VOD、電話、Internet接入、數字數據通信提供了充分的下行頻帶。考慮到有些業務如電話業務，其上行和下行數據量是一樣的，因此其上下行信道需要同樣的頻寬。有些業務如Internet接入業務，其上行回傳數據是突發式短數據，占用上行回傳頻帶很窄。而另一些業務如數字數據通信業務和電子郵箱則是突發式業務，占用上行回傳頻帶很寬，因此必須全面綜合地考慮各種多媒體業務對頻譜資源的需求，應對HFC接入網的頻譜資源進行合理分配，為不同業務分配不同的頻段，各種業務頻段之間還需要設置一個隔離保護頻段。目前HFC接入網主要采用低頻率分割的雙向復用方式，對750MHz和1GHz帶寬的HFC接入網，典型的頻率分配為：上行回傳頻率寬度為37MHz，頻率范圍為5.0-42.0MHz，再把37MHz劃分成不同的頻段，用于不同的多媒體雙向業務的上行回傳信道。把48.5—750.0MHz(或48.5—1000.0MHz)頻率范圍也劃分成不同的頻段，用于不同的多媒體雙向業務的下行信道。而42—48.5MHz為上下行信道之間的隔離保護頻段。

4．上行信道多路用戶接入的方式

　　HFC接入網上行信道多路用戶接入的方式，主要有TDMA(時分多址接入)、FDMA(頻分多址接入)和S-CDMA(同步碼分多址接入)等方式。

　　時分多址接入是將一條線路上的工作時間分割成周期性的、互不重疊的時隙，每個時隙分配給不同的用戶使用，將不同用戶的數據流分配到指定的不同時隙，并且采用帶寬利用率比較高的調制方式如QPSK(四相鍵移調制)和64-QAM(正交幅度調制)等。

　　頻分多址接入是將一條線路的可用頻帶分割成互不重疊的部分，并分配給不同用戶所要發送的載波使用，在FDMA中各載波的頻率互不相同，每個用戶的數據流占用一個載波頻率，所有用戶的數據流可在同一時間內發送。

　　S-CDMA(同步碼分多址)是建立在碼分多址(CDMA)基礎上的，它通過有線分配網絡提供健全和完善的傳輸。它與異步CDMA方案不同，S-CDMA的同步性把信道的效率提至14Mb/s (6MHz信道)。S-CDMA技術在脈沖和窄帶噪聲、線性和非線性信道損壞、一個速率的適應能力、寬帶高容量以及系統的擴展性和安全性方面，較頻分多址(FDMA)和時分多址(TDMA)技術極具優勢。

　　時分多址(TDMA)和頻分多址(FDMA)是通過電纜傳輸高速數據的兩種方法。它們都有很大的限制。對于TDMA，不同的用戶對應不同的時間位置。因此，TDMA需要快速獲得，使得數據對窄帶干擾非常敏感。

　　在信噪比(SNR)低于某個極限值時，TDMA系統可能完全不能運行。TDMA的另外一個問題是在一定通道內的競爭，并且此競爭會影響鄰近通道，因為來自不同競爭的能量積聚會引起放大器的過載。這將嚴重影響雙向數據網的性能。

　　對于FDMA，各個用戶被分配不同的頻段用于上行傳輸。由于每個用戶占有一個特定窄帶道，數據非常容易受到噪聲的攻擊。因為窄帶干擾能輕易進入用戶占用的通道。為此，FDMA系統常用頻率再分配技術盡力避免噪聲。因而噪聲通道中的數據被轉移到頻段的另一部分。因為干擾的動態性，用不斷移動通道來避免噪聲通常需要更智能化和更昂貴的系統。當系統移到另一通道時，由于沒有發送任何數據，因而信息量也受到動態數據再分配影響。FDMA傳輸對非線形和頻率失調也非常敏感，并且通道間需要保護帶而使性能達不到最佳。

　　S-CDMA提供了一個辦法，用于解決上行路徑中進入的干擾和脈沖噪聲，這正是HFC網雙向傳輸高速數據時遇到的最嚴重的問題。這里不是在抗噪聲和信息量之間求折中，在采用擴頻和編碼功能時S-CDMA可提供14Mbps的可靠的上行流，帶寬分配的好處使網絡運營商有提供可保證的數據率的能力，可用于UBR，CBR和VBR信息業務。

　　S-CDMA不是基于競爭的系統，因而它是可分級的，當更多的用戶加入S-CDMA系統時，他們在高峰時期不會為有限的帶寬而競爭，因而避免了沖突和降低了網絡特征，而且S-CDMA的6MHz通道不干擾鄰近的通道(它們可能用其他技術，如QPSK)連同高的數據速率，這些特性使此技術成為有線電視網高速數據傳輸的最有生命力的方法。

　　 5．有線電視網絡能提供的多媒體業務

（1）視頻點播（VOD）

　　VOD的全稱為Video On Demand,即視頻點播技術，也稱交互式電視點播系統，意即按需要的視頻流播放。“在想看的時候看想看的節目”，這是最適合用戶胃口的地方，也是點播業務最具魅力之處。用戶可以根據自己的意愿選擇收看電視節目，從根本上改變了過去被動式收看電視的不足。用戶不必遵守傳統的時間表，不必坐在電視機前為某個想看的電視節目苦苦等待，打開電視機就可以直接點擊希望收看的節目，同時不受廣告干擾，完全實現了由用戶掌握獲得信息的主動權。

　　在HFC網改造成雙向HFC網中，許多有線電視網絡公司在開展廣播電視、數據傳輸、因特網接入、視頻點播等綜合業務試點上取得了成功經驗。當今，有線電視網絡開展多功能業務中，視頻點播系統日趨成熟，已進入實用化、商品化階段。視頻點播是多媒體數字雙向自動互傳的系統，是集數字電視、數字視頻壓縮編碼、視頻服務器、數據庫、多媒體計算機等技術為一體的自動點播交互電視。在VOD系統中，有線電視用戶要在電視機輸入端上安裝一臺數字機頂盒（STB），把電視機接入STB上網，或計算機通過Cable Modem(電纜調制解調器)，即可隨意點播收視各種電視節目。

（2）ip電話。

　　IP電話是一種利用Internet技術或網絡進行語音通信的新業務。從網絡組織來看，目前比較流行的方式有兩種：一種是利用Internet網絡進行的語音通信，我們稱之為網絡電話；另一種是利用IP技術，電信運行商之間通過專線點對點聯結進行的語音通信，有人稱之為經濟電話或廉價電話。兩者比較，前者具有投資省，價格低等優勢，但存在著無服務等級和全程通話質量不能保證等重要缺陷。該方式多為計算機公司和數據網絡服務公司所采納。后者相對于前者來講投資較大，價格較高，但因其是專門用于電話通信的，所以有一定的服務等級，全程通話質量也有一定保證。該方式多為電信運行商所采納。

　　IP電話與傳統電話具有明顯區別。首先，傳統電話使用公眾電話網作為語音傳輸的媒介；而IP電話則是將語音信號在公眾電話網和Internet之間進行轉換，對語音信號進行壓縮封裝，轉換成IP包，同時，IP技術允許多個用戶共用同一帶寬資源，改變了傳統電話由單個用戶獨占一個信道的方式，節省了用戶使用單獨信道的費用。其次，由于技術和市場的推動，將語音轉化成IP包的技術已變得更為實用、便宜，同時，IP電話的核心元件之一數字信號處理器的價格在下降，從而使電話費用大大降低，這一點在國際電話通信費用上尤為明顯，這也是IP電話迅速發展的重要原因。

　　有線電視HFC網絡是一個寬帶網絡，具有實現用戶寬帶接入的基礎。1998年3月，ITU組織接受了MCNS的DOCSIS標準，確定了在HFC網絡內進行高速數據通信的規范，為電纜調制解調器（Cable Modem）系統的發展提供了保證。由于在HFC的數據通信系統Cable Modem中采用了IP協議，所以很容易開展基于IP的業務，IP電話是其中最有價值的業務之一。IP電話以其低廉的長途電話費受到人們的歡迎,得到了快速發展,相信,無論是國外還是在國內,作為給用戶提供的一種選擇,IP電話業務必將得到迅猛發展，同時也為有線電視事業發展帶來了發展機遇.

（3）數據通信

　　在有線電視網上開展的數據通信業務分成單向數據廣播和雙向交互兩類。

　　1）數據廣播：將數據服務器中的大量數據循環地播出，可以對其中某些數據進行實時更新。這些數據可與電視節目無關，可以是游戲、軟件、圖片、各種網站上下載的信息、股票信息、電子報紙等。用戶可主動地從數字電視廣播信息中找到所需要的信息。數據廣播是有線電視網絡擴大業務范圍，增加服務收入的重要方面之一。

　　2）雙向交互：在CATV網上進行雙向高速數據的傳送時，在用戶端利用Cable Modem上網。Cable Modem采用先進的調制技術（如64QAM），分為對稱和非對稱二種。其中，對稱型可為每個用戶提供10Mbit/s的上下通道速率，可用在遠程醫療、遠程教學、電視會議等場合；非對稱型可為每個用戶提供的上行速率為 784kbit/s，下行通道速率可達30Mbit/s，因此特別適合用在WWW瀏覽、視頻游戲、電子新聞閱讀等。

　　Cable Modem多采用標準化接口，如使用最廣泛的10BASE－T接口，不僅可以直接與局域網相連，而且解決了計算機間不兼容的問題。

四、利用有線電視網絡傳輸多媒體信息的優勢

　　利用有線電視網絡傳輸多媒體信息具有頻帶寬、收費低的優勢：

1．頻帶寬

　　有線電視網絡是一個寬帶網絡。目前廣為使用的ADSL 技術，帶寬最高可達5M，而有線電視網絡的帶寬是550M，最高可達1G（即1024M）。這就是說，有線電視網絡的帶寬是目前電話線的1萬倍，是采用ADSL 技術后的100倍。頻帶寬的好處就是可以通過這個網絡傳送多媒體信息。

2．收費低

　　由于有線電視網絡的收費本來就不高，其它的收費也不可能高。如：打電話。大家平時打電話，總是長話短說，因為市內電話每3 分鐘要收0.22 元，打長途就更貴了。現在人們收看有線臺的電視節目，每月交費是12元。設想一下，如果每月交費30 元，然后可以隨便打電話而不再另收費，這是一種什么樣的感受呀。

　　經過雙向改造的CATV系統用途廣泛，將成為一個數字通信網絡，這是一個寬帶的互聯網。它可以接收VHF，UHF和UHF電視頻道及調頻立體聲廣播等多種開路信號，同時還能夠傳輸各種閉路電視信號，如高質量數字電視和點播視頻、高保真的數字電話及高速率的數據等多媒體信息。利用這個網絡，可以上互聯網收發電子郵件，瀏覽網頁；可以打電話（語音電話、可視電話、電視會議）；可以進行實時股票交易等各類電子商務活動；可以進行網絡教學、遠程醫療；可以利用該網絡進行智能住宅小區的管理（保安監控、抄報水電氣三表、煤氣泄漏報警等）。當然，它仍然可以用來傳送有線電視節目。以上這一切信息在該網絡上的傳遞，都是數字化的，是符合互聯網協議的。CATV網具有廣泛的市場和廣闊的發展前景。

摘自　賽迪網

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