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培训资料 :建设现代城域双向有线数字电视网 大家共享

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renxinzhong 发表于 2007-5-19 18:19:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
建设现代城域双向有线数字电视

焦方性

1、整体思路
1、1基本要求
1、1、1十一五规划是建设有线电视网的根本大纲
2006年3月14日,十届四次人大批准的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》第十五章积极推进信息化,第三节完善信息基础设施,全文如下:
“积极推进“三网融合”。建设和完善宽带通信网,加快发展宽带用户接入网,稳步推进新一代移动通信网络建设。建设集有线、地面、卫星传输于一体的数字电视网络。构建下一代互联网,加快商业化应用。制定和完善网络标准,促进互联互通和资源共享。”
纲要中总共提到四种网络:
宽带通信网;
移动通信网;
集有线、地面、卫星传输于一体的数字电视网络;
下一代互联网。
纲要中对各种网络的统一要求是:
三网融合、互联互通、资源共享。
纲要确定了有线电视在信息基础设施中的地位,同时指明了发展方向。
三网融合,从强调建设四种现有网络的角度看,显然不是指这些物理网络的合一,而是指数据、语音、图像三种业务的融合;
互联互通,显然是指要打破各种物理网络之间的相互封闭状态。有线电视网要做到互联互通,基础是信号数字化、协议基于IP、编码采用和其他网络相同的效率高的方式;
资源共享,显然是强调充分发挥各种媒体资源的社会效益。有线电视网,既可以使用其他网络的数据、语音资源,也可以把自己的图像资源提供给其他网络。当然,都应是市场化运作。
1、1、2知己知彼、扬长避短
各种宽带网络开展三网融合、互联协议电视IPTV业务各有优劣势:
电信网非对称数字用户线ADSL用户多、能交互,但是,设备配置需升级、线路老化需更新、点击反应速度慢、图像清晰度差;
以太网是最集约化的网络,但是需全线更新为更高级别的线速路由交换机,才能适应大流量的互动电视业务;
移动网是最方便的随身网络,但是流量小、价格高。
有线电视网是最佳大容量透明传输网、是最佳广播网、是唯一兼容模拟和数字信号的网络、是目前唯一可传输高清晰度电视HDTV的现实网络。其缺点是,非数字基带信号传输,必须使用大量调制解调器;信号幅度小,容易被干扰。
四种网络之间既是共存关系,又是竞争关系。
当前,有线电视网受到的最大挑战,一方面是来自广电外部的IPTV,另一方面是来自广电内部的卫星直播电视。
卫星直播电视的优点是接收方便、节目量大;缺点是没有用户喜闻乐见的当地节目、难以交互。
有线电视网应该充分认识各种宽带网络和卫星直播的优劣势,充分认识自己的优劣势,知己知彼、扬长避短,方能立于不败之地:
应该及时增添HDTV广播电视节目;
应该尽可能多地传送各地标准清晰度电视SDTV广播电视节目;
应该尽可能多地传送当地喜闻乐见的SDTV广播电视节目,以及面向不同人群的广播信息服务业务;
应该尽快开展准视频点播N-VOD、分时段时移电视的业务;
应该在双向网改造的基础上,尽快开展基于IP、H.264编码、SDTV的真视频点播T-VOD、自选时移电视、以及面向不同人群的双向信息服务的业务;
审时度势开展数据接入、IP电话的业务;
严把调制器、电缆调制解调器、机顶盒的选择采购关;
用户机顶盒的切换速度不得慢于1秒,智能化程度应尽量高。尽快完善MPEG-2和H.264解码兼容、SDTV和HDTV兼容、个人视频录像机PVR功能等,并努力提高性价比;
网络建设过程中,先培训后上岗,严格执行规范,严格专业分工,边分段施工边分段验收,层层严把质量关。尽最大努力消除连接隐患,各分段工程验收的一次合格率必须达到99%以上。
2004年之前,美国有线电视业收入远远落后于电信业;经过2000~2004年的交换式数字广播加双向光纤电缆混合网SDB+HFC改造,2004年开始,有线电视业的收入反超电信业,而且逐年增长。美国有线电视业的成功,证明了SDB+HFC的强大生命力。美国人能做到的,我们一定也可以做到。
我国双向HFC改造成功、双向业务收入稳步增长的城市,公认比较突出的有:直辖市上海、计划单列市深圳、省会市太原、广东地级市江门、云南地级市曲靖等。这些城市的成功,证明了双向HFC在我国是可行的、是稳定的、是有生命力的、是可以增值的。
但是,我国已延续十年的双向HFC改造,总体情况很不理想:
实践改造的少,徘徊观望的多;
改造成功的少,改造失败的多。
认真研究解决隔离、屏蔽、接地、腐蚀问题的少,大轰大嗡上、稀里哗啦下的多;
改造失败了,认真追根朔源、总结教训的少,武断地认为双向HFC行不通的多。
必须宣传美国的成功经验,必须宣传推广我国成功城市的经验,坚定双向HFC改造的信心。
1、1、3双向是生存发展的基本出发点
建设现代城市双向有线数字电视网,应以开展双向交互式业务为基本出发点。只有双向才能交互;只有双向才能把广播系统变成通信系统;只有双向才能满足不同人群的个性化需求,才能使用户感到需要、离不开。在各种网络三网融合的激烈竞争的大潮中,有线电视网犹如逆水行舟,不进则退,倒退是没有出路的。只有建设一个好的双向网络,有线电视网才能继续生存,才可持续发展。
1、1、4可靠性决定命运
现代城市双向有线数字电视网,必须具备实用性、先进性、规范性、可靠性、冗余性、管理性、发展性、性价比。网络应可提升现有业务、适应未来需求。
现代城市双向有线数字电视网,是一个集数据、语音、图像于一体,三网融合的通信系统,欲使用户切身体会到需要、离不开,系统运行的可靠性是第一要务。必须按电信级标准要求可靠性,年无故障工作时间,必须达到≥99.99%,即,任一用户年有故障时间必须≤52分33.6秒。
网络可靠性的相关因素:
设备的平均无故障工作时间MTBF尽量长;
设备散热好、工作温升低;
设备数量尽量少;
关键设备应可热插拔;
关键设备应可主备切换;
关键设备应可网元管理;
电缆调制解调器、双向机顶盒应可报告工作参数;
主干网络双路由;
串行环节尽量少;
尽量不停电供电;
施工工艺严格;
调试设置准确;
维修养护及时。

[ 本帖最后由 HT-BEYOND 于 2007-5-29 10:30 编辑 ]

建设现代城域双向有线数字电视网.doc

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 楼主| renxinzhong 发表于 2007-5-19 18:21:40 | 显示全部楼层
、1、5 IPTV、MPTV及 EPON
1、1、5、1 IPTV和MPTV
三网融合的网络,占用网络资源的比例:数据约1%、语音约9%、图像约90%。所以,宽带网络今后面临的主要问题是:大容量、高质量的互动电视。也可以说,今后的宽带网络就是互动电视网络。
IPTV有两个不同的含义:
IPTV1.0(Internet Protocol TV)互联网协议电视,从信息导向的计算机网络转变为娱乐导向的电视网络尚需时日,难以应付大规模互动电视通信,安全性(信息安全已解决、网络安全未解决)、QoS、可管理性至今仍然是难题;
IPTV2.0(Interactive Personal TV)个人互动电视,使用类似电话网络的结构和现代计算机技术,提供安全、质量保障和可管理,可用于多媒体、娱乐、和高质量互动电视。IPTV2.0的核心技术在网络本身,其中包括创新网络架构、创新服务协议和创新交换原理,以保证单次呼叫的服务契约为基础,达到在重载网络负荷下完全的QoS。MPTV(Media Protocol TV)多媒体协议电视,就是典型的IPTV2.0系统。
宽带网络提供互动电视服务, IPTV用数据包,采用多层网络转发;MPTV用流媒体,只有在呼叫开始和结束时才需要处理,处理的复杂度简单得多。MPTV比IPTV成本低、效率高。但是,MPTV还处于初始阶段,还只有一些中小型的实验网络。
1、1、5、2 EPON还是双向HFC
彻底取消铜线,光纤到户FTTH,是各种有线通信方式殊途同归的最终解决方案。美、欧、日、韩等2004年均已启动。
FTTH的最佳选择,不是点对点的无源光网络,也不是点对多点的有源光网络,而是点对多点的无源光网络PON。
PON的最佳选择,不是ATM信元格式的千兆以太网无源光网络GPON,而是IP格式的以太网无源光网络EPON。
光线路终端OLT,进入光纤分配网ODN,通过无源光分路器POS,连接若干光网络单元ONU。
光纤到户,一户一根光纤,采用三波长稀疏波分复用CWDM技术:下行广播信号使用1550nm,下行交互信号使用1490nm,上行交互信号使用1310nm。
武汉市政府已经规定,新建小区必须采用光纤到户方案,费用打入建设成本。
由于光纤到户目前需几千元/户,造价太高,不宜向全网推广。现在推广EPON,演变成了光纤到楼,光节点到用户,还是用铜缆。用户接入部分一般有三种方式:
EPON+单向有线电视分配网+另铺以太网组合线;
EPON+双向有线电视分配网,光节点处加CMTS、IP-QAM;
EPON+在电缆上运行以太网EOC,调制和数字基带信号在光节点电缆口以下混合、在用户端分离,电缆网必须是集中分路的结构,一户一根单独的电缆。
EPON的这几种铜缆的用户接入方式,都比较麻烦,造价也不低。
上EPON,还是上双向HFC,应因地制宜、权衡利弊。但是,无论如何,双向HFC是成熟的技术、有绝对成功的把握;而现在的铜缆入户的EPON,毕竟不是光纤到户的EPON。
1、2系统指标
1、2、1下行通路
频率范围,87~862MHz。
下行系统末端:
载噪比C/N≥43dB(GY/T106)、
载波复合二次互调比C/CSO≥54dB(GY/T106)、
载波复合三次差拍比C/CTB≥54dB(GY/T106)、
信号交流声比HUM≥46dB(GB6510)、
噪声功率比NPR≥26dB(GY/T221,64-QAM)、
误码率BER≤10-11(GY/T221,24h、RS解码后,或15min无误码);BER≤10-6(GY5075)、
调制误差率MER≥24dB(GY/T221,均衡关闭)。
其中,下行单级光链路:
C/N≥50dB(GY5063)、C/CSO≥60dB(GY5063)、C/CTB≥65dB(GY5063);
BER≤10-8(GY5075)。
若下行两级光链路:
C/N≥48dB(GY5063)、C/CSO≥58dB(GY5063)、C/CTB≥63dB(GY5063);
BER≤10-7(GY5075)。
{为了保证两级光链路叠加后的指标,两级光链路的指标都要比单级光链路的指标高,分为两种情况。
当两级光链路均为直接调制时,两级均应:
C/N≥48+10lg2≥51dB、
C/CSO≥58+15lg2≥62.5dB、
C/CTB≥63+15lg2≥67.5dB。
当第一级光链路外调制、第二级光链路直接调制时,若噪声按两级相同计算C/N≥48+10lg2≥51dB,第二级失真按单级光链路C/CSO≥60dB、C/CTB≥65dB执行,则第一级光链路的失真指标应为:
C/CSO≥-10lg〔10(-58/10)-10(-60/10)〕≥62.3dB、
C/CTB≥-10lg〔10(-63/10)-10(-65/10)〕≥67.3dB。
可见,第一级光链路外调制,有利于降低对第二级光链路的失真要求。}
1、2、2上行通路
频率范围,5~65MHz。
NPR≥26dB(GY/T180)。
1、3并发流
并发流的数量,决定网络的广播能力和交互能力,决定HFC双向交互群体的结构。
双向有线电视网,是一个不对称的通信系统,下行是上行通信能力的(862-87)/(65-5)=12.9倍,上下行比例,基本适应业务需求:
数据和图像对网络上下行流量要求不对称,下行远远大于上行;
语音对网络上下行流量要求对称,但是,与图像比,业务量很小;
所以,只要保证下行流量,整个系统的交互能力就不成问题。
1、3、1下行频道、通道容量
按中国电视频道配置,每8MHz一个频道,64-QAM时,每频道38Mbps,256-QAM时,每频道50Mbps。
有些地区,下行87~750MHz,共可容纳82个下行频道,数字信号的最大容量:
64-QAM时,82×38=3.1Gbps
256-QAM时,82×50=4.1Gbps
按照行业标准,下行87~862MHz,共可容纳96个下行频道,数字信号的最大容量:
64-QAM时,96×38=3.6Gbps
256-QAM时,96×50=4.8Gbps
2004年以来,一些国际大公司,已经将下行带宽上限扩展至1000MHz,下行又可以增加17个频道,变成了最多113个频道,数字信号的最大容量:
64-QAM时,113×38=4.3Gbps
256-QAM时,113×50=5.7Gbps
以下,均以目前行业标准的87~862MHz为准。
1、3、2数据
电缆调制解调器终端系统CMTS,既是在有线电视网络中实现数据通信的设备,又是在有线电视网络中实现双向业务的桥梁。
下行接口速率应符合CMTS的能力,如不足,应采用代理服务器;上行接口速率,一般不成问题。
已知,电缆系统的数据业务接口规范DOCSIS有三类版本:
DOCSIS1.0/1.1。时分多址TDMA上行,抗噪声能力差,需C/N≥25dB。上行最大频道带宽3.2MHz,难以开展更高速率的数据业务。已过时,不用;
现在主用DOCSIS2.0。同步码分多址S-CDMA、先进的时分多址A-TDMA上行,抗噪声能力强,只需C/N≥15dB。上行最大频道带宽升至6.4MHz,可以开展更高速率的数据业务;
DOCSIS3.0标准即将于2008年上半年公布、设备下半年推出,测试、认证尚需时日。适用于IPTV、T-VOD业务,可捆绑若干边缘调制器EDGE IP-QAM。现在采购CMTS设备,最好选择硬件具备DOCSIS3.0功能、软件可升级至DOCSIS3.0的产品。
CMTS说明书中的可管理电缆调制解调器CM的数量,仅指可控制CM的数量,根本不能保证工作速率。每个CMTS的工作速率是一定的,则带CM的数量越多,每个CM的工作速率就越低。
按照统计规律,CM的数据业务,任一瞬间同时最高速率在线的可能性,最多不会超过10%,则:
若要求每户速率≥0.5Mbps,一台CMTS,64-QAM任一瞬间可同时最高速率在线38/0.5=76个CM,总共可带76/0.1=760个CM;256-QAM任一瞬间可同时最高速率在线50/0.5=100个CM,总共可带100/0.1=1000个CM。
若要求每户速率≥1Mbps,一台CMTS,64-QAM可带380个CM;256-QAM可带500个CM。
若要求每户速率≥2Mbps,一台CMTS,64-QAM可带190个CM;256-QAM可带250个CM。
以上都是按最差情况计算的,一般情况下,每户速率更高。
每户速率及相应设备,可适时调整,以社会需求、接口速率、性价比为准。
 楼主| renxinzhong 发表于 2007-5-19 18:23:03 | 显示全部楼层
1、3、3电视
1、3、3、1数字广播电视的清晰度及编码选择
数字广播电视目前采用国际通用的MPEG-2编码。
可以是标准清晰度电视SDTV(720×576),单节目传输流SPTS需≥3.5Mbps;
也可以是高清晰度电视HDTV(1920×1080),SPTS需≥19.36Mbps。机顶盒须支持HDTV接收,并应具备高清晰多媒体接口HDMI(具有高带宽内容保护HDCP功能,2006年7月10日已升级至HDMIv1.3,由165MHz、4.95Gbps,升至340MHz、10.2Gbps)。
从三网融合、互联互通、资源共享的角度出发,将来,数字广播电视,也可以采用MPEG-4或H.264(中国电信IPTV业务已选用)编码,有线电视前端可以变成一个网站,任何网络均可点击。每个非实时节目,可共用编码器,事先存入视频服务器,成本增加很少;但是,每个实时节目均需编码器转码,成本将增加。
1、3、3、2数字窄播电视的清晰度及编码选择:
窄播节目的视频服务器,设在前端,最好采用编码效率高的MPEG-4或H.264编码,可直接纳入网站。
为了合理使用网络资源,数字窄播电视节目,不用HDTV,使用SDTV。这是因为:
HDTV的SPTS,MPEG-2约需19.36Mpbs,MPEG-4约需9Mbps,H.264约需6Mbps,占用资源太多;
SDTV的SPTS,MPEG-2需3.5Mbps,MPEG-4需1.5Mbps,H.264需1Mbps,占用资源较少。
有线电视网有天然的带宽优势,容量没有问题,保证信号质量、加强竞争地位才是重要的任务。所以,不宜采用比SDTV还低的编码码率。
同时可知,MPEG-4编码效率约是MPEG-2的2.3倍;H.264编码效率约是MPEG-2的3.3倍、约是MPEG-4的1.5倍。相同带宽之内,编码效率越高,并发的单节目传输流SPTS越多;另外,有线数字电视网络的窄播节目,应可与其他宽带网络互联互通、资源共享,以扩大服务面、提高经济效益。MPEG-2编码不符合这两个要求,所以,不宜用作窄播。H.264比MPEG-2编码效率更高,但是,价格也更贵。好在窄播电视均为非实时节目,少量的H.264编码器,即可事先向视频服务器录制大量的节目。
窄播电视选择H.264编码,机顶盒须支持H.264。
根据自主创新的国策,我国自有知识产权的编码标准AVS的视频部分,已于2006年2月1日公布。根据测试对比,AVS编码效率是MPEG-2的两倍以上,与H.264水平相当,软硬件成本比H.264低,具有自主知识产权,有望取代所有的编解码洋标准。但是,音频部分尚未公布,整个标准还需有一个完善期,推广和取代的政策还不明朗。
1、3、4流量配置
下行共96个频道,假定广播、窄播各占48个频道。
1、3、4、1广播电视
广播电视,占用48个频道,50%流量。
64-QAM时1.8Gbps。可容纳SPTS数量:SDTV514个;或6Mbps数字电视节目源(卫星传输用)300个;或HDTV92个。
256-QAM时2.4Gbps。可容纳SPTS数量:SDTV685个;或6Mbps数字电视节目源(卫星传输用)400个;或HDTV123个。
1、3、4、2窄播电视及双向交互群体
窄播电视(含数量不可能很大的数据、话音),占用48个频道,50%流量。
64-QAM时1.8Gbps。可容纳SPTS数量:MPEG-2 514个;或MPEG-4 1200个;或H.264 1800个。
256-QAM时2.4Gbps。可容纳SPTS数量:MPEG-2 685个;或MPEG-4 1600个;或H.264 2400个。
根据统计规律,按最终80%用户使用窄播电视,同时在线率50%,即40%用户,可以保证,任何用户、任何时间,均可直播、点播、时移任何电视节目。则,服务用户数:
若选择传统的MPEG-2编码,64-QAM 514/0.4=1285户,256-QAM 685/0.4=1713户。每≤2000户一个双向交互群体;
若选择常用的MPEG-4编码,64-QAM 1200/0.4=3000户,256-QAM 1600/0.4=4000户。每≤4000户一个双向交互群体;
若使用先进的H.264编码,64-QAM 1800/0.4=4500户,256-QAM 2400/0.4=6000户。每≤6000户一个双向交互群体。
相同的频道数、信号流量,编码效率越高,双向交互群体越大。
编码效率越高,使用设备数量越少。同样是6000户,H.264需用1组48个频道,MPEG-4需用2组48个频道,MPEG-2需用3组48个频道。
选择使用最先进的H.264编码,当广播、窄播流量各半时,每≤6000户一个双向交互群体,以此为基础,规划分前端和HFC光纤传输网。
广播节目也可占用更多的流量,窄播电视也可占用更少的流量,双向交互群体也可以适当划小。若窄播电视占用24个频道,25%流量:
64-QAM时0.9Gbps。可容纳H.264 900个SPTS;
256-QAM时1.2Gbps。可容纳H.264 1200个SPTS;
则,每≤3000户一个双向交互群体。
广播节目也可占用更少的流量,窄播电视也可占用更多的流量,双向交互群体也可以适当划大。若窄播电视占用72个频道,75%流量:
64-QAM时2.7Gbps。可容纳H.264 2700个SPTS;
256-QAM时3.6Gbps。可容纳H.264 3600个SPTS;
则,每≤9000户一个双向交互群体。
1、4网络结构
应是SDB+HFC,分为五个部分:
总前端;
以太网城域网;
分前端;
HFC光纤传输网;
HFC电缆分配网。
如果只有3~5万户以内、覆盖范围小、传输距离短时,可不建以太网城域网和分前端,总前端兼分前端功能,直接带HFC。
2、各部分要求
2、1总前端
2、1、1简述
总前端是系统的信号源。
窄播信号全部是IP格式的SPTS群输出;广播信号可以是SPTS群输出,也可以是m-QAM调制器输出。
广播、窄播的视频服务器均在总前端。
数据、语音接口视具体条件而定,可以设在总前端,也可以设在分前端。
网元管理、业务管理、用户管理全部设在总前端。
初期,广播信号包括模拟、数字两类。模拟广播电视信号经调幅残留侧边带AM-VSB调制器输出;数字广播信号包括常规节目和准视频点播节目N-VOD,组成若干个多节目传输流MPTS,分别经m-QAM调制器输出。两种调制信号混合后,再经与以太网城域网同缆的调制光纤传输,送给各分前端。
为预防万一,市内应有备份前端,并应便于应急切换。
2、1、2相关要求
2、1、2、1数字电视设备
应使用基于IP、IP软交换的设备。一般节目的设备N+1备份,重要节目的设备1+1备份。
所有信号源的处理过程,均应是最集约化的。
2、1、2、2调制器
模拟、数字调制器,均应是带随动频段滤波器、两次变频的捷变型,以避免本振外泄、镜像频率、二次谐波、三次谐波、三次互调等干扰,避免宽带噪声积累。普通捷变型调制器必须一一外加频道滤波器。
2、1、2、3混合与放大
大中型前端,节目多、混合损耗大,应使用插入损耗小、相互隔离符合要求的16路倒接分配器型混合器,空闲端口必须屏蔽终接75Ω电阻,以防失配反射。
下行光发射机驱动放大器,应采用低增益(18~22dB),高线性(砷化镓倍功率),使用噪声失真平衡的中心输出电平,宁可并接多台,也要避免串接。尽最大努力,减少前端噪声、失真的叠加。
2、1、2、4下行光发射机输入电平
按说明书平坦输入。
2、1、2、5接地
两次一点接地,信号地、电源地彻底分离。
接地电阻:单独的信号地≤4Ω;综合接地≤1Ω。
2、1、2、6缆线及连接
所有电缆、连接器必须符合高屏蔽要求。
光纤跳线、尾纤、光缆光纤素线、接线柜,均须严格编号。
2、2以太网城域网
2、2、1简述
以太网城域网是系统的骨干。
总前端至分前端,是双环形≥十千兆位的以太网城域网10GE MAN。
将来,随着社会需求的发展、以太网技术的发展,线速路由交换机还可以再升级。原线速路由交换机,下推到分前端至光节点之间;原EDGE IP-QAM也下推到光节点,窄播届时也可使用HDTV。
初期,调制的广播信号可以与数字基带信号一起,双环形同缆分纤传输,任一光缆处断开,均有一个方向的信号联通。短距离可以是1310nm星环形(逻辑星形、物理环形)光传输,长距离可以是1550nm链环形(逻辑链形、物理环形)光传输。环形以外的线路,必须分成两根光缆,双路由铺设。所有分前端光节点,均应可自动主备切换。
2、2、2相关要求
全部使用G-652二氧化硅石英玻璃单模光纤。带状光纤比光纤素线熔接效率高、差错率低、维修速度快,但是,价格稍高。
数字基带信号使用连接可靠的优质SC/UPC连接器;高频调制信号使用连接可靠的优质SC/APC连接器。
环形以内是顺时针、逆时针两组光纤同缆,环形以外是两根光缆。有线数字电视业务每组(根)各需用光纤芯数:
数字基带10GE MAN 2主2备+高频调制分前端个数×星环形1主1备(链环形总共1主1备),租、卖、其它业务芯数另加。
2、3分前端
2、3、1简述
分前端是SDB和HFC之间的枢纽。
总前端与分前端之间是SDB,分前端与用户之间是HFC。
最终,每≤6000户一个双向交互群体,每个分前端含最多5~9个双向交互群体,每个双向交互群体各48个窄播频道。初期,窄播业务量较小,为了减少投资,双向交互群体可以适当归并。
最终,分前端只选择总前端送来SPTS群中的广播信号(也可不含,另走调制)和与本分前端有关的窄播信号,组成若干MPTS,一一对应于EDGE IP-QAM群,向HFC网络传输。为尽量缓解10GE MAN的压力,设缓冲服务器解决重复点播的问题。
总前端送来调制的模拟和数字广播信号,集中在下行频带低频端直播;分前端的窄播信号,集中在下行频带高频端调制。
CMTS设在分前端,负责双向通信。
2
 楼主| renxinzhong 发表于 2007-5-19 18:24:53 | 显示全部楼层
、3、2相关要求
2、3、2、1数字电视设备
应使用基于IP、IP软交换的设备。设备N+1备份。
所有信号源的处理过程,均应是最集约化的。
2、3、2、2数字调制器
均应是带随动频段滤波器、两次变频的捷变型,以避免本振外泄、镜像频率、二次谐波、三次谐波、三次互调等干扰,避免宽带噪声积累。
2、3、2、3 CMTS、CM
应采用DOCSIS2.0以上的标准,数据走CMTS、图像走EDGE IP-QAM。
CMTS是点到多点的设备,应采用动态主机配置协议DHCP+万维网WEB认证方式;也可采用点对点协议PPPOE认证方式。
2、3、2、5混合与放大
为避免广播、窄播的干扰噪声叠加,下行广播信号经低通滤波器后使用;各混合后的下行窄播信号均经高通滤波器后使用,C/N、NPR可提高约3dB。
窄播节目,应使用插入损耗小、相互隔离符合要求的16路倒接分配器型混合器组合,空闲端口必须屏蔽终接75Ω电阻,以防失配反射。
总前端来的广播信号的下行光发射机驱动放大器,应采用低增益(18~22dB)、高线性(砷化镓倍功率),使用噪声失真平衡的中心输出电平,宁可并接多台,也要避免串接。尽最大努力,减少分前端噪声、失真的叠加。
下行广播信号送入各下行光发射机的主入口,不同双向交互群体的下行窄播信号送入相应下行光发射机的辅入口。
2、3、2、6下行光发射机输入电平
按说明书平坦输入。
2、3、2、7接地
两次一点接地,信号地、电源地彻底分离。
接地电阻:单独的信号地≤4Ω;综合接地≤1Ω。
2、3、2、8缆线与连接
所有电缆、连接器必须符合高屏蔽要求。
光纤跳线、尾纤、光缆光纤素线、接线柜,均须严格编号。
2、4 HFC光纤传输网
2、4、1简述
HFC光纤传输网是系统的肢体。
选用1310nm直接调制的下行光发射机,价格便宜;结构应该是密度较高、散热较好的机架式、竖插件型。每个双向交互群体由一台或几台下行光发射机覆盖。
光发射机与光接收机的关系:
下行光发射机对各光节点的光接收机,点对多点星形光传输;
上行光节点的光发射机对光接收机,点对点光传输。
2003年,广电总局从网络安全的角度规定,每个光节点≤500户。所以,不再考虑光节点以下≤2000户、串接宽放≤3台,光纤到支线的FTTF。
双向HFC光节点的设置原则为:
至少光纤到路边FTTC,光节点以下≤500户、串接宽放≤2台;
最好光纤到建筑FTTB,光节点以下≤125户、串接宽放≤1台。
光节点越小越好。光节点越小,系统串行环节越少,串行可靠性越高,并且:
下行通道,信号质量高;
上行通道,户均速率高、干扰噪声小。
但是,虽然FTTB比FTTC少了一级宽放,全系统光设备的数量却大大增加了,是FTTC的四倍;而且,任一光设备中均包含光、电两部分电路。所以,全系统的并行可靠性并未提高。
一台光节点的上行光发射机,对应前端的一台上行光接收机;由于FTTB光节点的数量是FTTC的4倍,在CMTS总数不变的前提下,每个上行解调器接入上行光收的数量,FTTB是FTTC的4倍。每个上行解调器的NPR,以FTTC为基准,FTTB会降低10lg4=6dB;如保持FTTC时的NPR,FTTB时上行解调器的数量,必须增加至FTTC时的4倍。
若全面比较,FTTC、FTTB各有利弊。
2、4、2相关要求
2、4、2、1光缆
全部使用G-652二氧化硅石英玻璃单模光纤。带状光纤比光纤素线熔接效率高、差错率低、维修速度快,但是,价格稍高。
每个光节点四芯光缆,全部使用连接可靠的优质SC/APC连接器。
2、4、2、2光节点
FTTC,每个6000户的双向交互群体约带12~20个光节点;
FTTB,每个6000户的双向交互群体约带48~60个光节点。
在一个双向交互群体的范围之内,下行光发的数量、每台光发带光节点的数量,由尽量统一的下行光发功率、不同的光纤损耗决定。当光节点密度较高、光缆长度差≤3Km时,尽量使用等功率分路器。
FTTC光节点,高频输出不直接带户,应是干放中心输出电平;
FTTB光节点,高频输出是直接带户,应是支放较高输出电平。
每个光节点内的上行光发射机,各对应分前端的一台上行光接收机。常用的FP上行光发射机,至少有-3、0、3dBm三种功率,分别适于不同长度的光缆。上行光接收机实用输入光功率的最大范围-7±3dBm。
一个分前端所有上行光接收机的输出电平,必须全部一致,以便于进行双向交互群体的灵活组合。
每个双向交互群体的所有上行光接收机与CMTS的关系,依双向用户的数量多少,有两种不同的算法:
当双向用户很少时,以上行NPR为计算基准。按每个上行解调器带≤8个光节点,NPR跌落≤9dB,NPR≥21dB的方法计算。一下四上的CMTS可带≤32个光节点;一下六上的CMTS可带≤48个光节点;
当双向用户很多时,以下行户均速率为计算基准。按总户数的80%及一台CMTS的带户能力计算CMTS的数量。如保证每户速率≥0.5Mbps,64-QAM调制,需CMTS 6000×0.8/760≈6台;256-QAM调制,需CMTS 6000×0.8/1000≈5台。若要求工作速率加倍,则CMTS的数量加倍。
 楼主| renxinzhong 发表于 2007-5-19 18:26:10 | 显示全部楼层
2、5 HFC电缆分配网
2、5、1简述
HFC电缆分配网是系统的接入网。
为尽量平衡不同路径的上行混合衰减量,光节点至支线放大器之间,尽量采用分配器和小分支损耗的分支器分线,不用大分支损耗的分支器。
每台双向支线放大器(含光节点内宽放作支放时)带40户左右。
用户分配部分,频率范围5~1000MHz,下行分配损耗≈36dB(不太严格),上行混合损耗≈30dB(比较严格)。
采用星形分配方式:
分串以分配器为主,分支器为辅;
分户尽可能使用集中分支器。
难以更改的暗管楼,至少将链形改为星形分栋、分单元,将长串串接分支器分段。
系统输出口,全部使用TV、DP双口型。TV口内置高通滤波器;DP口双向通路。安装前,应在单向用户系统输出口的DP口上,预加带锁的终接电阻,以防用户作电视机输出口使用。为了适应越来越多的三线电源插头的平板电视机,系统输出口只能使用内外导体双隔离型,否则,无法消除系统地、电源地共地必然产生的电源干扰。
2、5、2相关要求
2、5、2、1供电
为了提高系统的可靠性,应该集中供电。集中供电,可减少供电故障、减少雷击损坏、便于采用不停电供电措施。
应采用磁饱和、准方波供电器,适应市电波动的能力强。响声大的缺点,可以用选择安装位置、采取防震措施解决。供电器的功率,应能满足:实际用电功率不超过其供电能力的60%。
光节点、宽放的用电电源,应优选开关电源,适应电压范围宽、效率高。由于开关电源是大电流方波工作,处理不当,容易产生对上下行通带的高频干扰,选购设备时,应注意检查频谱是否干净。
2、5、2、2均等、均衡的分配原则
双向HFC,频带非常宽。有源设备上行带宽5~65MHz,下行带宽87~862MHz;无源分配网的带宽是5~1000MHz,达7.5个倍频程。因此,必须特别重视无源分配网差异很大的频率损耗。
必须采用均等、均衡的分配原则:
尽量星形分配,串接分支器尽量少;
无源决定均等,合理搭配分配方案;
电缆决定均衡,合理组合长粗短细。
均等,是指各用户之间的分配损耗、混合损耗相似;
均衡,是指每个用户不同频率的信号功率,上下行分别相似。
2、5、2、3下行用户电平
若只考虑模拟电视信号,用户分配部分应为69±3dBμV,加上前端、光链路、宽放的不平度和波动应为69±6dBμV。但是,宽放输出电平中心值将是69dBμV+36dB=105dBμV,必须使用硅倍功率模块以上的支线放大器,宽放造价将大幅度提高。
考虑到几年内,将会数字电视信号整体平移,数字信号的用户电平是60±3dBμV,比模拟电视信号低9dB,用不到模拟电视信号那么高。
兼顾现在的模拟信号和将来的数字信号,将模拟电视信号的中心值下降3dB,即66dBμV:
FTTC宽放输出电平中心值也下降3dB,即102dBμV,即可使用硅推挽模块的支线放大器,宽放造价大大降低;
FTTB光节点直接带用户,比FTTC多了一段较长的支线电缆损耗,仍需硅倍功率或其以上的输出模块。这段较长的支线电缆,会增加几dB下行分配损耗,对上行混合损耗影响不大。
用户分配部分的上行混合损耗,应为30±3dB,加上宽放、光链路、前端的不平度和波动应为30±6dB。
2、5、2、4使用集中分支器分户
分户方案分为可寻址、无源两类。
有线电视的无源分户共有四个方案:
串接单元、串接分支器、集中分配器、集中分支器。
其中,串接单元造价低,有线电视初期曾大量使用;但是,由于积累均衡误差太大、故障率太高,在双向HFC网络中已经淘汰。
所以,双向HFC的无源分户共有三个方案:
串接分支器、集中分配器、集中分支器。
其中,集中分支器是终端星形器件,外环节少可靠性高、均等均衡、隔离高、失配影响小、设计量最小、维护管理容易,是分户方案的最佳选择,得到越来越广泛的应用。集中分支器的优点是性能好,缺点是损耗较大、效率较低。
2、5、2、4、1可寻址的利弊
可寻址中国独有,是解决收费难的有效措施。国家推进有线电视数字化,全部使用机顶盒之后,可寻址就没用了。
大中城市城区的正规网络一直都不用可寻址,这是因为:
成倍增加有源设备,将导致系统可靠性降低;
每台双向可寻址都必须有双向放大器,为了降低造价,可寻址内的双向放大器质量远低于单体的双向放大器。可寻址内的下行放大器,非线性失真差,影响数字电视的正常接收,只能适当降低工作电平;同时,上行放大器数量大大增加,将造成上行通道内部噪声增加,不利于双向工作;
可寻址不用了,仍必须加电,否则,信号通路将全部关断。每年每万户多花电费:10000户/平均10户一台可寻址×((每台可寻址20W×每天24小时×每年365天)/每1000瓦小时一度电)×每度电0.5元=8,7600元。
2、5、2、4、2集中分支器与串接分支器的比较
集中分支器是星形分配的终端器件,梯度分支端口损耗,缆损和插损互补,均衡好;
串接分支器是链形分配的串接器件,相等分支端口损耗,缆损和插损累加,均衡差。
2、5、2、4、3集中分支器与集中分配器的比较
集中分支器,梯度分支端口损耗,缆损和插损互补,上下行损耗分别平衡;
集中分配器,相等分配端口损耗,上行缆损基本平衡,下行依缆长不等,而损耗不等。
以往的经验教训证明,用户家中的线路经常发生短路、开路故障。集中分支器带户,用户线路故障不影响分支线的阻抗匹配;集中分配器带户,用户线路故障影响分支线的阻抗匹配,尤其是影响低频率特别是上行的反射波,容易造成模拟信号重影、数字信号误码。
集中分支器的相互隔离,VHF≥40dB,UHF≥35dB,抗用户相互影响的能力好;而分配器的相互隔离,VHF≥25dB,UHF≥22dB,抗用户相互影响的能力差。
2、5、2、5上行干扰噪声及其对策
上行干扰噪声分为三类:
内部噪声、内部干扰、外部干扰。
其中,内部噪声影响最小,内部干扰影响较大,外部干扰影响最大。
内部噪声:
光链路的噪声,决定上行载噪比;
宽放的热噪声,用中心输出电平时,单台NPR≈70dB,FTTC光节点,最多15台宽放NPR≈70-10lg15≈58.2dB,比光链路的噪声还好约28dB,对HFC上行通道影响不大。
内部干扰:
下行二次互调差频n×8MHz(光节点、宽放下行:主放大模块与双工滤波器之间增加高通滤波器,不使用太高输出电平。);
宽放振荡;
开关电源干扰;
连接腐蚀。
外部干扰:
分为电视机混频外泄干扰、杂散电磁波干扰两方面。
电视机的混频外泄干扰:
会干扰上行通道,系统输出口须经内置或外置高通滤波器,再接电视机;
CM、STB频谱纯净,可直接接双向数字端口。
杂散电磁波(天电干扰、工业干扰、短波干扰)侵入、感应:
杂散电磁波侵入内导体干扰,加强屏蔽、严格工艺;
杂散电磁波感应外导体干扰,加强接地。
对抗上行干扰噪声的六项措施是:
节点小、星形分、隔离好、屏蔽高、接地多、防腐严。
2、5、2、6射频同轴电缆
室外采用铝管外导体;
室内采用四屏蔽外导体。
必须认真面对铜资源紧缺的现实,像先进国家一样,尽量以钢代铜、以铝代铜:小直径电缆使用铜包钢内导体;中直径电缆使用铜包铝内导体;软电缆使用合金铝丝编织网。
2、5、2、7连接器
室外设备,使用5/8"-24系列连接器,选择尽量直通的型号,严禁转接。
室内设备,使用国际通用的英制F系列连接器。目前有四种结构:
卡环型,连接不可靠,双向HFC系统中弃用;
六角冷压型,总有六个顶角,不利于屏蔽、防水;
螺旋紧固型,对电缆线和连接器的适配直径要求严格;
挤压型,是一种新型连接器,欧美比较普及,应该推广。
2、5、2、8接地
至少光节点接地,最好所有有源设备都接地。接地体要求用长1.5M、φ12镀锌钢钎,或类似接地体。接地电阻依不同的土壤电阻率而有所不同。
3、图纸要求
为了确保工程质量,严格执行按图施工。
必须做到,先有正确图纸,后有按图施工。杜绝无图施工、先施工后出图、图纸与实际不符等情况发生。当遇有事先设计好的图纸与现场不符时,施工人员应立即通知设计人员改图,改图后方可施工。
工程设计图纸包括:
原理图。前端、光传输系统、以光节点为单位的电缆分配室外线路、用户分配电平图。所有原理图,必须的损耗值、电平值、产品信息、位置信息完整;
施工图。光电线路路由、设备器材安装位置等。
所有图纸,均应编制设备器材统计表。任一设备、器材只能出现一次,既不能重复,也不能遗漏。
4、轻重缓急
城市双向有线数字电视网络建设,时间长、工作量大、需要投入大量资金、需要测算投入产出比。因此,只能分别轻重缓急,分期、分批实施。
4、1广播和窄播电视
整个网络建设,以交互业务为目的,以广播业务为起点。
总前端的数字电视广播节目已有,其余可缓建。第二步作N-VOD,第三步作T-VOD;
以太网城域网,在开展窄播电视业务之前,可缓建,先预留光纤。有些地方,原来建有622Mbps、2.5Gbps或其他形式的同步数字体系SDH,可以通过IP Over SDH,传输窄播节目;
分前端的窄播电视设备,可缓建。
初期,只有总前端调制的模拟和数字广播信号,由分前端向用户直播。
4、2 CMTS、CM
初期CM用户少而分散,可在CMTS的每个上行解调器最多带≤8个上行光接收机、户均速率≥0.5Mbps的原则下,带尽量多的上行光链路。
4、3 HFC网
光缆传输网影响面大,电缆分配网影响面小;
原有大部分宽带放大器上限频率一般是550MHz;
已建10年以内的用户分配网,若不考虑双向、不深究指标,一般均可传输至862MHz,不致影响广播节目的增加。
所以,应先改造光纤传输网,后改造电缆分配网;先改造宽带放大器,后改造用户分配网。
为了防止投资过分集中,暂不开展双向业务的地区,有源设备可以先用下行,后加上行。
用户分配网,依是否开展双向业务为判据,分先后改造。
也可以采用双向光电室外线路,老单向、新双向用户分配线路并行的方式。电缆进入建筑后,先经一个二分配器。二分配器的一个输出经高通滤波器带原电缆分配网;另一个输出带新电缆分配网,根据全用户设计的架构,哪儿需要,哪儿安装。最终拆除二分配器和原电缆分配网。但是,在过渡期中,由于多了一个二分配器,上下行损耗均增加4dB。
5、规划、设计、施工、调试各项工作安排原则
5、1设计工作量大
建设现代城市双向有线数字电视网络,是一个复杂的系统工程。仅其中的设计工作,就需要占用很多的人力和时间,不可能在一个短时间内完成,根据实际经验,正规的设计工作,每10万户约需6个月/20人。所以要分别轻重缓急,分期分批实施。
设计工作量包括,现状和需求调查、图纸设计两部分。
现状和需求调查:
信号源;
前端设备;
光缆路由;
光缆数、光纤芯数;
确定每个光节点的位置;
根据当地市政规划详图,进行逐片、逐栋、逐单元、逐户电缆分配网的现状及改造调查。
然后,才是各种详细图纸设计、器材统计等。
5、2以自力更生为主,以专家指导为辅
具体的设计、施工、调试工作量十分繁杂;
占用人员多、时间长,只有当地网络公司的人为主才比较现实;
只有当地网络公司的人才熟悉设备状况、网络状况、社会关系。
可以请专家指导,请专家负责培训技术人员、辅导规划、设计、审图,指导施工、调试等。
2007年3月
z19741 发表于 2007-5-20 10:54:22 | 显示全部楼层
:handshake 楼主辛苦了
ycrtv 发表于 2007-5-26 23:34:14 | 显示全部楼层
好东西,谢谢楼主分享资料!
hbyccby 发表于 2007-5-27 07:52:38 | 显示全部楼层
好东西,谢谢楼主分享资料
soso1978cn 发表于 2007-5-29 07:20:51 | 显示全部楼层
楼主辛苦了,呵呵!!!
李颖 发表于 2007-5-29 09:36:46 | 显示全部楼层
好东西,谢谢楼主:victory:
soso1978cn 发表于 2007-5-30 07:42:07 | 显示全部楼层
真的是辛苦了。
hugeallen 发表于 2007-5-30 11:08:05 | 显示全部楼层
这篇东西太好了,让我明白不少东西
informz 发表于 2007-6-2 22:38:52 | 显示全部楼层
好东西,谢谢楼主分享资料
hbyccby 发表于 2007-6-3 07:51:46 | 显示全部楼层
辛苦:D :D :loveliness:
寒剑 发表于 2007-6-3 19:43:38 | 显示全部楼层
谢谢!好东西,谢谢楼主分享资料
mu8821038 发表于 2007-7-3 11:47:43 | 显示全部楼层

回复 #5 renxinzhong 的帖子

好!!!!!!!!!!!
lihuaiqiong 发表于 2007-7-12 12:49:44 | 显示全部楼层

wo yao xiazai

数字电视体系及有线数字电视传输技术等相关内容
chinayouth 发表于 2007-7-12 13:12:35 | 显示全部楼层
谢谢!好东西,谢谢楼主分享资料
wangaimin 发表于 2007-9-21 17:48:54 | 显示全部楼层
好东西,谢谢楼主分享资料!
wei19237 发表于 2007-10-3 22:42:47 | 显示全部楼层
没钱了,等有钱了,再下载来学习,谢谢楼主分享资料
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