中等城市有线电视网的前端构建

有线电视前端的构建包括系统设计和机房搭建等方面，它与系统运行维护之间的关系紧密，中等城市应从自身特点出发，前端构建在保证系统指标的基础上要注重系统运行的可靠性，同时方便日常维护。             1 前端构建的立足点             中等城市的有线网有一些共同特点，这些特点对系统设计而言既是支持因素也是制约因素，前端构建正是建立在这些特点的基础之上的。             （1）与大型网相比，中等城市有线网前端机房各种功能综合性强，而对信号的处理和使用相对简单，因此对前端机房各功能块的要求较高。             （2）中等城市有线网用户规模有限，因此在系统和设备的选用上不必追求最先进，重要的是因地制宜，搭配出一个协调的性价比较高的有线电视前端系统。             （3）中等城市有线网的经济实力有限，在系统设计、设备选型中，技术人员要寻找技术与经济的平衡点，既要防止一味贪高求新，也要防止一味求便宜。             （4）机房构建涉及系统设计、设备选型、机房内部设计、安装工艺等各个方面，因此技术人员必须加强学习。             （5）由于业务发展、节目变化，机房系统和线路会有一些调整，因此设计时需为这些调整提供方便的接口。             基于以上特点，中等城市有线电视前端的设计要简单实用，要解决好前端各种功能的综合、系统搭建的协调、系统运行的可靠性等方面的问题。             2 前端构建需要解决的问题             2.1 网络中心前端机房的功能             网络中心前端是有线电视网的节目播出中心、总控调度中心和数据交换中心，应具有以下系统和功能：             （1）视频接收、卫星接收、开路接收、光缆及微波信号收转（含实况转播）；             （2）邻频调制和频道处理系统；             （3）加扰管理系统；             （4）网络监控系统；             （5）收费管理系统；             （6）传输设备系统；             （7）图文电视编制和播出系统；             （8）电视会议系统；             （9）建立本地数据库；             （10）数字通信交换系统；             （11）VOD系统；             （12）网络管理系统。             前端机房还应有低压配电系统（包括UPS）等辅助系统，在系统设计中要考虑哪些功能必须实现、如何实现，哪些功能要留有接口和空间。             2.2 前端系统结构的选择             有线电视前端的系统结构目前有两类，一类是每个视音频信号从各自信号源直接去目的地，可以称为分散型结构（如图1），另一类是视音频信号由信号源经信号管理系统调度后去目的地，可以称为集中控制型结构（如图2），这两种结构可以根据自身需要选择使用。分散型结构的各信号源相互独立，互不关联，其优点是结构简单、可靠性高，缺点是扩展空间小，不便于提升系统性能。上世纪90年代中后期，随着有线电视可供使用的信号源日益增多以及有线台经济实力的增强，有线电视前端系统采用集中控制型结构的逐渐增多，它的核心是所有的信号由一个大型中心矩阵进行调度管理，这种系统结构使系统对信号的管理调度             图1分散型前端系统结构模型             图2集中控制型前端系统结构模型             能力得到加强，可以从各信号源中任意选择一部分送到调制器或其他需要信号的地方，便于监看监测，系统的灵活性有了很大提高，还可以配上录像机、硬盘机等，实现节目插播、自动录制等功能。             2.3 系统指标的计算             有线电视前端系统包括视音频和射频两大部分，在系统设计时可以分别进行指标计算。按照GY/T 107-92关于“视频通道主要运行技术指标等级”的规定，其中主要几项指标的甲级乙级容限如表1所示。             表1主要指标容限             指标类型甲级乙级             ?S/N?（统一加权dB）6663             ?DG?（%）±1.4±2.1             ?DP?（度）±1.4±2.1             Δ?K?（%）±2.5±5.1             Δ?τ?（ns）±10±19             从市场上可供选择的设备看，中等城市有线电视网前端可以按照甲级指标的要求执行。在系统设计中，根据前端系统结构的不同，参照图1或图2的结构模型，将准备选用设备的指标进行叠加，计算出系统指标，从而确定设备选型是否合理。             连续随机杂波信噪比（?S/N?）的计算可以参照CCIR提供的方法，当两段电路串接时，按下式计算：              ?a=a1-P(b)?              ?b=a2-a1?             式中：?a?——两段电路串接后总的随机杂波信噪比;              ?a1,a2?——分别是两段电路中的一段电路的信噪比，且?a2> a1?。             ?P(b)与b?的关系可查阅相关资料。             ?DG，DP?，Δ?K?和Δ?τ?的失真值可以按照下式进行简化计算：             ?D=D2Y（T，h）?              ?T=D2/D1?             式中：?D?——两段电路总失真值；             ?D1，D2?——分别是两段电路中一段电路的失真值，且?D2 > D1?；             ?h?——常数，不同种类失真的数值不同。             ?h和Y（T，h）?的关系可参考相关资料。             前端系统中射频指标的计算主要是电平设计和?C/N?核算，电平设计的目的是使系统各部分的电平值都运行在设备的最佳工作点。?C/N?可按照下式进行叠加计算，当两设备串联时：             （?C/N?）总=-10 lg［10?-(?C/N?)1/10+10?-(?C/N?)2/10］             式中：             ?（C/N）?1，?（C/N）?2——分别是两设备的载噪比；             ?(C/N)?总——两设备串接后的总载噪比。             经过计算证明，一个性价比高的系统首先是一个协调的系统，系统中某一设备的指标特别差就会使系统总指标受到严重拖累，系统中某一设备明显好于其他设备时，它对改善系统总指标几乎没有用处，这两种情况都会使系统不协调，造成设备投资浪费，这是系统设计中要注意避免的。             2.4 保证系统的可靠性             提高前端系统的可靠性包括两方面：一是降低系统的故障率，二是减少系统的故障恢复时间。降低系统故障率重点在以下3个方面：①提高系统供电的质量和可靠性。作为主要设备的日常和后备电源，前端机房中双路供电和 UPS系统是必须配置的，同时一些重要设备采用双工作电源，互为热备份，尽量避免由电源引起系统无法工作；②选用工作稳定、性能可靠的设备，如在集中控制型前端中，中心矩阵可选用用户认可的型号；③保证安装质量。系统故障多由连接头造成，选用优质安装材料，使用专用工具制作接头，是减少故障率的有效手段。             2.5 建立系统应急方案             为了给故障处理争取时间，系统设计中必须建立相应的应急方案。一些系统厂家可以提供完善的网管系统和应急系统，但这种系统的价格较高。我们在系统设计时根据本前端系统的特点，设计了两个层次的应急方案，操作流程如图3所示。             图3应急方案流程             第一，利用中心矩阵的调度功能为系统提供1路应急通道，该通道与1台备用的捷变频调制器连接。一旦某路节目出现故障，首先看信号源是否正常，如果信号源正常，故障原因可能是该节目所在通道中的设备或线路故障，也可能是调制器故障，不论何种原因，可以先启用应急通道将该路节目播出去，然后再逐级检查故障点，即用信号管理系统将信号源调到应急通道，将备用调制器的频率调为出故障的频道，同时关闭原调制器的射频输出，所有这些操作不需要动用维修工具，也不需动连接头,方便快速。             第二，在中心矩阵的两端连接跳线架，如果信号管理系统自身出现故障，可以用跳线将中心矩阵跳过，保证信号播出。             在应急播出期间虽可播出电视节目，但系统的某些功能无法实现，应尽快排除故障，恢复正常播出方式。             3 前端构建的重点             机房构建的重点要放在保证系统的可靠性和运行维护的易操作性上，中等城市在构建有线电视前端机房时，可着重考虑以下几方面：             （1）系统设计的协调性。系统中任何一个信号通道从源至终端都应选用同档设备，避免通道中某一个设备特别好或特别差而造成设备资源浪费，降低系统性价比。             （2）尽量选用国产设备。现在优良的国产设备并不逊于进口设备，而且更适应国内使用环境，售后服务也更方便。             （3）选用优质的连接件，这样成本增加不多，但提高系统性能和可靠性的效果明显。             （4）适当增加信号转接板，虽然多了一些连接头，但大大方便了日常运行维护以及系统调整。             4 结束语             目前，可供选择的系统和设备很多，在前端构建中，在满足指标要求的前提下，要因地制宜，不能盲目追高，适合自己的才是最好的。