书名：有线数字电视网络pdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语：

作者：何光威编

出版社：人民邮电出版社

出版时间：2014-10-01

书籍编号：30471040

ISBN：9787115365736

正文语种：中文

字数：500188

版次：1

所属分类：教材教辅-大学

版权信息

书名：有线数字电视网络

作者：何光威

ISBN：9787115365736

版权所有 · 侵权必究

前言

本书所讲授的是有线数字电视网络最基本的原理，而这些基本原理相对成熟和稳定，因此也成为本书的重点内容。但从另一方面看，有线数字电视网络作为“三网融合”中的一网，相关的技术发展非常快，涉及的内容也很多；我国学术界、产业界在这一领域也取得了一大批原创性成果。因此，无论是国外的许多著名教材还是国内的教材，篇幅往往都很大。但考虑到我国大学教育的实际情况，编者认为，必须严格控制本书的内容，使教材的篇幅不要过大。

根据应用型本科人才培养的特点和要求，本书在内容和体系上做了一些新的尝试，即“理论+应用+实训”，满足实际教学的需要。本书内容丰富，涵盖了有线数字电视网络的各个方面，有基础知识，有最新技术。章节安排符合逻辑，不仅介绍同轴电缆、光纤、光缆等方面的基本概念，网络设计的基础知识，而且结合工程应用，系统地介绍了有线数字电视网络的性能分析、性能参数、系统组成、关键设备及传输技术；并在此基础上对工程设计进行了探讨，同时安排了研究项目，以培养学生的专业素质，尤其是实践技能。

本书共分13章，主要包括概论、有线数字电视网络总体规划、有线电视系统的性能分析和参数、有线数字电视网络线缆与接插件、有线数字电视网络的设备、有线数字电视网络信息处理、前端系统、前端系统构建及设备、条件接收与中间件、有线数字电视网络运营支撑系统、信息传输、增值业务及网络工程设计。

每章都有学习提要、引言，附有习题、研究项目。这样安排会对学生有所帮助。

本书编写以“为学生服务”为最高原则，注重知识的运用。作为专业教材，学生已学习了通信原理、数字电视信源编码、计算机网络等课程，因此本书对复杂的数学公式推导尽量简化，但对相关的结论介绍全面而明确，引导学生会调用这些结论运用于有线数字电视网络的工程实践。本书突出基本概念、基本原理的阐述，力求做到难点分散、循序渐进、图文并茂、便于自学。期望本书能为学生打下坚实的理论基础，又能适应当前数字电视网络技术的高速发展。

本书第1、2、3章由丁钟康、何光威编写，第4、5、11章由鲁小利、丁钟康、邢艳芳编写，第6、7、8、13章由何光威编写，第9章由邢艳芳编写，第10章由贾鹏程编写，第12章由仲祝编写。全书由何光威统编定稿。书后共有6个附录，附录A是常用专业术语与缩略语，主要考虑本书介绍很多新的内容，国内还没有统一对应的中文名称，这个附录可以帮助读者更好地理解相关内容；附录B～F是前端系统设备的连接框图等。

本书得到了原国家广电总局项目资金的资助和中国传媒大学南广学院教育发展基金会的项目资金资助。对本书编写提出很多宝贵意见的有林如俭教授、余兆明教授、段永良教授。谢晶、张林提供了参考资料，孙德娴、金烨、王尧等参与了部分章节的绘图、文字录入等资料整理工作；还有以各种不同方式给我们提供支持的同仁和朋友们。在此，作者均表示诚挚的感谢。由于编者水平所限，书中难免还存在一些缺陷和错误，殷切希望广大读者批评指正。

编者

于中国传媒大学南广学院，南京

第1章 概论

【学习提要】

本章主要了解有线电视发展历程以及有线电视网络的特点、组成部分和应用。

【引言】

随着信息技术的迅猛发展，有线数字电视网络作为信息传输的基础设施，正由单一的广播电视业务朝着下一代广播电视网、宽带通信网和下一代互联网“三网融合”的宽带双向综合服务网的方向发展。

有线电视网络是一种采用同轴电缆、光缆或者微波等媒介进行传输，并在一定的用户中分配或交换声音、图像、数据及其他信号，能够为用户提供多套电视节目、各种信息服务的电视网络体系。

1.1 有线电视网络的发展历史

有线电视网络的产生与发展和现代科学技术的发展紧密相关，经历了四个阶段。

第一阶段：共用天线电视系统，从20世纪40年代末到80年代初。

第二阶段：有线电视系统（CableTelevision，CATV），从 20世纪80年代初到2003年。

第三阶段：数字电视系统（Digital Television，DTV），从 2003年到2008年。

第四阶段：以视频传输为主的交互式综合信息服务网系统，从2008年至今。

早期的有线电视系统，可以追溯到1948年出现在美国山村的共用天线电视系统，也称公共天线电视系统，其主要目的是为了解决无线电视覆盖边缘地区或阴影地区的收看问题。共用天线电视系统由一套主天线接收电视信号，经同轴电缆进行信号传输并分配入户，是世界上最早的公共天线电视系统，尽管十分简陋，但却扩大了无线电视的覆盖范围，改善了收视质量。

20世纪50年代初，共用天线电视系统被应用于城市，它有效地解决了城市中开路电视个体接收所存在的若干问题（如接收重影严重影响收视质量、开路发射天线的零点区信号微弱无法正常接收、天线林立影响市容等）。为了更充分地发挥系统的作用，并满足用户不断增长地对节目丰富程度的需求，在共用天线电视系统中开始增加了自办节目频道，而自办节目的出现又使共用天线电视系统进一步扩大覆盖范围具有了必要性。20世纪70年代初，随着通信卫星传送电视节目进入实用阶段，利用共用天线电视系统实现卫星电视的共同接收成为一种切实可行的方案。从此，共用天线电视系统的功能有了很大转变，传送节目的套数得到了极大的丰富，覆盖范围也不断地扩大，逐步发展成了今天真正意义上的有线电视系统（CATV）。

在CATV发展过程中，CATV的传输手段也经过了纯粹地使用同轴电缆到使用光纤和同轴电缆混合传输，并在必要的场合下有选择地使用微波、多路微波分配系统（Multichannel MultipointDistribution Services，MMDS）等微波传输分配手段，CATV的信号传输方式也经历了从全频道传输方式到隔频道传输方式再到邻频道传输方式的历史性变迁。CATV 从隔频传输到邻频传输的过渡，标志着CATV技术的一次重大突破，也代表着CATV技术发展史上的第一次革命。

随着社会信息化程度的提高和人们对信息服务需求的增长，尤其是随着因特网的蓬勃发展和广泛应用，有线电视界开始意识到CATV应该向综合信息服务网过渡，于是，让CATV具有双向传输能力和交互功能成为了技术发展的主要方向，并由此引发了CATV技术发展史上的第二次革命。

在CATV双向改造的过程中，光纤已经逐步取代同轴电缆成为了CATV的传输主体，光节点的规模逐步缩小，光纤同轴混合（Hybrid Fiber-Coaxial，HFC）网络的结构日趋合理。与此同时，通过光纤传输骨干网的建设，可实现各省乃至全国的联网。可以说，具有双向交互功能的HFC网和大容量的宽带传输骨干网共同构建起具有综合信息服务功能的有线电视网络体系。

有线电视发展到今天，无论是其系统组成、技术手段，还是其系统规模、服务功能，各方面都发生了翻天覆地的变化。现代意义上的“有线电视网络”，实际上是一个脱胎于传统CATV 系统，但早已突破了“有线”的束缚和“电视”的局限，具有综合信息服务功能的信息网络体系。

1.1.1 有线电视网络的特点

有线电视网络在全世界范围内得到了如此大的发展，是因为它具有很多无可比拟的优势。概括起来讲，主要体现在以下几个方面。

（1）实现广播电视的有效覆盖。

（2）图像质量好，抗干扰能力强。

（3）频道资源丰富，传送的节目多。

（4）系统规模大，节约投资、美化市容。

（5）宽带入户，便于综合利用。

（6）能够实现有偿服务。

（7）建网可以循序渐进，逐步发展。

（8）安全性高，是客户信赖的资讯来源；物理网络相对隔离，不容易受到“黑客”的攻击。

1.1.2 有线电视网络的发展趋势与展望

未来的有线电视网络是一个全方位服务网（Full Service Net，FSN），它必须完美地将现有的通信、电视和计算机网络技术融合在一起，在一个统一的平台上承载着包括数据、语音、图像、传真和各种增值服务、个性化服务在内的多媒体综合业务，并智能化地实现各种业务的无缝连接，为人类社会提供全方位的信息服务。

从技术上讲，有线电视网络在未来几年的发展趋势可以概括为以下几个方面。

1.数字化

数字化是整个电子信息领域技术发展的方向，广播电视自然也不会例外。数字电视是数字化信息技术革命的产物。所谓数字电视，是将传统的模拟电视信号经过量化编码转换成数字信号，然后对该信号进行各种处理、传输、存储和记录，也可以用计算机来进行处理、监测和控制。采用数字技术不仅使各种电视设备获得了比原有模拟式设备更高的技术性能，而且还具有模拟技术不能达到的新功能。数字电视淘汰模拟电视，如同数字移动电话淘汰模拟移动电话一样，电视终将进入数字时代。

2.网络化

传统的广播电视业务可以由一个个独立的有线电视系统很好地实现，并不要求形成统一的有线电视网络体系，事实上，通过卫星电视已经将一个个孤立的有线电视系统连成了一个有效地实现广播电视覆盖的完整体系。但对很多综合业务而言，单向的、分立的有线电视系统已经不再具有任何实际意义，要真正实现这些业务，必须进行有线电视系统的双向改造；必须建设宽带传输骨干网使分立的双向有线电视系统有机地联系在一起，形成统一的有线电视网络体系；还必须实现有线电视网与其他网络的互通互联。因此，从某种意义讲，网络化是综合化的前提和基础。在未来几年里，有线电视的网络化进程将仍然以HFC结构为基础，通过融入宽带网络技术和现代光纤通信技术（如密集型光波复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）），使网络具有更加强大的综合信息传输、处理和交互功能。

3.综合化

有线电视网络作为未来信息高速公路的一个组成部分，必须要朝着能够提供综合信息服务功能的目标迈进，建立起集数据、语音、视频图像于一体的宽带多媒体综合业务平台。

在未来的几年里，通过有线数字电视网络多媒体平台和中国下一代广播电视网络宽带接入系统（Next Generation Broadcasting（NGB）；China Data-over-Cable Service Interface Specification（C-DOCSIS）or High performance Network Over Coax（HINOC）or China High Performance Advanced（C-HPAV））来实现综合业务，是技术应用的主流。利用有线电视网络开展综合服务，除了数字电视及相关的个性化业务外，还可以提供以下三种形式的业务：一是电子政府（E-Government），即为政府部门提供上网服务；二是电子商务（E-Commerce），为企业与企业（Business to Business，B2B）、企业与顾客（Business to Customer，B2C）、线上与线下（Online to Offline，O2O）模式的商务活动服务；三是电子社区（E-Community），为建立智能化信息社区服务。

4.智能化

有线电视网络的智能化不是一个孤立的过程，它始终伴随和渗透在数字化、网络化和综合化的进程之中。有线电视网络的智能化是一个象征，标志着有线电视彻底告别过去传统的单一服务模式，向着现代综合信息服务网迈进。

有线电视网络发展的趋势是全数字化的全光网络，它依托网络之间互联协议（Internet Protocol，IP）和DWDM的传输模式，真正实现在一个统一平台（Everything over IP）上的多媒体综合信息服务。依托广播电视网，建设“智能融合媒体网”（Smart MediaNetwork）实现内容的高效送达，匹配用户需求。智能融合媒体网总体架构，由三大部分组成——广播网，双向网和智能引擎。广播网用来传输用户关注度高的共性内容，安全可控的传送到用户端。双向网满足用户泛在、离散的内容传送需求，支持灵活多样的业务。智能引擎是智能融合媒体网的核心，实现内容和网络的适配。

1.2 有线电视系统的基本组成

有线电视网络是一个为了完成电视信号的传输，而由各种互相联系的部件设备组成的整体。一般的有线电视系统均可视为由信号源、前端系统、传输系统、用户分配网、家庭网络五个部分组成，各个部分连接框图如图1.1所示。

图1.1 有线电视系统的物理模型

信号源是指提供系统所需各类优质信号的各种设备；前端系统则是系统的信号处理中心，它将信号源输出的各类信号分别进行处理，并最终混合成一路复合射频信号提供给传输系统；传输系统将前端系统产生的复合信号进行优质稳定的远距离传输；用户分配网则准确高效地将传输系统传送过来的信号分送到千家万户；家庭网则接收数字电视广播节目信号及处理数据信号，并实现用户与前端系统业务的互动。

对应于现代有线数字电视网络的基本组成如图1.2所示。

图1.2 现代有线数字电视网络的基本组成

1.2.1 信号源

信号源是有线数字电视系统电视节目的信息源，通常分为两大类：一类是从外界接收到的各种电视信号或数据信号，另一类是源自有线电视系统内部的自办节目等。

1.2.2 前端系统

前端系统是位于信号源和干线传输系统之间的设备组合。它的主要任务是将来自信号源的多路广播电视信号分别进行编码、复用、调制等处理后，混合成一路射频信号经传输系统传送给用户。其主要设备由有线数字电视信源系统（含数字卫星接收机）、业务系统、复用加扰系统、编码器与正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）器、网管、电子节目菜单（Electronic Program Guide，EPG）系统 、用户管理系统、条件接收系统和回传处理系统以及其他辅助系统等组成。目前的前端系统将接收到的数字卫星节目信号以及传统的电视节目经过高速A/D数字化编码后，送入MPEG-2压缩编码器，编码后的信号按数字视频广播（Digital Video Broadcasting，DVB）标准进行加密，并附上各种附加控制信息后送入多路复用器，复用后的 DVB 信号经正交振幅调制后即可送入有线电视网进行传输。调制方式主要有64QAM和256QAM。采用64QAM调制方式在传统的8MHz上可以有38Mbit/s的有效速率，可传输经过MPEG-2压缩的6～8个标准清晰度的数字电视频道的节目，质量可达DVD效果，并充分考虑了各种控制信息和编码纠错信号的有效传输。

1.2.3 干线传输系统

干线传输系统是一个传输网，由一系列把前端接收处理混合后的电视信号传送到用户分配系统的设备组成。它主要包括 SDH、DWDM 设备，光发射机、光接收机、各种类型的干线放大器、干线电缆、干线光缆、多路微波分配系统和调频微波中继等。其任务是把前端输出的高频电视信号高质量地传输给用户分配网。干线传输系统质量的好坏对有线电视系统的整体性能有很大的影响，其传输方式主要有光纤、微波和同轴电缆三种。

光纤传输方式是通过光发射机把高频电视信号调制到光信号上，使其沿光导纤维传输，接收端再通过光接收机把光信号解调成复合高频电视信号。光纤传输具有频带宽、容量大、低功耗、抗干扰能力强、失真小、性能稳定可靠等优点。随着技术的进步，光纤传输的成本不断下降，当干线传输距离大于3km时，光纤的成本反而比电缆干线要低。故在干线传输距离大于3km的系统，在传输方式上应首选光纤传输。

微波传输方式是把高频电视信号的频率调到微波频段，定向或全向向服务区发射，在接收端再把它解调回高频电视信号，送入用户分配系统。微波传输方式不需要架设电缆、光缆，只需要安装微波发射机、微波接收机及收发天线即可。此方式施工简单、成本低、工期短、收效快，而且更改线路容易，所传输信号质量高；缺点是容易受建筑物的阻挡和反射，产生阴影区或形成重影。由于雨、雪、雾霾等对微波信号有较大衰减，因而该方式易受气候条件的影响。

同轴电缆传输是最简单的一种干线传输方式，具有成本低、设备可靠、安装方便等优点。但因为电缆对信号电平损失较大，每隔几百米就要安装一个干线放大器来提高信号电平，由此也引入较多的噪声和非线性失真，使信号质量受到影响。过去的有线电视系统几乎都采用同轴电缆传输，而现在一般只在较小系统或大系统中靠近用户分配系统的最后几公里中使用。

1.2.4 用户分配网

用户分配网的任务是把有线电视信号高效而合理地分送到户。它一般是由分配放大器、延长放大器、分配器、分支器、用户终端盒（也称系统输出口）以及连接它们的分支线、用户线等组成的。分支线和用户线通常采用较细的同轴电缆，以降低成本和便于施工。分配器和分支器是用来把信号分配给各条支线和各个用户的无源器件，要求有较好的相互隔离度技术指标、较宽的工作频带和较小的信号损失，以使用户能共同收看、互不影响并获得合适的输出电平。分配放大器和延长放大器的任务是为了补偿分配网中的信号损失，以带动更多的用户。与干线放大器在中等电平下工作不同，分配放大器和延长放大器通常在高电平下工作，输出电平多在100dBμV以上。

1.2.5 家庭网络

家庭网络（Home Network）是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台，是在家庭范围内实现信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、保安（监控）装置、水电气热表设备及家庭求助报警等设备互连和管理，以及数据和多媒体信息共享的系统。我国已经颁布的六项家庭网络标准，分别覆盖了家庭网络的体系结构、家庭主网通信协议、家庭子网通信协议、家庭设备描述规范以及一致性测试规范等，它们构成了家庭网络标准体系的基础协议。数字电视机顶盒是目前使用得最多的智能终端，它是随着数字电视广播系统的诞生而出现的一种消费电子设备。其基本功能是接收数字电视广播节目，同时具有所有广播和交互式多媒体应用功能。数字电视机顶盒分为标准清晰度和高清晰度两种级别，每种级别按照业务和功能又划分为基本型、增强型、高级型三种类型，数字电视整体转换所使用的是标准清晰度的基本型数字机顶盒，除接收数字电视广播节目外，其功能还包括：电子节目指南、数据广播、软件在线升级、有条件接收等。为了适应云媒体电视的发展，数字电视机顶盒正在向具有家庭网关功能演进。

【练习与思考】

1.一般的有线数字网络主要由哪几部分组成？各部分的主要功能是什么？试画出其基本组成框图。

2.什么是有线数字电视前端系统？其主要功能是什么？

3.前端系统包含模拟电视前端、数字电视前端和数据前端。其中数字电视前端的主要任务是什么？

4.有线数字电视网络传输系统传输的方式有微波、同轴电缆、光纤等。它们各有什么优缺点？

5.通过查找资料，写出我国已经颁布的六项家庭网络标准名称。

思考题

1.有线电视网传输系统的发展趋势。

2.何谓“三网融合”？通过查找资料了解多屏互动协议 DLAN，比较目前主流的多屏互动协议标准。

【研究项目】有线数字电视网络技术发展历史与现状调查研究

要求：

1.结合本地实际，研究有线数字电视网络的发展历史，网络的功能、构架。

2.研究有线数字电视网络的传输功能和作用，指出传输系统制式、性能指标。

3.了解当地有线电视网、通信网、互联网的发展情况。

4.结合上述研究，写出3000字左右的调研报告，并且涵盖上述3点内容。

目的：

1.了解有线数字电视网络的发展历史、传输系统制式和性能指标。

2.了解有线电视网络的业务发展情况。

指导：

1.通过对有线电视、通信公司等技术部门的调研及资料的检索，获取需要的信息。

2.利用实践机会向工程技术人员请教。

3.重点了解当地有线电视网络承载的特色业务，用户数量的变化情况，用户对业务发展的意见或建议。

第2章 有线数字电视网络的总体规划

【学习提要】

本章主要熟悉并理解有线数字电视常用的频率规划及其频道配置。其中重点掌握双向上行、下行的我国行业标准 GY/T106——1999《有线电视广播系统技术规范》中推荐的频率配置标准。本章的重要概念有分贝比、电平、电压的叠加，电平单位（dBm、dBW、dBmV、dBµV）的定义。

【引言】

有线数字电视网络的总体技术规划是有线数字电视网络的应用基础。掌握并规划好有线数字电视系统的频率划分和频道配置，才能最大限度发挥网络在有限的频率资源中的传输效益，因而有线数字电视网络传输频率的有效配置是技术发展中研究的一个课题。

2.1 总体规划概述

有线数字电视网络是一个由多种设备和复杂传输线路组合而成的完整体系。要使这个完整体系达到预期目的并最充分地发挥效能，必须事先进行周密的系统设计。

有线数字电视网络的设计，必须依据客观环境、条件以及建设和发展的基本要求，通观全局，周密考虑正确选用各种器件和设备，确定技术先进、经济合理、安全适用的系统方案，以最大限度地提高系统传输信号的能力，改善信号传输质量，增加节目容量，扩展系统综合功能，充分发挥系统各组成部分的作用。

一般来说，有线数字电视系统的设计过程可以分为两个阶段，即初步设计（网络的总体规划）阶段和具体设计（确定各组成部分的实施方案）阶段。

初步设计可以理解为宏观设计，其主要任务是根据客观要求确定系统的最优结构和组成方式。从工程设计规范来看，它应完成的内容包括设计技术说明书、系统总体方案及必要的方案图。

具体设计也可看成是微观设计，它所面临的任务是在系统总体方案已经确定的前题下，如何使方案的各个环节都能准确无误地变成现实。具体地说，从需求分析开始，确定各部分的具体组成、设备选型以及完成各类施工图表和设备材料清单以及施工日程进度的设计编制工作、测试及验收方案编制。

由于有线数字电视系统工程规模的大小、繁简程度差别极大，系统的目的要求又多种多样，加之环境条件等因素也各不相同，因而设计工作不可能按某一固定的模式进行，必须根据实际情况，灵活运用各种设计原则、方法，恰到好处地全面完成实际工程需要的各项设计任务。

本节简要介绍网络总体规划的主要内容和具体考虑。具体设计的方法和原则将在后面的各有关章节中分别介绍。

2.1.1 前期准备

前期调查与资料准备都属于网络总体规划中重要的前期准备工作。其目的在于详细了解系统所处客观环境和当前的具体要求，全面掌握未来的技术发展动态和需求的变化趋势，并加以深入分析和研究，通过大数据技术对用户行为进行分析，以使系统总体方案能够既科学合理、技术先进，又切合实际、安全适用。前期准备工作包括以下几个方面。

1.全面了解用户要求

（1）用户对节目套数的要求

精选需要传输的电视节目，了解用户需要接收的电视频道数，有无自办节目、调频广播节目的要求；对未来5年或10年的扩展要求；当地电视台的发展规划；本单位的发展计划；卫星电视的发展动向及地区联网规划等。

（2）用户对系统功能的需求

设置高清频道和标清频道比例；立体电视的频道数量；数据传输和视频通话需求；用户对视频点播有无要求；业务包的规划；多功能综合开发的具体要求；政府和大客户需求。

（3）用户的承受能力及对投资规模的要求

了解用户的经济状况、入网的迫切程度以及对投资额的承受能力；了解用户对加扰收费节目的感兴趣程度和支付水平，确定当前的入网户数和潜在的入网户数。

2.充分研究地域条件和客观环境

（1）广播电视信号电波场强情况

了解电视发射台的方位与接收点的距离、发射功率、发射天线高度，初步计算场强，或从电视机开路收看电视节目的情况来估计场强，判断接收信号的质量，并注意观察有无外来干扰的存在；了解卫星节目的接收情况。

（2）高层建筑的遮挡障碍和反射障碍

估算现有高层建筑的遮挡障碍和反射障碍的预测参数以及由此产生的阴影区、重影区的大致范围；未来几年中高层建筑的发展计划和可能带来的影响。

（3）用户地区环境

勘察掌握服务区的地理环境，如有无山岳、沟壑、河道、桥梁等；现有设施如管道、电杆等的可利用情况；高压线、电话线的走向和布局；可供电位置的分布情况；了解当地的水文资料和气象材料。

（4）服务面积及系统规模

当前需要覆盖的范围、大小、形状以及住户密度、分布状况、总入网户数；今后若干年内规划发展的相关情况。

（5）建筑物形式

观察建筑物的类型（如宿舍楼群、民用住宅、招待所、宾馆、医院、学校等），是新建、改建还是原有建筑；有无线路预埋和穿线条件。要求用户提供必要的地区及建筑群总平面图、建筑物平面图、立体图（注明层数、层高）、屋顶平面图及其他建筑设计施工图、室外地下管线及架空电力线等有关技术资料。

3.广泛搜集产品资料

多方了解各生产厂家产品样本、使用说明书、价格表以及实际使用、运行、售后服务等情况，掌握产品的性能、技术指标、外形尺寸、安装方法、主要特点等，在产品的性能价格比上反复斟酌比较，为设备选型和方案

....