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有线电视(以同轴电缆为介质传送电视、节目的系统)

有线电视cable television (CATV)也叫电缆电视,是由无线电视发展而来,最初出现于1950年的美国宾夕法尼亚州。有线电视仍保留了无线电视的广播制式和信号调制方式,并未改变电视系统的基本性能。有线电视把录制好的节目通过线缆(电缆或光缆)送给用户,再用电视机重放出来,而不向空中辐射电磁波,所以又叫闭路电视。有线电视是一种由观众而不是资助者支付费用的付费电视。

2017年12月1日,《公共服务领域英文译写规范》正式实施,规定有线电视标准英文名为Cable TV。 [1]

有线电视简称CATV (Cable Television ),最初指“公用天线电视”,现在指所有被用来将视频信号传输到社区和居民家中的电缆或光纤铜缆混合系统。最早的有线电视业务出现在1948年,那时的有线电视网络被用来实现广播电视节目的简单再传输。在20世纪80年代初,有线电视网络在全世界范围内实现了大面积的覆盖。有线电视网络企业是指向用户提供有线电视业务的运营企业。

由于电视信号通过线缆传输,不受高楼山岭等的阻挡,所以收视质量好。

有线电视可以采用邻频传输,不像无线电视为防止干扰,在一个地区必须采用隔频发射,所以频谱资源能得以充分利用,能提供更多的频道。

有线电视通过线缆还能实现信号的双向传输,能够提供交互式的双向服务,也可以很容易实现收费管理,开展多种有偿服务。

有线电视台不需要昂贵的发射机和巨大的铁塔,所以建台费用低,有利于快速发展。

有线电视系统不仅接收和转播大电视网的节目,还提供自己录制的具有不同专题内容的节目,为订户提供了更多的节目选择。

电视系统首先出现于40年代的美国,最初的系统是用在公寓大厦的共享天线电视;在公寓大厦的住户没有可能家家户户在自家屋顶上安装天线,因此共享天线电视系统应运而生。共享天线电视很简单,由一部安装在主天线近旁的共享天线电视放大器和铺往各住户的有线电缆组成。后来由于大功率宽频放大器技术的发展,出现了传输范围包括一个城市的电缆电视系统,由于共享天线电视系统一样有宽频放大器和传输信号的电缆、信号分配器,可以看成是后来城市范围有线电视的前身。

中国有线电视的发展始于1974年,其可概括为三个阶段 [2] :

1)第一个阶段:即1974年至1983年期间的共用天线阶段。它技术上的特点是在全频道采用隔频传输,一个共用的天线系统能够传送五至六套电视节目,这个阶段可被称为有线电视的初级发展阶段。

2)第二个阶段:即1983年至1990年期间的电缆电视阶段。它的技术特点是对以电缆方式建设为主的企业或者城域网络采用邻频传输,可以传送10套左右的电视节目。以1985年沙市建立的有线电视网络为起点,有线电视网络从共用天线阶段演进到了电缆电视阶段。然而,在这个阶段,有的地市有线电视网络已经开始采用光缆进行远程传输。

(3)第三个阶段:即指从1990年至今。这个阶段以1990年11月2日政府颁布的“有线电视管理暂行条例”为标志,从此以后,中国的有线电视网络迈入了高速的、规范的及法制化的发展轨道中。

目前比较典型的有线电视系统主要由以下4个部分组成:信号源部分、前端设备部分、干线传输部分及用户分配部分,如图所示。

信号源部分

有线电视系统的信号源分为两大类:一类是从空中收转的各种电视信号,它包括卫星电视信号,V段、U段电视信号,以及其他有线台通过微波(或光缆)传送过来的电视信号;另一类是有线电视系统自办的电视节目。其主要设备包括卫星地面站,微波站,V段、U段接收天线,摄像机,录像机,电视转播车,播控设备及系统管理计算机等。

前端系统部分

前端系统是指在有线电视系统中用以处理通过天线收到的和自办的电视信号并使之适合信道传输的一系列设备。它位于信号源和干线传输系统之间,其作用是将信号源送来的多套电视信号进行必要的处理,然后将其混合成一路信号送到干线传输系统。其主要设备有接收机、调制器、频道放大器及变换器、导频信号发生器、混合器、解调器、制转器和时基校正器。由于信号源和前端设备通常在一起,目前,在系统中将它们合称为前端系统。

干线传输系统部分

干线传输系统的作用是传输系统信号,它主要由各种类型的干线放大器、干线电缆、干线光缆、光发射机、光接收机、多路微波分配系统和调频微波中继等设备和器材组成。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络。干线系统的传输方式主要有同轴电缆传输、光纤传输和微波传输以及它们的混合传输。

用户分配系统部分

用户分配系统是有线电视系统的最后部分,其作用是把来自传输干线的信号分配给千家万户,它包括用户分配放大器、分配器、分支器、用户终端盒等设备和器件。分配放大器的功能是补偿支线书的信号损失,放大信号功率以支持更多的用户。分配器和分支器是为了把信号分配给各条支路和各个用户的无源器件,要求其有较好的隔离和适当的输出电平。用户分配网一般采用较细的同轴电缆,以降低成本和便于施工。

另外,在整个有线电视系统组成中,还有两个方面的问题要注意:一个是系统供电问题,另一个是系统防雷问题。对系统前端的供电一般问题不大,但对干线部分及分配部分的供电,应根据当地的电源环境进行适当考虑,一般有集中供电方式和分散供电方式两种。有线电视系统中为了改善接收信号的条件使接收天线向前端提供高质量的电视信号,通常将天线架设在高处,所以天线是系统中最容易受到雷击的部位。为了防止雷击,在接收天线的区域内应安装避雷针,同时在每副天线的输出端还应安装保安器。另外,架设的电缆也容易受到雷击,故当有线电视系统传输干线较长时,可每隔适当距离(200300m)将电缆外导体接地一次。

宽带接入网技术

随着互联网技术的日益成熟,通过网络传送的高清晰度的音频、视频、图像等多媒体数据正在不断吞噬着有限的信道带宽,因此,有线电视宽带接入网技术无疑已经成为了当今的热点。这种建立在有线电视的基础之上的宽带网双向接入模式,以其应用灵活、速度快、费用小等诸多特点,被越来越多的用户所接受,目前已经成为了当前商用住户和民营住宅所普遍采用的宽带接入技术 [3]

目前现有的有线电视网一般都是单向光纤同轴混合网(HFC),一般采用AM-VSB调制和星树型拓扑结构,在前端系统将CATV信号转换成光信号,然后再利用光接收机这个设备将光信号转换成电信号,再将这个电信号通过同轴电缆分配网络传送到最终用户。

在有线电视宽带接入网结构中,模拟电视和数字电视、电话和数据业务在中心局进行综合。模拟和数字电视、电话和数据业务合用一台下行光发射机,用一根光纤将下行业务快速地传输到相应的光结点,再将这些下行的光信号变换成射频信号。光结点采用星树型网络拓扑结构,每个都分出多条同轴双向电细线来覆盖大概500户用户。上行信号是通过在综合业务用户单元处将数据信号变换为上行射频信号,再利用光结点将其快速变换成光信号,通过光纤、上行发射机等传回中心局,由变换成射颇信号,最终实现在路由器处将数据信号与数据网互连,顺利将VOD的上行控制信号送到VOD服务器。

数字电视技术

数字电视技术,可以理解为带有数字信号的电视设备。这种技术把有线电台传出来的电视信号,通过数字压缩和调制后,制作成数字电视信号,通过有线电视光缆和电视卫星进行信号的传输,电视在接到信号后,通过数字电视配带的机顶盒,对数字信号进行解调和解码把原来的电视图像和声音还原出来,整个信号传输的过程都是通过数字技术处理完成的。因此,这种技术被称作数字电视技术。

数字电视技术有如下优点:

1)传输的信号更稳定。有线电视网络中数字电视技术的应用可以说是历史性的进步,数字电视技术与以往的电视传输技术相比,在信号传输过程中信号的稳定性更高,这对电视信号的传输发挥着重要作用。

2)可操作性强。在对传输的信号进行处理时,数字电视技术对信号的处理更方便有效,可操作性更强,数字电视技术在信号处理时采用异步的处理方法,这样可以提升传输信号的处理速度,提高信号处理的效率。

3)电视画面的清晰度高。传统的电视信号传输过程中侧重的是信号的使用性,随着科学技术的快速发展,人们对电视画面的质量要求更高,数字电视技术的应用很大程度上的满足了人们的要求。

4)可以扩大观看的频道范围。数字电视技术通过技术上的优势,能传输更多的电视信号,而且随着数字电视技术的不断完善,用户可观看的频道范围会扩大,为观众提供更多优秀的节目。

5)实现与互联网技术的结合。数字电视技术可以实现频道的开通点播、电视信息加密处理等传统电视传输技术无法实现的技术性服务。将数字电视技术与互联网的结合也是未来电视传媒事业的发展趋势。

解码信息资源

解码技术在有线数字电视中主要是指视频的解码技术, 我国在对信息资的解码技术上随着数字化有线技术的步而慢慢普及。与我国以往的清电技术相比, 这样的电视系统优点就是效改善了难以控制的信号视频整体的缩技术, 相关工作人员利用1920显示模式就可以实现压缩处理数字信号, 可将数字信号的码率下降到30Mbit/s,是原来的1/33 。数字信号通过系统的数字压缩处理后可以将有效的信息资源提供给计算机的处理系统。

音频编码

在数宇电视技术中, 音频编码的主要作用是有效地对声音信息进行压缩处理,一般情况下, 经过数字化压缩处理以后的声音信号, 音频质量比以往更好。因此, 在播放数字化有线电视时, 里面的伴音传输并不像人们想象得那样, 因此在处理数字电视伴音的过程.中, 应当采取有效手段使压缩编码工序增加。目前, 我国的音频编码与解码, 主要依据是日本和欧洲等国家经常用的MPEG-2音频压缩标准。随着社会科技的进步,如今数宇电视技术的发展箱要更的音频编码压缩标准。随着现在有线电视的发展, 有的地区已经不再使用以往的音频编码标准, 而是使用更加先进MPEG4AVC标准。

通常我们把有线电视网络的业务分为三大类,基本业务、扩展业务、增值业务 [2]

属于有线网上开发的多功能业务,包括Internet接入、IP电话、电视会议、带宽出租、电视商务等。这些新业务将使有线网的服务内容由电视拓宽到语音与数据通信、金融、教育等领域,大大拓展了有线网络的业务发展空间。目 前,有线网的增值业务在各地区还处开发试验的阶段,收入还极少,但其未来的潜力却是难以估量的。

在有线电视网络升级改造之后,利用VOIP技术,可以提供价格十分低廉的IP电话服务,使电话的收费降到目 前普通电话收费的数十分之一。传统上人们对Cable提供话音业务的质量存在担心,但DOCSIS技术的发展已大大改善有线网络对时延较敏感的业务的支持,提高了服务的Qos(服务品质保证),目前美国许多新的有线电视运营商已可提供电信级的话音服务。未来该业务将对电信的基于电路交换的电话业务产生较大冲击,但有望成为有线网络的一个重要收入来源。

电视作为当今最重要的信息媒体之一,一旦与金融机构和企业联网,就具备了开展商务的初步条件。与电子商务相比,电视商务更具有现实可行性,具备更大的发展空间,诸多咨询机构预测十年之内,电视商务将成为万亿级的产业。中国拥有世界最大的有线电视网络和最多的有线电视用户,在开展电视商务方面具有得天独厚的条件,十年内这一业务的收入预计也将达到千亿以上。

利用有线电视网络,通过专门信道及录放设备,可以提供声音和图象非常流畅的视频会议,实现多点之间有效的实时交流,达到传统技术下无法实现的沟通效果。

除了以上业务之外,有线电视网络的增值业务还包括远程教育、远程医疗、远程证券交易、电子自动化抄表和家庭保安监控、电视游戏等,这些业务未来也有巨大的发展空间。


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