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本课件介绍广播电视网的结构、性能指标、编码技术、三网融合技术与双向改造方案，重点讲解有线电视系统组成、HFC网络、载噪比与非线性失真指标、MPEG与H.26X视频编码，以及CM、EPON、FTTH等双向改造方案。
六广播电视网
学习目标 理解：CATV 的概念，掌握 CATV 的系统组成及各部分作用 了解：广播电视网的发展历程、视频编码技术、三网融合的概念、关键技术和实现方案 掌握：电视节目信号中的噪声干扰、非线性失真及发射 理解：常见的信息处理技术、常见的差错控制技术和多路复用的原理 掌握：广电接入网双向改造的CM方案、EPON 方案和 FTTH 方案 了解：广电网与物联网融合技术、交互式电视技术和 CMMB 技术
本章知识结构
导入案例4案例一数字电视的多种业务模式数字电视技术将在车载、站牌/楼宇、火车或磁悬浮列车、手机和便携设备中实现电视信号的接收。
一、有线电视的概念有线电视为 CableTelevision，简称 CATV。IEC又称为电缆分配系统(Cabledistributionsystem)是指利用射频电缆、光缆、多路微波或其组合来传输、分配和交换声音、图像及数据信号的电视系统。56.1广播电视网的发展历程
1.公共天线阶段公用天线系统(CommunityAntennaTelexision，CATV)即用一组优质天线以有线方式将电视信号分配到各用户的电视系统。其采用全频道传输方式，传输介质是同轴电缆，前端信号主要采用无线接收或自办节目，一个共用天线系统可以传输 5、6套电视节目，规模小、设备简单、功能单一，信号的质量较差。二、有线电视发展阶段
二、有线电视发展阶段
2.电缆电视阶段电缆电视系统从网络结构看是用主干电缆将各个相对独立的小型共用天线系统连接起来，形成一定规模的城域网络。CATV 的前端部分从隔频传输过渡到邻频传输系统。8提高了网络的传输能力优化了网络结构提高了电缆电视系统的性能和质量
3.现代有线电视网络阶段现代有线电视网络突破了“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。传输的电视节目数量和质量有了显著增高，服务内容超出了单纯的电视节目播放，各种增值服务也开始在有线电视网络中出现。随着社会信息化进程的加快，有线电视网、电信网和计算机网“三网融合”的发达国家已经开始进行，有线电视网络的发展进入了一个全新的时期。
习题：电网的发展经历了哪几个阶段
习题 1．电网的发展经历了哪几个阶段？各个阶段有什么特色？2．下面叙述中不正确的是( )
1．有线电视系统有线电视系统的组成由信号源、前端、干线传输网络、用户分配网络和用户终端五部分组成。信号源指向前端系统所需的各种信号的设备。有线电视系统的信号源包括卫星地面站接收的数字和模拟的广播电视信号、各种本地开路广播电视信号、自办节目及上行的电视信号及数据。116.2 CATV 系统的结构和演变
前端接收来自本地或远地的空中(开路)广播电视节目、上一级有线电视网传输的电视节目、卫星传送的广播电视节目、微波传送的电视节目以及自办节目等，并对这些节目信号的接收、加工、处理、组合和控制等过程。传统有线电视前端的设备主要有天线放大器、频道转换器、频道处理器、电视调制器、导频信号发生器、混合器等。现代电视的前端由模拟和数字两大部分组成
干线传输系统 把前端输出的高频电视信号通过传输媒体不失真地传输给用户分配系统。干线传输系统的主要传输媒介有电缆、光缆和微波等几种.用户分配网络 把从前端传来的信号分配给千家万户，包括支线放大器、分配器和分支器.
HFC是 HybridFiber－Coaxial 的缩写，指混合光纤同轴电缆网。是一种经济实用的综合数字服务宽带网接入技术。其核心思想是利用光纤替代干线或干线中的大部分段落，剩余部分仍维持原有同轴电缆不变。主要特点下： 传输容量大并易实现双向传输； 频率特性好，在有线电视传输带宽内无须均衡； 传输损耗小，可延长有线电视的传输距离，25公里内无须中继放大； 光纤间不会有串音现象，不怕电磁干扰，能确保信号的传输质量。2．有线电视网络的演进HFC
习题：有线电视网络的结构由、、和四
习题 1．有线电视网络的结构由、、和四部分组成。2．HFC网络的传输网络采用；用户分配网络采用。3．下面关于有线电视网叙述中正确的是( )
166.3有线电视系统技术指标一、电视信号的干扰电视信号的干扰主要有以下3种： 系统噪声干扰系统的噪声主要来源于外部和内部两大类。外部噪声主要是宇宙空间噪声、大气噪声、雷达干扰、工业干扰等以及系统内部的非固有噪声(如电源交流声干扰等)均可通过一系列的措施加以降低或消失，系统内部的固有噪声则无法消除。
系统的非线性失真干扰有线电视信号经过一些非线性设备后就会产生非线性失真。非线性失真产物与电视信号相互作用以后在电视画面上形成横条、竖条或各种各样的网纹干扰。系统的反射干扰有线电视系统的规模大，各种设备、部件的连接环节很多，选用的设备不妥和阻抗不匹配会在系统内部产生反射波，这些反射波就会造成重影。17有线电视系统中，主要存在接收重影、反射重影和串入重影三种类型
二、C/N载噪比有线电视系统中噪声的性能用载噪比(C/N)来表征，定义为图像(或声音)的载波功率与噪声功率之比，即：或(dB)有线电视系统中设备之间连接的阻抗均为75，所以载噪比也可定义为图像载波电压(均方根)与噪声电压(均方根)之比，即：或(dB)
1.载波组合二次差拍比C/CSO载波组合二次差拍比C/CSO是指指定频道上图像载波电平与落入该频道内成簇聚集的二次差拍产物的复合电平之比，即：C/CSO=指定频道上图像载波电平/落入该频道内成簇聚集的二次差拍产物的复合电平或C/CSO=20lg(指定频道上图像载波电平/落入该频道内成簇聚集的二次差拍产物的复合电平)(dB)载波电平C每升高1dB，组合二次互调电平CSO就升高2dB，两者差值即载波组合二次差拍比C/CSO就减少1dB。三、载波组合二次差拍比和载波组合三次差拍比
2．载波组合三次差拍比C/CTB载波组合三次差拍比C/CTB是指指定频道上图像载波电平与图像附近群集的组合三次差拍产物的加权电压之比，即：C/CTB=指定频道上图像载波电平/图像附近群集的组合三次差拍产物的加权电压或C/CTB=20lg(指定频道上图像载波电平/图像附近群集的组合三次差拍产物的加权电压)(dB)一般使用的线性范围内，系统输出电平每降低1dB，组合三次差拍比提高2dB，而系统输出电平提高1dB。组合三次差拍比降低2dB。C/CTB在电视机表现为屏幕上出现横向差拍噪波。根据标准规定，C/CTB≥54dB。
习题：C/CSO是指.2.下列属于
习题 1．C/CSO是指.2.下列属于非线性失真的指标有( )
226.4视频编码技术视频编码技术得到了迅速发展和广泛应用。它可分为两大系列：国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)的运动图像专家组 MPEG(MotionPictureExpertGroup)关于活动图像的编码标准 MPEG 系列，以及国际电信联盟(ITU)的视频编码专家组 VCEG(VideoCodingExpertGroup)制定的视频编码标准H.26X系列。
1.MPEGMPEG 是 Movyigpicturesexpertsgroup(运动图像专家组)的英文缩写，组始建于1988年，专门负责为CD建立视频和音频标准。MPEG 是ISO/IEC/JTC/SC2/WG11的一个小组。兼顾了 JPEG 标准和 CCITT 专家组的H261标准，于1990年形成了一个标准草案。MPEG 标准分成3个阶段： 第一阶段 MPEG—1是针对传输速度为1MP/s到 1.5Mb的普通电视质量的视频信号的压缩; 第二阶段目标则是对每秒30帧的720*576分辨率的视频信号进行压缩； 第三阶段为了继续解决传输码流和压缩质量发展到现在应用较多的 MPEG-4。MPEG 标准有3个组成部分：MPEG 视频；MPEG 音频；视频与音频的同步
2、H.26X H.261可使数据速率压缩至P×64Kbps(P=1～20)，一般在32～384Kbps 时图像可达CIF、QCIF15帧每秒(F/S)，总体上图像质量略逊于 MPEG1，适合在 ISDN、DDN、PSTN 网上传输运动的图像。 H.263于1995年提出的更低比特率的视频编码方案，可将图像最低编码到20Kbps，通过电话线上以 22.8Kbps 的V.34Modem 传输，图像质量达到176×144或128×96分辨率下5～15F/S的水平。非常适合在固定带宽的信道中传输视频信号。
H.264比H.263和 MPEG-4节约了50％的码率，对网络传输具有更好的支持功能。引入了面向IP包的编码机制，有利于网络中的分组传输，支持网络中视频的流媒体传输。具有较强的抗误码特性，可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。
习题：常见的编码技术
习题 1．常见的编码技术有( )
276.5广电接入网双向的改造无论是传统的有线电视网还是HFC有线电视网，其主要功能均是高效、可靠地传输广播电视节目。目前，网络既不能承载多媒体交互业务和各种增值业务，也不能有效实现网络、业务和用户管理。广电运营商要进行商业赢利模式创新，快速地向综合业务运营商转型，就必须将HFC网络从单向网络改为双向网络。
目前对有线电视网络的双向改造主要是传输网络和用户分配网络。重点是用户分配接入网络的双向改造。常见的有线电视分配接入网双向改造的方案主要包括:CM方案 EPON 方案 FTTH 方案
1.CM方案 CMTS(电缆调制解调器端接系统)+CM(电缆调制解调器)组网方案，它在分配接入网双向化改造中采用的CM技术；在光传输部分，下行数据信号和 CATV 的下行信号采用频分(FDM)方式共纤传输，上下行数据信号采用空分(SDM)方式共缆不同纤传输；在电缆部分，上下行信号按FDM方式同缆传输。
优点：可利用已有HFC网络中预留的光纤和无源同轴分配入户的电缆组成双向传输系统，不需要重新铺线，只需在前端和用户端分别加装 CMTS 和CM即可实现双向传输，前期投入少，改造工程量小，适合已建HFC网络改造。缺点：存在反向噪声汇聚，网络反向设计和工艺控制要求较高等问题，受 CMTS 的带宽限制，可承载业务有限，无法满足大带宽业务的需求，日后网络扩容投资相对较大。
2、EPON 方案 EPON(无源光网)是一种支持点到多点业务的光接入系统。它具有节省光纤资源、对网络协议透明等特点，在许多发达国家得到了应用发展。目前PON技术主要有 APON、EPON 和 GPON 等几种，它们主要差别在于采用不同的数据链路层技术。EPON 技术已经成为 FTTZ 的主流技术之一，它的优势主要有： 在最后100m的入户方案中，可以选择 EPON+LAN的技术，也可以选择 EPON+EOC的技术。建网成本低网络安全性高组网灵活网络容量大运营维护简单
EPON+LANEPON+LAN(以太无源光网＋局域网)方案的核心思想是利用 EPONOLT 将分前端光纤到引入的服务区远端机房，然后光分路器分光接入各个楼道光网络单元，利用小区局域网，将光信号直接接入或者通过交换机接入STB(机顶盒)，采用五类线入户，承载数字电视点播信号回传和宽带上网等多业务；下行的模拟和数字电视信号通过原有的光纤和HFC线路下行，HFC入户；最终双线入户解决广电数字网络双向问题，两张网同时运营，不存在相互干扰。
优点是技术成熟，设备供应较多，接口和标准规范，大规模组网或用户密度很大时每户成本低，每户带宽大，网络管理简单。缺点是LAN入户需重新布线，施工难度较大；网络设施繁杂，维护较困难。适合用于新城区、高档新楼盘和智能化小区。802.3网络用户端的 EPON ONU产品
EPON+EOC
EPON+EOCEPON+EOC(以太无源光网＋数据传输同轴电缆)技术中的EOC技术主要包括3种：无源EO
第18届中国国际广播电视信息网络展览会上产展的 EPON 产品
特点：系统支持每个客户独享10Mbit/s的速率，对同一根同轴电缆通过频率分割，在10～25MHz带宽内直接传送以太网信号，50～860MHz仍然传送 RFTV 信号，遵循以太网协议，标准化程度较高。客户端为无源终端，提高了系统的稳定性，减小了运营维护成本；工程安装不需重新铺设五类线，建设成本较低。
3.FTTH 方案 FTTH(FiberToTheHome)，是一根光纤直接连接到家庭。骨干网局端与用户之间以光纤作为传输媒介。光纤接入网(FTTX)由OLT、ONU和ODN组成，按照ONU在接入网中所处的位置不同，可以将光纤接入网划分为几种主要的应用类型：光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到户(FTTH)、光纤到办公室(FTTO)。FTTH 的优势主要体现：无源网络带宽是比较宽的，长距离、抗电磁干扰正好符合运营商的大规模运用方式。采用光波传输技术，支持的协议比较灵活，增强了传输数据的可靠性。适于引入各种新业务，是理想的业务透明网络，是接入网较为合适的发展方式。
FTTH 用户终端子系统和面板
习题：常见有线电视双向改造的方案
习题 1．常见有线电视双向改造的方案有、和。2．在CM双向改造中网络端要加设备，用户端要加设备。3．光纤到户的实现方式有( )
426.6三网融合一、三网融合的概念和业务基础 概念三网融合是指电信网、计算机网和广播电视网三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。“三网融合”是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。
业务基础随着数字技术、光通信技术和软件技术的发展以及TCP/IP的广泛应用，信息业务开始从电信网、计算机网、有线电视网三大独立的业务逐渐走向融合。融合业务主要包括43拨号网络 IPTV 手机上网手机电视 VoIP 网络视频电视上网
二、三网融合的关键技术和实施方案在三网融合的运行过程中，需要解决的主要关键技术包括基础数字技术、宽带技术、IP技术和软件技术。 宽带技术宽带技术的主体就是光纤通信技术。网络融合的目的之一是通过一个网络提供统一的业务。若要提供统一业务就必须要有能够支持音视频等各种多媒体(流媒体)业务传送的网络平台。这些业务的特点是业务需求量大、数据量大、服务质量要求较高，因此在传输时一般都需要非常大的带宽。
IP技术内容数字化后，还不能直接承载在通信网络介质之上，还需要通过IP技术在内容与传送介质之间搭起一座桥梁。IP技术(特别是IPv6技术)的产生，满足了在多种物理介质与多样的应用需求之间建立简单而统一的映射需求，可以顺利地对多种业务数据、多种软硬件环境、多种通信协议进行集成、综合、统一，对网络资源进行综合调度和管理，使得各种以IP为基础的业务都能在不同的网络上实现互通。
软件技术软件技术是信息传播网络的神经系统。在软件技术的发展中，表现尤其突出的是中间件技术和软交换平台系统。中间件技术能够在不同操作系统、不同网络环境之间，起到联合与协调的作用；软交换平台系统则可以应对日益增长的大规模服务请求，并在可用性、伸缩能力和容错效果方面均表现优异。这两种技术的发展，使得三大网络及其终端都能通过软件变换，最终支持各种用户所需的特性、功能和业务。
从三网融合的提出到现在，全球许多国家的政府、相关的管制部门都在做着不同的尝试，通过政策、制度以及管制框架上的变革来解决实现三网融合面临的诸多问题。一个明显的趋势就是一些国家把电信和广播在传输上的管制职责集中到一个管制实体中。目前有6个国家，美国、英国、日本、意大利、加拿大、澳大利亚，成立统一的监管机构。国外的三网融合是一个渐进的过程，三网融合的难点在于电信网和有线电视网的融合，这两个行业从最初严格的禁入，到现在19个国家已经实现了两个行业的双向进入。三、三网融合的现在及发展
中国三网融合的提出是在2001年3月15日通过的“十五计划”纲要中，第一次明确提出“促进电话网、电视网、互联网的三网融合”，这是国家在资源整合、互联互通上一个重要里程碑。2010年7月1日，国家发布第一批三网融合试点城市名单，深圳市名列其中。明确指出，三网融合要按照先易后难、试点先行的原则，选择有条件的地区开展双向进入试点，并将在2010～2012年重点开展广电和电信业务双向进入试点。2013年8月，国务院发布的《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》中指出：“加快电信和广电业务双向进入，在试点基础上于2013年下半年逐步向全国推广”。
习题：三网融合的关键技术
习题 1．三网融合的关键技术有( )
506.7下一代广播电视网的前景展望展望未来，广播电视网络将突破传统电视业务的范围，向着宽带化、交互性和移动性等方向发展，还会在与物联网等新兴技术相结合，产生新的应用。一、广电网络和物联网的融合 1.物联网物联网(InternetofThings)即“物物相连的互联网”，是当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间的环境和状态信息的实时共享，以及智能化的收集、传递、处理。
物联网的重要基础和核心仍旧是互联网
感知层：感知层利用最多
感知层：感知层利用最多的是 RFI
2.广电网向物联网发展物联网是下一代广播电视网络发展的必然趋势。NGB的发展目标是，10年发展2亿用户，加速形成与电信网公平竞争的态势。到2015年，将有线通信与无线通信结合，使“智慧”家庭发展为家庭物联网，即从数字电视发展成家庭网络。NBG向物联网发展，是广电网必然的发展趋势，为未来广电网络发展提供了一种思路。而有线网络的高宽带、高清呈现能力、安全稳定、可靠等特点，无疑具备了一定的优势。
二、交互式有线电视 交互式电视交互式电视又称双向电视(InteractiveCATV)，最早源于互联网络。它指的是一种观众与有线电视公司的节目或信息中心以交互方式提供或交流的系统。 交互式电视特点及应用交互式电视的特点是电视观众不再只是被动地收看电视台为他们事先安排的节目，而是可以主动地点播自己所喜欢看的电视节目。交互式电视可提供广泛的综合业务。
交互式电视的发展趋势交互式电视的发展
6.7小节习题
三、CMMB 新业务 CMMB 是中国移动多媒体广播的简称，即 ChinaMobileMultimediaBroadcasting 的英文缩写，是通过卫星和地面无线广播的方式，供七寸以下小屏幕、小尺寸、移动便携的手持类终端如移动通信手机、PD
CMMB 技术体系是利用大功率S波段卫星信号覆盖全国，利用地面增补转发器同频同时同内容转发卫星信号补点覆盖卫星信号盲区，利用无线移动通信网络构建回传通道，从而组成单向广播和双向交互相结合的移动多媒体广播网络。
习题：什么是物联网
习题 1．什么是物联网？什么是交互式电视？2．CMMB 技术原理是什么？
本章小结 本章主要介绍广播电视网的结构、性能指标、编码技术、三网融合技术、双向改造方案及发展趋势。 理解广播电视网主要经历的阶段和结构。 掌握噪声干扰、非线性失真和反射对信号的影响及主要技术指标。 理解有线电视中音频和视频的编码技术 MPEG 和H.26X。 掌握有线电视的双向改造中的CM方案、EPON 方案和 FTTH 方案。 了解三网融合的概念、实现的技术基础。 了解下一代网络的发展趋势。
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