多媒体通信与有线电视网络(2)

湖南邵阳电视台 邓永红
3．频谱资源的分配

　　HFC接入网为多媒体双向交互式业务如视频点播VOD、电话、Internet接入、数字数据通信提供了充分的下行频带。考虑到有些业务如电话业务，其上行和下行数据量是一样的，因此其上下行信道需要同样的频宽。有些业务如Internet接入业务，其上行回传数据是突发式短数据，占用上行回传频带很窄。而另一些业务如数字数据通信业务和电子邮箱则是突发式业务，占用上行回传频带很宽，因此必须全面综合地考虑各种多媒体业务对频谱资源的需求，应对HFC接入网的频谱资源进行合理分配，为不同业务分配不同的频段，各种业务频段之间还需要设置一个隔离保护频段。目前HFC接入网主要采用低频率分割的双向复用方式，对750MHz和1GHz带宽的HFC接入网，典型的频率分配为：上行回传频率宽度为37MHz，频率范围为5.0-42.0MHz，再把37MHz划分成不同的频段，用于不同的多媒体双向业务的上行回传信道。把48.5—750.0MHz(或48.5—1000.0MHz)频率范围也划分成不同的频段，用于不同的多媒体双向业务的下行信道。而42—48.5MHz为上下行信道之间的隔离保护频段。

4．上行信道多路用户接入的方式

　　HFC接入网上行信道多路用户接入的方式，主要有TDMA(时分多址接入)、FDMA(频分多址接入)和S-CDMA(同步码分多址接入)等方式。

　　时分多址接入是将一条线路上的工作时间分割成周期性的、互不重叠的时隙，每个时隙分配给不同的用户使用，将不同用户的数据流分配到指定的不同时隙，并且采用带宽利用率比较高的调制方式如QPSK(四相键移调制)和64-QAM(正交幅度调制)等。

　　频分多址接入是将一条线路的可用频带分割成互不重叠的部分，并分配给不同用户所要发送的载波使用，在FDMA中各载波的频率互不相同，每个用户的数据流占用一个载波频率，所有用户的数据流可在同一时间内发送。

　　S-CDMA(同步码分多址)是建立在码分多址(CDMA)基础上的，它通过有线分配网络提供健全和完善的传输。它与异步CDMA方案不同，S-CDMA的同步性把信道的效率提至14Mb/s (6MHz信道)。S-CDMA技术在脉冲和窄带噪声、线性和非线性信道损坏、一个速率的适应能力、宽带高容量以及系统的扩展性和安全性方面，较频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)技术极具优势。

　　时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)是通过电缆传输高速数据的两种方法。它们都有很大的限制。对于TDMA，不同的用户对应不同的时间位置。因此，TDMA需要快速获得，使得数据对窄带干扰非常敏感。

　　在信噪比(SNR)低于某个极限值时，TDMA系统可能完全不能运行。TDMA的另外一个问题是在一定通道内的竞争，并且此竞争会影响邻近通道，因为来自不同竞争的能量积聚会引起放大器的过载。这将严重影响双向数据网的性能。

　　对于FDMA，各个用户被分配不同的频段用于上行传输。由于每个用户占有一个特定窄带道，数据非常容易受到噪声的攻击。因为窄带干扰能轻易进入用户占用的通道。为此，FDMA系统常用频率再分配技术尽力避免噪声。因而噪声通道中的数据被转移到频段的另一部分。因为干扰的动态性，用不断移动通道来避免噪声通常需要更智能化和更昂贵的系统。当系统移到另一通道时，由于没有发送任何数据，因而信息量也受到动态数据再分配影响。FDMA传输对非线形和频率失调也非常敏感，并且通道间需要保护带而使性能达不到最佳。

　　S-CDMA提供了一个办法，用于解决上行路径中进入的干扰和脉冲噪声，这正是HFC网双向传输高速数据时遇到的最严重的问题。这里不是在抗噪声和信息量之间求折中，在采用扩频和编码功能时S-CDMA可提供14Mbps的可靠的上行流，带宽分配的好处使网络运营商有提供可保证的数据率的能力，可用于UBR，CBR和VBR信息业务。

　　S-CDMA不是基于竞争的系统，因而它是可分级的，当更多的用户加入S-CDMA系统时，他们在高峰时期不会为有限的带宽而竞争，因而避免了冲突和降低了网络特征，而且S-CDMA的6MHz通道不干扰邻近的通道(它们可能用其他技术，如QPSK)连同高的数据速率，这些特性使此技术成为有线电视网高速数据传输的最有生命力的方法。

　　
5．有线电视网络能提供的多媒体业务

（1）视频点播（VOD）

　　VOD的全称为Video On Demand,即视频点播技术，也称交互式电视点播系统，意即按需要的视频流播放。“在想看的时候看想看的节目”，这是最适合用户胃口的地方，也是点播业务最具魅力之处。用户可以根据自己的意愿选择收看电视节目，从根本上改变了过去被动式收看电视的不足。用户不必遵守传统的时间表，不必坐在电视机前为某个想看的电视节目苦苦等待，打开电视机就可以直接点击希望收看的节目，同时不受广告干扰，完全实现了由用户掌握获得信息的主动权。

　　在HFC网改造成双向HFC网中，许多有线电视网络公司在开展广播电视、数据传输、因特网接入、视频点播等综合业务试点上取得了成功经验。当今，有线电视网络开展多功能业务中，视频点播系统日趋成熟，已进入实用化、商品化阶段。视频点播是多媒体数字双向自动互传的系统，是集数字电视、数字视频压缩编码、视频服务器、数据库、多媒体计算机等技术为一体的自动点播交互电视。在VOD系统中，有线电视用户要在电视机输入端上安装一台数字机顶盒（STB），把电视机接入STB上网，或计算机通过Cable Modem(电缆调制解调器)，即可随意点播收视各种电视节目。

（2）IP电话。

　　IP电话是一种利用Internet技术或网络进行语音通信的新业务。从网络组织来看，目前比较流行的方式有两种：一种是利用Internet网络进行的语音通信，我们称之为网络电话；另一种是利用IP技术，电信运行商之间通过专线点对点联结进行的语音通信，有人称之为经济电话或廉价电话。两者比较，前者具有投资省，价格低等优势，但存在着无服务等级和全程通话质量不能保证等重要缺陷。该方式多为计算机公司和数据网络服务公司所采纳。后者相对于前者来讲投资较大，价格较高，但因其是专门用于电话通信的，所以有一定的服务等级，全程通话质量也有一定保证。该方式多为电信运行商所采纳。

　　IP电话与传统电话具有明显区别。首先，传统电话使用公众电话网作为语音传输的媒介；而IP电话则是将语音信号在公众电话网和Internet之间进行转换，对语音信号进行压缩封装，转换成IP包，同时，IP技术允许多个用户共用同一带宽资源，改变了传统电话由单个用户独占一个信道的方式，节省了用户使用单独信道的费用。其次，由于技术和市场的推动，将语音转化成IP包的技术已变得更为实用、便宜，同时，IP电话的核心元件之一数字信号处理器的价格在下降，从而使电话费用大大降低，这一点在国际电话通信费用上尤为明显，这也是IP电话迅速发展的重要原因。

　　有线电视HFC网络是一个宽带网络，具有实现用户宽带接入的基础。1998年3月，ITU组织接受了MCNS的DOCSIS标准，确定了在HFC网络内进行高速数据通信的规范，为电缆调制解调器（Cable Modem）系统的发展提供了保证。由于在HFC的数据通信系统Cable Modem中采用了IP协议，所以很容易开展基于IP的业务，IP电话是其中最有价值的业务之一。IP电话以其低廉的长途电话费受到人们的欢迎,得到了快速发展,相信,无论是国外还是在国内,作为给用户提供的一种选择,IP电话业务必将得到迅猛发展，同时也为有线电视事业发展带来了发展机遇.

（3）数据通信

　　在有线电视网上开展的数据通信业务分成单向数据广播和双向交互两类。

　　1）数据广播：将数据服务器中的大量数据循环地播出，可以对其中某些数据进行实时更新。这些数据可与电视节目无关，可以是游戏、软件、图片、各种网站上下载的信息、股票信息、电子报纸等。用户可主动地从数字电视广播信息中找到所需要的信息。数据广播是有线电视网络扩大业务范围，增加服务收入的重要方面之一。

　　2）双向交互：在CATV网上进行双向高速数据的传送时，在用户端利用Cable Modem上网。Cable Modem采用先进的调制技术（如64QAM），分为对称和非对称二种。其中，对称型可为每个用户提供10Mbit/s的上下通道速率，可用在远程医疗、 远程教学、电视会议等场合；非对称型可为每个用户提供的上行速率为 784kbit/s，下行通道速率可达30Mbit/s，因此特别适合用在WWW浏览、视频游戏、电子新闻阅读等。

　　Cable Modem多采用标准化接口，如使用最广泛的10BASE－T接口，不仅可以直接与局域网相连，而且解决了计算机间不兼容的问题。

四、利用有线电视网络传输多媒体信息的优势

　　利用有线电视网络传输多媒体信息具有频带宽、收费低的优势：

1．频带宽

　　有线电视网络是一个宽带网络。目前广为使用的ADSL 技术，带宽最高可达5M，而有线电视网络的带宽是550M，最高可达1G（即1024M）。这就是说，有线电视网络的带宽是目前电话线的1万倍，是采用ADSL 技术后的100倍。频带宽的好处就是可以通过这个网络传送多媒体信息。

2．收费低

　　由于有线电视网络的收费本来就不高，其它的收费也不可能高。如：打电话。大家平时打电话，总是长话短说，因为市内电话每3 分钟要收0.22 元，打长途就更贵了。现在人们收看有线台的电视节目，每月交费是12元。设想一下，如果每月交费30 元，然后可以随便打电话而不再另收费，这是一种什么样的感受呀。

　　经过双向改造的CATV系统用途广泛，将成为一个数字通信网络，这是一个宽带的互联网。它可以接收VHF，UHF和UHF电视频道及调频立体声广播等多种开路信号，同时还能够传输各种闭路电视信号，如高质量数字电视和点播视频、高保真的数字电话及高速率的数据等多媒体信息。利用这个网络，可以上互联网收发电子邮件，浏览网页；可以打电话（语音电话、可视电话、电视会议）；可以进行实时股票交易等各类电子商务活动；可以进行网络教学、远程医疗；可以利用该网络进行智能住宅小区的管理（保安监控、抄报水电气三表、煤气泄漏报警等）。当然，它仍然可以用来传送有线电视节目。以上这一切信息在该网络上的传递，都是数字化的，是符合互联网协议的。CATV网具有广泛的市场和广阔的发展前景。

摘自　赛迪网