banner.jpg)
摘要：本文從多媒體通信的概念，多媒體通信對網(wǎng)絡的要求，多媒體通信在有線電視網(wǎng)絡中的實現(xiàn)，利用有線電視網(wǎng)絡傳輸多媒體信息的優(yōu)勢等方面，詳細地介紹了如何利用有線電視網(wǎng)絡實現(xiàn)多媒體通信。
關鍵詞：多媒體通信，有線電視網(wǎng)絡。
隨著科學技術的迅速發(fā)展和社會需求的日益增長，人們已不滿足于單一媒體提供的傳統(tǒng)的單一服務，如電話、電視、傳真等，而是需要諸如數(shù)據(jù)、文本、圖形、圖像、音頻和視頻等多種媒體信息以超越時空限制的集中方式作為一個整體呈現(xiàn)在人們的眼前。在這種時代背景下，伴隨著多媒體計算機技術與通信技術的結合和發(fā)展，產(chǎn)生了一種邊緣性技術——多媒體通信。多媒體通信是多媒體、通信、計算機和網(wǎng)絡等相互滲透和發(fā)展的產(chǎn)物。多媒體通信的廣泛應用將會極大地提高人們的工作效率，減輕社會的交通運輸負擔，改變?nèi)藗兊慕逃蛫蕵贩绞健６嗝襟w通信將成為21世紀人們通信的基本方式。
一、多媒體通信的概念
多媒體通信中的“多媒體”一詞，指的是由在內(nèi)容上相互關聯(lián)的文本、圖形、圖像、音頻和視頻等媒體數(shù)據(jù)構成的一種復合信息實體。計算機以數(shù)字化的方式對任何一種媒體進行表示、存儲、傳輸和處理，并且將這些不同類型的媒體數(shù)據(jù)有機地合成在一起，形成多媒體數(shù)據(jù)，這就是多媒體計算機技術。多媒體計算機技術是以計算機為核心的集圖、文、聲、像處理技術為一體的綜合性處理技術。
多媒體通信是多媒體技術和通信技術的有機結合，突破了計算機、通信、電視等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)間相對獨立發(fā)展的界限，是計算機、通信和電視領域的一次革命。它在計算機的控制中，對獨立的信息進行集成的產(chǎn)生、處理、表現(xiàn)、存儲和傳輸。這些信息中至少包含一個時間相關媒體（如連續(xù)的視頻信號）或一個時間無關媒體（如離散的數(shù)據(jù)信號）。
多媒體通信系統(tǒng)的出現(xiàn)大大縮短了計算機、通信和電視之間的距離，將計算機的交互性、通信的分布性和電視的真實性完美地結合在一起，向人們提供全新的信息服務。
二、多媒體通信對網(wǎng)絡的要求
多媒體要通過通信網(wǎng)傳送文本、圖形、圖像、聲音、視頻和音頻等不同媒體。這些經(jīng)過數(shù)字化的媒體對通信網(wǎng)也提出了不同的要求。文本、圖形和圖像屬于不連續(xù)媒體，要求的平均速率不高，可是有很強的突發(fā)性和短時的高速率。聲音、音頻和視頻屬于連續(xù)媒體；其中聲音和音頻信號傳輸速率較底，但實時要求較高，視頻信號則需要極高的傳輸速率。多媒體通信的發(fā)展要求有適合于傳輸多媒體信息的通信網(wǎng)。目前的電話網(wǎng)基本上是模擬網(wǎng)或者是數(shù)�；旌暇W(wǎng)，其用戶線是模擬的，只能傳送模擬信號，傳數(shù)字信息必須加調(diào)制解調(diào)器。不適合用作多媒體通信。計算機局域網(wǎng)采用分組交換技術，很適合數(shù)據(jù)傳輸，例如多媒體通信中的文本、圖形和圖像信息。但是分組交換對于連續(xù)媒體如視頻和音頻信號會帶來很大的延時而影響傳輸質(zhì)量。典型的多媒體通信網(wǎng)應具備容量大、時延小、可變比特率。
承載多媒體業(yè)務的多媒體寬帶網(wǎng)絡則應該是一個寬頻帶、高速率，將電信業(yè)務、廣播電視業(yè)務、計算機數(shù)據(jù)業(yè)務集于一身的統(tǒng)一的網(wǎng)絡，也就是將傳統(tǒng)的三種通信網(wǎng)絡“三網(wǎng)合一”。
多媒體寬帶網(wǎng)絡主要由超干線傳輸與交換網(wǎng)以及接入網(wǎng)兩部分組成，超干線傳輸與交換網(wǎng)用來解決多媒體信息的大容量超長距離(省際和市際)傳輸與交換，同時實現(xiàn)多媒體寬帶網(wǎng)絡中任意兩個或多個用戶之間以及用戶與服務提供者之間的相互連接，而接入網(wǎng)則是負責提供給用戶接入多媒體寬帶網(wǎng)絡的手段，完成用戶終端與多媒體寬帶網(wǎng)絡的連接。
隨著通信技術、計算機技術、廣播電視技術以及多媒體技術的飛速發(fā)展，目前基于高速大容量SDH(同步數(shù)字系列)光纖傳輸技術和基于ATM(異步轉(zhuǎn)移模式)寬帶交換技術的超干線傳輸與交換網(wǎng)，以及基于HFC(光纖同軸混合結構)寬帶網(wǎng)絡的多媒體寬帶接入網(wǎng)，都以進入實際推廣和應用階段。
HFC多媒體寬帶接入網(wǎng)(以下簡稱HFC接入網(wǎng))以其特有的寬頻帶入戶、頻譜資源豐富、交互式雙向傳輸?shù)燃夹g特點，除承載廣播電視業(yè)務外，還能承載通信業(yè)務和計算機數(shù)據(jù)業(yè)務等多媒體寬帶業(yè)務。目前，對于上限頻率為750MHz的HFC接入網(wǎng)，在其一個500戶左右的光節(jié)點覆蓋區(qū)，可以提供60路模擬廣播電視業(yè)務、每戶至少2路電話業(yè)務、速率至少達10Mb／s的數(shù)據(jù)業(yè)務、最少可存200路MPEG—2的VOD(視頻點播)業(yè)務以及其他雙向通信業(yè)務。
三、多媒體通信在有線電視網(wǎng)絡中的實現(xiàn)
1．有線電視網(wǎng)絡的拓撲結構
有線電視網(wǎng)絡的拓撲結構通常按其規(guī)模大小分為樹枝型、星型和環(huán)型等多種型式。具體如下：
(1)樹枝型拓撲結構
樹枝型網(wǎng)絡是按用戶的自然分布情況來組網(wǎng)的。它是以前端為中心，通過主干線、支干線、支線、分支線、用戶線等組成的網(wǎng)絡系統(tǒng)。樹枝型結構一般用于電纜系統(tǒng)，在一定條件下也有用于光纜系統(tǒng)的。在光纜電纜混合系統(tǒng)（HFC）中電纜分配系統(tǒng)為樹枝型結構。樹枝型結構的優(yōu)點是投資省，各線之間很少有重迭部分，各線都是按實際需要進行敷設的。它的缺點是某一干線或支線出了問題，將影響該線以后的所有用戶。在雙向傳輸時，上行信號容易形成噪聲的“漏斗效應”，即各上行信號的噪聲都匯集于前端。
(2)星型拓撲結構
在光纜傳輸系統(tǒng)，星型拓撲結構是將每個光節(jié)點都和前端直接相接，即以前端為中心向四周輻射，形成星型狀。星型結構一般用于中小型CATV系統(tǒng)或市縣級城域網(wǎng)的光纜系統(tǒng)。
星型結構的優(yōu)點是光分配一次到位，所用光分路器少，光纖連接點少，光路全程損耗小。這樣，在使用相同輸出功率的光發(fā)射機時可以傳輸更遠的距離；在相同傳輸距離時，可以選用更小功率的光發(fā)射機或減少光發(fā)射機的臺數(shù)。從傳輸質(zhì)量來看，星型網(wǎng)絡中的光分路器和光纖連接點少，因此減少了光分路器和連接器所引起的多重反射，有利于噪聲和非線性指標的改善。從可靠性方面來看，星型網(wǎng)絡中某一光纖開路，只影響該光纖所連接的用戶，而不影響其它用戶。
星型網(wǎng)絡的缺點是所用光纖較多，增加了成本。但與樹枝型結構相比，在相同距離情況下，可用較小功率的光發(fā)射機，小功率發(fā)射機節(jié)省的錢和光纖多用的錢相差無幾。
(3)雙星型結構
雙星型結構用于大型有線電視系統(tǒng)。例如，在市縣級聯(lián)網(wǎng)中，本地前端（市級）和某一中心前端（縣級）之間用光纖干線連接，若它們都是星型結構，就構成雙星型結構。
(4)環(huán)型結構
環(huán)型結構常用于省、市級大型有線電視聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。而且，本地前端多位于其服務區(qū)域的邊緣或其一端。本地前端與各中心前端串接起來呈環(huán)型狀。中心前端的城域網(wǎng)亦可組成環(huán)型或星型網(wǎng)，若為環(huán)型網(wǎng)，其環(huán)由主光節(jié)點組成，主光節(jié)點再由光節(jié)點組成小區(qū)的星型網(wǎng)，光節(jié)點以下為電纜分配網(wǎng)絡。 無論是星型結構還是環(huán)型結構，其光纜的組成應包括下行光纖、上行光纖和備用光纖。
通過對城市有線電視網(wǎng)進行干線光纖化和傳輸雙向化改造，可建成HFC接入網(wǎng)，而城市有線電視網(wǎng)一般是由前端、“星”型結構或“環(huán)-星”型結構的光纖干線傳輸網(wǎng)以及“樹”型結構的同軸電纜分配網(wǎng)三部分組成，所以HFC接入網(wǎng)的拓撲結構為“星-樹”型結構或“環(huán)-星-樹”型結構。它利用光纜代替了同軸電纜作為干線傳輸介質(zhì)，同時引入光節(jié)點概念，光節(jié)點的主要功能是完成光纖干線傳輸和同軸電纜分配網(wǎng)之前下行信號的光／電轉(zhuǎn)換和上行信號的電／光轉(zhuǎn)換。目前HFC接入網(wǎng)的光纖傳輸干線可從前端一直延伸到每個小區(qū)并終止于該小區(qū)的最后一個光節(jié)點，小區(qū)內(nèi)每個光節(jié)點一般有3—4個同軸電纜支路輸出，每個光節(jié)點一般大約包括500—2000戶終端。前端到光節(jié)點的典型距離為5—25Km，光節(jié)點到用戶終端的距離一般小于2Km。
2．有線電視網(wǎng)絡雙向傳輸方式的實現(xiàn)
HFC接入網(wǎng)應具備承載上下行雙向交互式多媒體寬帶業(yè)務的能力，為實現(xiàn)雙向傳輸，在對單向傳輸?shù)挠芯�電視網(wǎng)進行改造時，必須對前端、干線傳輸網(wǎng)、用戶分配網(wǎng)和用戶終端的設備作相應增加或改造。前端需要增加具有接收、運算、處理、顯示信息等功能的設備，干線傳輸網(wǎng)必須增加雙向濾波器，需要用新的雙向放大器來取代原有的單向放大器，每個光節(jié)點也需由單向改造為雙向，要增加電／光轉(zhuǎn)換器，還要為上行信道增加回傳激光束和回傳光纜(或光波分復用器)，用戶分配網(wǎng)的同軸電纜的帶寬應升級到750MHz以上，用戶終端設備除電視機外，還需配備能接收、發(fā)出指令和信息的設備，如PC機、電話機、攝像機、機頂盒STB、線纜調(diào)制解調(diào)器CM(Cable Modem)等。目前，為了提供上行回傳信道，HFC接入網(wǎng)可采用SDM(空分復用法)、TDM(時分復用法)、WDM(波分復用法)和FDM(頻分復用法)等方式。
空分復用法是采用雙電線完成光節(jié)點以下信號的上下行傳輸，對于有線電視網(wǎng)來說，鋪設雙同軸電纜來完成雙向傳輸，成本太高，因此SDM實際上是采用有線電視網(wǎng)與普通電話線相結合，但由于這種空分復用法存在上行窄帶撥號接入固有的缺點，而且許多通信協(xié)議需要相互依賴的雙向?qū)ΨQ的通信能力，一個方向(上行)通信能力太弱會限制另一個方向(下行)的通信能力，所以SDM還沒有成為解決同軸電纜分配網(wǎng)雙向傳輸?shù)闹饕侄�。但是SDM可應用于光纖干線傳輸網(wǎng)部分，即每條干線采用雙光纜完成光節(jié)點以上信號的上下行傳輸。SDM還可應用于前端與分前端之間，具有故障自愈功能的，雙向雙環(huán)光纖核心干線傳輸“環(huán)”型網(wǎng)的順時針和逆時針方向的主路和備路信號的傳輸。
時分復用法是在相同的傳輸介質(zhì)上，對上行和下行信號進行時分復用，由于其技術較復雜，成本也較高，所以實際應用也不很廣泛。
波分復用法是采用單根光纖異波長雙工工作方式，使上下行信號采用不同的光波長傳送，波分復用法可用于光纖干線傳輸網(wǎng)部分。
頻分復用法是將光節(jié)點以下的電纜的工作頻率作頻率分割，利用不同的頻段實現(xiàn)上下行信號的同時傳輸，一般低頻段用于上行信道，高頻段用于下行信道，上下行頻段的分割點頻率的高低，主要取決于HFC接入網(wǎng)要實現(xiàn)的功能和所需傳輸?shù)男畔⒘俊?
摘自 賽迪網(wǎng)
