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摘要：本文從多媒體通信的概念，多媒體通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求，多媒體通信在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)，利用有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸多媒體信息的優(yōu)勢(shì)等方面，詳細(xì)地介紹了如何利用有線電視網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多媒體通信。
關(guān)鍵詞：多媒體通信，有線電視網(wǎng)絡(luò)。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和社會(huì)需求的日益增長(zhǎng)，人們已不滿足于單一媒體提供的傳統(tǒng)的單一服務(wù)，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(shí)空限制的集中方式作為一個(gè)整體呈現(xiàn)在人們的眼前。在這種時(shí)代背景下，伴隨著多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合和發(fā)展，產(chǎn)生了一種邊緣性技術(shù)——多媒體通信。多媒體通信是多媒體、通信、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等相互滲透和發(fā)展的產(chǎn)物。多媒體通信的廣泛應(yīng)用將會(huì)極大地提高人們的工作效率，減輕社會(huì)的交通運(yùn)輸負(fù)擔(dān)，改變?nèi)藗兊慕逃蛫蕵贩绞�。多媒體通信將成為21世紀(jì)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(guān)聯(lián)的文本、圖形、圖像、音頻和視頻等媒體數(shù)據(jù)構(gòu)成的一種復(fù)合信息實(shí)體。計(jì)算機(jī)以數(shù)字化的方式對(duì)任何一種媒體進(jìn)行表示、存儲(chǔ)、傳輸和處理，并且將這些不同類型的媒體數(shù)據(jù)有機(jī)地合成在一起，形成多媒體數(shù)據(jù)，這就是多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)。多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為核心的集圖、文、聲、像處理技術(shù)為一體的綜合性處理技術(shù)。
多媒體通信是多媒體技術(shù)和通信技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，突破了計(jì)算機(jī)、通信、電視等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)間相對(duì)獨(dú)立發(fā)展的界限，是計(jì)算機(jī)、通信和電視領(lǐng)域的一次革命。它在計(jì)算機(jī)的控制中，對(duì)獨(dú)立的信息進(jìn)行集成的產(chǎn)生、處理、表現(xiàn)、存儲(chǔ)和傳輸。這些信息中至少包含一個(gè)時(shí)間相關(guān)媒體（如連續(xù)的視頻信號(hào)）或一個(gè)時(shí)間無關(guān)媒體（如離散的數(shù)據(jù)信號(hào)）。
多媒體通信系統(tǒng)的出現(xiàn)大大縮短了計(jì)算機(jī)、通信和電視之間的距離，將計(jì)算機(jī)的交互性、通信的分布性和電視的真實(shí)性完美地結(jié)合在一起，向人們提供全新的信息服務(wù)。
二、多媒體通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)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(duì)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(qiáng)的突發(fā)性和短時(shí)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(hào)傳輸速率較底，但實(shí)時(shí)要求較高，視頻信號(hào)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(hào)，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(jì)算機(jī)局域網(wǎng)采用分組交換技術(shù)，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(duì)于連續(xù)媒體如視頻和音頻信號(hào)會(huì)帶來很大的延時(shí)而影響傳輸質(zhì)量。典型的多媒體通信網(wǎng)應(yīng)具備容量大、時(shí)延小、可變比特率。
承載多媒體業(yè)務(wù)的多媒體寬帶網(wǎng)絡(luò)則應(yīng)該是一個(gè)寬頻帶、高速率，將電信業(yè)務(wù)、廣播電視業(yè)務(wù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)集于一身的統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，也就是將傳統(tǒng)的三種通信網(wǎng)絡(luò)“三網(wǎng)合一”。
多媒體寬帶網(wǎng)絡(luò)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(zhǎng)距離(省際和市際)傳輸與交換，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多媒體寬帶網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)或多個(gè)用戶之間以及用戶與服務(wù)提供者之間的相互連接，而接入網(wǎng)則是負(fù)責(zé)提供給用戶接入多媒體寬帶網(wǎng)絡(luò)的手段，完成用戶終端與多媒體寬帶網(wǎng)絡(luò)的連接。
隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、廣播電視技術(shù)以及多媒體技術(shù)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(shù)和基于ATM(異步轉(zhuǎn)移模式)寬帶交換技術(shù)的超干線傳輸與交換網(wǎng)，以及基于HFC(光纖同軸混合結(jié)構(gòu))寬帶網(wǎng)絡(luò)的多媒體寬帶接入網(wǎng)，都以進(jìn)入實(shí)際推廣和應(yīng)用階段。
HFC多媒體寬帶接入網(wǎng)(以下簡(jiǎn)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(shù)特點(diǎn)，除承載廣播電視業(yè)務(wù)外，還能承載通信業(yè)務(wù)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等多媒體寬帶業(yè)務(wù)。目前，對(duì)于上限頻率為750MHz的HFC接入網(wǎng)，在其一個(gè)500戶左右的光節(jié)點(diǎn)覆蓋區(qū)，可以提供60路模擬廣播電視業(yè)務(wù)、每戶至少2路電話業(yè)務(wù)、速率至少達(dá)10Mb／s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、最少可存200路MPEG—2的VOD(視頻點(diǎn)播)業(yè)務(wù)以及其他雙向通信業(yè)務(wù)。
三、多媒體通信在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)
1．有線電視網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
有線電視網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)
樹枝型網(wǎng)絡(luò)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(luò)系統(tǒng)。樹枝型結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。樹枝型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是投資省，各線之間很少有重迭部分，各線都是按實(shí)際需要進(jìn)行敷設(shè)的。它的缺點(diǎn)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(shí)，上行信號(hào)容易形成噪聲的“漏斗效應(yīng)”，即各上行信號(hào)的噪聲都匯集于前端。
(2)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
在光纜傳輸系統(tǒng)，星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是將每個(gè)光節(jié)點(diǎn)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(jié)構(gòu)一般用于中小型CATV系統(tǒng)或市縣級(jí)城域網(wǎng)的光纜系統(tǒng)。
星型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是光分配一次到位，所用光分路器少，光纖連接點(diǎn)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(jī)時(shí)可以傳輸更遠(yuǎn)的距離；在相同傳輸距離時(shí)，可以選用更小功率的光發(fā)射機(jī)或減少光發(fā)射機(jī)的臺(tái)數(shù)。從傳輸質(zhì)量來看，星型網(wǎng)絡(luò)中的光分路器和光纖連接點(diǎn)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(biāo)的改善。從可靠性方面來看，星型網(wǎng)絡(luò)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(luò)的缺點(diǎn)是所用光纖較多，增加了成本。但與樹枝型結(jié)構(gòu)相比，在相同距離情況下，可用較小功率的光發(fā)射機(jī)，小功率發(fā)射機(jī)節(jié)省的錢和光纖多用的錢相差無幾。
(3)雙星型結(jié)構(gòu)
雙星型結(jié)構(gòu)用于大型有線電視系統(tǒng)。例如，在市縣級(jí)聯(lián)網(wǎng)中，本地前端（市級(jí)）和某一中心前端（縣級(jí)）之間用光纖干線連接，若它們都是星型結(jié)構(gòu)，就構(gòu)成雙星型結(jié)構(gòu)。
(4)環(huán)型結(jié)構(gòu)
環(huán)型結(jié)構(gòu)常用于省、市級(jí)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(wù)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(diǎn)組成，主光節(jié)點(diǎn)再由光節(jié)點(diǎn)組成小區(qū)的星型網(wǎng)，光節(jié)點(diǎn)以下為電纜分配網(wǎng)絡(luò)。 無論是星型結(jié)構(gòu)還是環(huán)型結(jié)構(gòu)，其光纜的組成應(yīng)包括下行光纖、上行光纖和備用光纖。
通過對(duì)城市有線電視網(wǎng)進(jìn)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(jié)構(gòu)或“環(huán)-星”型結(jié)構(gòu)的光纖干線傳輸網(wǎng)以及“樹”型結(jié)構(gòu)的同軸電纜分配網(wǎng)三部分組成，所以HFC接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為“星-樹”型結(jié)構(gòu)或“環(huán)-星-樹”型結(jié)構(gòu)。它利用光纜代替了同軸電纜作為干線傳輸介質(zhì)，同時(shí)引入光節(jié)點(diǎn)概念，光節(jié)點(diǎn)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(hào)的光／電轉(zhuǎn)換和上行信號(hào)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(gè)小區(qū)并終止于該小區(qū)的最后一個(gè)光節(jié)點(diǎn)，小區(qū)內(nèi)每個(gè)光節(jié)點(diǎn)一般有3—4個(gè)同軸電纜支路輸出，每個(gè)光節(jié)點(diǎn)一般大約包括500—2000戶終端。前端到光節(jié)點(diǎn)的典型距離為5—25Km，光節(jié)點(diǎn)到用戶終端的距離一般小于2Km。
2．有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸方式的實(shí)現(xiàn)
HFC接入網(wǎng)應(yīng)具備承載上下行雙向交互式多媒體寬帶業(yè)務(wù)的能力，為實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，在對(duì)單向傳輸?shù)挠芯�電視網(wǎng)進(jìn)行改造時(shí)，必須對(duì)前端、干線傳輸網(wǎng)、用戶分配網(wǎng)和用戶終端的設(shè)備作相應(yīng)增加或改造。前端需要增加具有接收、運(yùn)算、處理、顯示信息等功能的設(shè)備，干線傳輸網(wǎng)必須增加雙向?yàn)V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(gè)光節(jié)點(diǎn)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(fù)用器)，用戶分配網(wǎng)的同軸電纜的帶寬應(yīng)升級(jí)到750MHz以上，用戶終端設(shè)備除電視機(jī)外，還需配備能接收、發(fā)出指令和信息的設(shè)備，如PC機(jī)、電話機(jī)、攝像機(jī)、機(jī)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(fù)用法)、TDM(時(shí)分復(fù)用法)、WDM(波分復(fù)用法)和FDM(頻分復(fù)用法)等方式。
空分復(fù)用法是采用雙電線完成光節(jié)點(diǎn)以下信號(hào)的上下行傳輸，對(duì)于有線電視網(wǎng)來說，鋪設(shè)雙同軸電纜來完成雙向傳輸，成本太高，因此SDM實(shí)際上是采用有線電視網(wǎng)與普通電話線相結(jié)合，但由于這種空分復(fù)用法存在上行窄帶撥號(hào)接入固有的缺點(diǎn)，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(gè)方向(上行)通信能力太弱會(huì)限制另一個(gè)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)闹饕侄巍５荢DM可應(yīng)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(diǎn)以上信號(hào)的上下行傳輸。SDM還可應(yīng)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(shí)針和逆時(shí)針方向的主路和備路信號(hào)的傳輸。
時(shí)分復(fù)用法是在相同的傳輸介質(zhì)上，對(duì)上行和下行信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，由于其技術(shù)較復(fù)雜，成本也較高，所以實(shí)際應(yīng)用也不很廣泛。
波分復(fù)用法是采用單根光纖異波長(zhǎng)雙工工作方式，使上下行信號(hào)采用不同的光波長(zhǎng)傳送，波分復(fù)用法可用于光纖干線傳輸網(wǎng)部分。
頻分復(fù)用法是將光節(jié)點(diǎn)以下的電纜的工作頻率作頻率分割，利用不同的頻段實(shí)現(xiàn)上下行信號(hào)的同時(shí)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(diǎn)頻率的高低，主要取決于HFC接入網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)的功能和所需傳輸?shù)男畔⒘俊?
摘自 賽迪網(wǎng)
