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【摘 要】随着我国有线网络整合工作的圆满结束，构建一张覆盖地区、互连互通、资源共享、开放型的有线电视综合业务网成为下一个奋斗目标。根据这一目标和总局的指导思想，我国的有线电视系统必须实现信号数字化、网络双向化光纤化、业务多样化、管理智能化。所以无论是传输电视信号还是传输数据业务都必须对网络进行改造。本文即详细阐述了有线电视数字前端设计技术的相关要点。
【关键词】有线电视;数字前端;信号源;信道编码
一、数字电视系统的优势
（一）大大提高现有电视节目的音像质量
数字电视采用数字传输和误码保护技术，在加工制作、复制、存储和传输交换过程中受噪波和失真的叠加影响少，接收端的信号质量可与发送端的原始信号质量相比拟。
（二）传输的节目多
数字电视采用先进的图像压缩编码技术，每套节目占用的频带窄，可以充分利用频谱资源。例如在有线电视中，传输1套模拟电视的8MHz频道可以传输4～8套具有标准清晰度的数字电视（SDTV）节目。
（三）容易開展各种综合业务和交互式业务
电视系统全面数字化加强了广播电视、通信与计算机业务的一体化，原本是完全不同媒体的广播、电视、通信和计算机在全部数字化后，图像、声音、图文、数据等都以数字方式按一定规则被复接成数据流进行传送，可实现视频点播（VOD，NVOD）、高速上网、电视购物、电子游戏等增值服务。
二、数字前端系统介绍
数字电视前端不同于传统的模拟电视前端，对应于一个频点（即 8 MHz 模拟电视频道）的数字电视前端组成如图所示。
（一）信号源
我国从1996年开始通过卫星传输数字电视信号，目前，中央电视台的12套节目和全国省市区电视台30几套节目都使用DVB-S数字电视技术标准。利用卫星的一个转发器传送多套数字压缩电视信号有SCPC（SingleChannelPerCarrier，即单路单载波）方式和MCPC（MultipleChannelPerCarrier，即多路单载波）方式。SCPC方式的每个载波只传输1套广播电视信号，这样一个转发器内同时存在多个载波，其特点是各套节目可在不同地点上星。
（二）数字卫星接收机
数字电视传送有地面、有线、卫星3种系统，卫星数字化最快。由于目前的卫星已经可以将数字电视节目传送到各家各户，相应的国家标准也已颁布，可以说，卫星电视系统的数字过渡已经完成。数字卫星接收应选用带ASI标准基带数字信号传输接口的综合IRD（符合MPEG-2/DVB标准）数字卫星接收机，这就保证了与各种设备之间，以及与其他公司的设备之间的相互连接性。
（三）数字多路复用器
复用是数字前端中的一个重要组成部分，它将所有接收到的信号以多个ASI传输流的方式加到复用器的输入，再将所需要的节目从传输流中提取，然后再将提取的所有节目建立一个新的TS传输流，再加上附加信息以便引导机顶盒的正常接收和解码。复用处理可以重新组织与更新它所取得节目的服务信息（SI），它可实现在1个物理频道上传输4～8套数字电视节目。
（四）QAM 调制器
QAM调制器实际包括基于DVB-C标准的信道编码和QAM调制两部分功能。信道编码的目的是保证信号传输的可靠性;QAM调制是对经过信道编码的数字电视信号进行调制，输出中频信号，使其具有很高的抗干扰能力，便于在有线电视模拟网中传输。
（五）上变频器
上变频器主要是将调制器输出的数字中频（IF）信号变为射频（RF）信号后输出。上变频器在有些设备中是与调制器综合在一起的。
（六）MPEG-2 数字编码器
MPEG-2编码器就是将模拟音视频信号（A/V）按照MPEG-2标准进行压缩编码，然后转换成数字传输流的一种设备。模拟电视节目可用MPEG-2编码器压缩为2～15Mbps，一般采用6Mbps可获得较好的效果。
三、有线电视数字前端设计技术要点
（一）信道编码和QAM调制器
如果模拟电视的频率是八兆赫兹，在有线网络传递信号信息的过程中最多可以传送6.9Msps的调制信号。尽管极大地提升了传送信号的效率大大提高，然而却导致它的抗干扰能力严重下降。所以，当前大部分都采用了64QAM的调制器，这样能够处理八兆赫兹的模拟频道。
（二）节目信号的传输方式
从模拟电视与有线电视的比较来看，而且在数字前端设计还有所不同，数字电视要通过接收节目信号以及卫星接收机台数来有效地管理信号。所以，通过SCPC方式连接到一台卫星接收机上，只能接收一套节目。但是，如果采用MCPC连接到卫星接收机上，能够接收到几十个或更多的数字电视节目。
（三）信道编码和调制设备
经过对电视模拟信号信源进行相关的压缩编码后，还要完成拼接复用相关的业务内容以及数据，从而适合MPEG-2系统层，这样才能够正确无误地传输流TS。因此。它可以汇总数字电视中的信息流，而且还可以创新多路数字传送电视节目的相关途径。接下来要借助网络将所形成的的信息流向其他形式的网络转发节点和接收终端传送，必须要通过调制设备和信道编码完成此项工作。
依据上述需要，编码器通过对模拟视音频信号进行编码，并且经过传输得到TS流。TS流是经过高倍压缩的数字信号，提高了频道的利用率，并且压缩编码在很大程度上节约了传送频道宽带。但是，它对于传送抗干扰变得非常敏感。为了确保信号在靠地传递的情况下，在不同传输介质中可以传递信号，个别冗余度不得不以受控制的形式复用到信号中，以此进行纠正和检测传输误码，这就是信道编码。这样做的目的在于最大限度地消除冗余信息，从而提升信源传送效率。但是，信道编码是借助加大冗余信息来增强数字前段系统的抗干扰能力，提高传送的可靠性等。我国也运用DVB这一标准来衡量数字电视和数字卫星电视的传输效果。DVB借助一致的信源进行多流复用，然后借助卫星和电缆等不同的传播方式来传输数据信息。
（四）关于调制器的输出电平调整
从数字电视前端系统的全部信号来看，它运用混合信号以及模拟数字信号输送数据信息。但是，二者在调试方法上有所差异，因此相应的电平输出标准也不一样。从数字电视来看，在64QAM调试过程中体现出较强的双边带特征，他们的平均功率以及峰值功率也各不一样。一般情况下，模拟调试器的电平输出要比数字调试器的电平输出高10dB。模拟电视通过VSB进行载波调试。除此之外，数字频道与数字、模拟频道与模拟在电平以及平坦度的输出大小可能会极大地影响网络整体的相关指标。从后者来看，要控制好高低电平之间的差值，输出电平要根据线路设计来控制。通常情况下，如果频道间在电平差值的差距越小，则平坦度也会越好。通常来看，相邻数字的频道与数字频道相比、前端模拟以及相邻频道间的电平差值不能大于正负0.5dbμV。
（五）关于调制器的频率设置
从数字信号以及模拟信号来看，它们的调试方式有所差异，因此要设置成不同的输出频率。数字电视调试器的频率设置是用频率调试，可以通过设置图像的载波频率来形成相应的模拟电视调试器的频率。
参考文献：
[1]乔军，高志国. 有线数字电视分前端建设[J]. 内蒙古广播与电视技术. 2010（02）.
[2]温玉成，金晓辉. 数字有线电视前端系统解析[J]. 河南科技. 2009（01）.
[3]陈新浙. 永嘉有线数字电视前端系统技术方案[J]. 有线电视技术. 2009（05）.
【关键词】有线电视;数字前端;信号源;信道编码
一、数字电视系统的优势
（一）大大提高现有电视节目的音像质量
数字电视采用数字传输和误码保护技术，在加工制作、复制、存储和传输交换过程中受噪波和失真的叠加影响少，接收端的信号质量可与发送端的原始信号质量相比拟。
（二）传输的节目多
数字电视采用先进的图像压缩编码技术，每套节目占用的频带窄，可以充分利用频谱资源。例如在有线电视中，传输1套模拟电视的8MHz频道可以传输4～8套具有标准清晰度的数字电视（SDTV）节目。
（三）容易開展各种综合业务和交互式业务
电视系统全面数字化加强了广播电视、通信与计算机业务的一体化，原本是完全不同媒体的广播、电视、通信和计算机在全部数字化后，图像、声音、图文、数据等都以数字方式按一定规则被复接成数据流进行传送，可实现视频点播（VOD，NVOD）、高速上网、电视购物、电子游戏等增值服务。
二、数字前端系统介绍
数字电视前端不同于传统的模拟电视前端，对应于一个频点（即 8 MHz 模拟电视频道）的数字电视前端组成如图所示。
（一）信号源
我国从1996年开始通过卫星传输数字电视信号，目前，中央电视台的12套节目和全国省市区电视台30几套节目都使用DVB-S数字电视技术标准。利用卫星的一个转发器传送多套数字压缩电视信号有SCPC（SingleChannelPerCarrier，即单路单载波）方式和MCPC（MultipleChannelPerCarrier，即多路单载波）方式。SCPC方式的每个载波只传输1套广播电视信号，这样一个转发器内同时存在多个载波，其特点是各套节目可在不同地点上星。
（二）数字卫星接收机
数字电视传送有地面、有线、卫星3种系统，卫星数字化最快。由于目前的卫星已经可以将数字电视节目传送到各家各户，相应的国家标准也已颁布，可以说，卫星电视系统的数字过渡已经完成。数字卫星接收应选用带ASI标准基带数字信号传输接口的综合IRD（符合MPEG-2/DVB标准）数字卫星接收机，这就保证了与各种设备之间，以及与其他公司的设备之间的相互连接性。
（三）数字多路复用器
复用是数字前端中的一个重要组成部分，它将所有接收到的信号以多个ASI传输流的方式加到复用器的输入，再将所需要的节目从传输流中提取，然后再将提取的所有节目建立一个新的TS传输流，再加上附加信息以便引导机顶盒的正常接收和解码。复用处理可以重新组织与更新它所取得节目的服务信息（SI），它可实现在1个物理频道上传输4～8套数字电视节目。
（四）QAM 调制器
QAM调制器实际包括基于DVB-C标准的信道编码和QAM调制两部分功能。信道编码的目的是保证信号传输的可靠性;QAM调制是对经过信道编码的数字电视信号进行调制，输出中频信号，使其具有很高的抗干扰能力，便于在有线电视模拟网中传输。
（五）上变频器
上变频器主要是将调制器输出的数字中频（IF）信号变为射频（RF）信号后输出。上变频器在有些设备中是与调制器综合在一起的。
（六）MPEG-2 数字编码器
MPEG-2编码器就是将模拟音视频信号（A/V）按照MPEG-2标准进行压缩编码，然后转换成数字传输流的一种设备。模拟电视节目可用MPEG-2编码器压缩为2～15Mbps，一般采用6Mbps可获得较好的效果。
三、有线电视数字前端设计技术要点
（一）信道编码和QAM调制器
如果模拟电视的频率是八兆赫兹，在有线网络传递信号信息的过程中最多可以传送6.9Msps的调制信号。尽管极大地提升了传送信号的效率大大提高，然而却导致它的抗干扰能力严重下降。所以，当前大部分都采用了64QAM的调制器，这样能够处理八兆赫兹的模拟频道。
（二）节目信号的传输方式
从模拟电视与有线电视的比较来看，而且在数字前端设计还有所不同，数字电视要通过接收节目信号以及卫星接收机台数来有效地管理信号。所以，通过SCPC方式连接到一台卫星接收机上，只能接收一套节目。但是，如果采用MCPC连接到卫星接收机上，能够接收到几十个或更多的数字电视节目。
（三）信道编码和调制设备
经过对电视模拟信号信源进行相关的压缩编码后，还要完成拼接复用相关的业务内容以及数据，从而适合MPEG-2系统层，这样才能够正确无误地传输流TS。因此。它可以汇总数字电视中的信息流，而且还可以创新多路数字传送电视节目的相关途径。接下来要借助网络将所形成的的信息流向其他形式的网络转发节点和接收终端传送，必须要通过调制设备和信道编码完成此项工作。
依据上述需要，编码器通过对模拟视音频信号进行编码，并且经过传输得到TS流。TS流是经过高倍压缩的数字信号，提高了频道的利用率，并且压缩编码在很大程度上节约了传送频道宽带。但是，它对于传送抗干扰变得非常敏感。为了确保信号在靠地传递的情况下，在不同传输介质中可以传递信号，个别冗余度不得不以受控制的形式复用到信号中，以此进行纠正和检测传输误码，这就是信道编码。这样做的目的在于最大限度地消除冗余信息，从而提升信源传送效率。但是，信道编码是借助加大冗余信息来增强数字前段系统的抗干扰能力，提高传送的可靠性等。我国也运用DVB这一标准来衡量数字电视和数字卫星电视的传输效果。DVB借助一致的信源进行多流复用，然后借助卫星和电缆等不同的传播方式来传输数据信息。
（四）关于调制器的输出电平调整
从数字电视前端系统的全部信号来看，它运用混合信号以及模拟数字信号输送数据信息。但是，二者在调试方法上有所差异，因此相应的电平输出标准也不一样。从数字电视来看，在64QAM调试过程中体现出较强的双边带特征，他们的平均功率以及峰值功率也各不一样。一般情况下，模拟调试器的电平输出要比数字调试器的电平输出高10dB。模拟电视通过VSB进行载波调试。除此之外，数字频道与数字、模拟频道与模拟在电平以及平坦度的输出大小可能会极大地影响网络整体的相关指标。从后者来看，要控制好高低电平之间的差值，输出电平要根据线路设计来控制。通常情况下，如果频道间在电平差值的差距越小，则平坦度也会越好。通常来看，相邻数字的频道与数字频道相比、前端模拟以及相邻频道间的电平差值不能大于正负0.5dbμV。
（五）关于调制器的频率设置
从数字信号以及模拟信号来看，它们的调试方式有所差异，因此要设置成不同的输出频率。数字电视调试器的频率设置是用频率调试，可以通过设置图像的载波频率来形成相应的模拟电视调试器的频率。
参考文献：
[1]乔军，高志国. 有线数字电视分前端建设[J]. 内蒙古广播与电视技术. 2010（02）.
[2]温玉成，金晓辉. 数字有线电视前端系统解析[J]. 河南科技. 2009（01）.
[3]陈新浙. 永嘉有线数字电视前端系统技术方案[J]. 有线电视技术. 2009（05）.