有线电视网络前端系统

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（1） 复用器的组成及工作原理 传输流再复用器是有线电视数字前端设备中的重要组
成部分之一，根据需要有六路、八路、十二路等之分。它
们的基本组成部分都是一样的，只是输入接口的数量不同。 传输流再复用器由若干个 ASI 输入接口、先进先出移位 寄存器（ FIFO ）、 CPU 及逻辑控制、通信接口和 ASI 输出接口等组成。传输流再复用器的组成框图如图 3 一 16 所示。
3.2 有线数字电视前端系统结构与功能
3.2.1 有线数字电视前端系统组成结构 3.2.2 数字前端各子系统的功能作用
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3.2.3 有线数字电视前端系统案例
3.2.1 有线数字电视前端系统组成结构
（1）有线数字电视系统典型结构

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有线数字电视系统是基于有线电视网络开展数字电视业务的综合
多个功能实体。在实际中，根据系统功能选择的不同，特定的某
些有线数字电视系统可能不包括图中的某些部分。
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（2）有线数字电视前端系统组成
有线数字电视前端系统按功能来分，可以分为信源子系统、 SI
/PSI 生成子系统、数据广播子系统、复用和加扰子系统、条件接
收子系统、用户管理子系统、网络管理子系统和传输子系统中的 QAM 调制及混合部分。其原理图如图 3--3所示。
(3)

数据广播子系统
数据广播子系统是指对数据广播业务进行管理和播出的系统。此
系统通常包括数据广播服务器。数据广播子系统常用于传输文字、
图像、音视频片段、数据等多媒体内容。
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（4）复用和加扰子系统
复用和加扰子系统按照营运的要求对各类节目和控制信息进行业务组合， 完成对各路 TS 码流的复用和加扰。该系统通常包括复用器、加扰器以 及负责 TS 码流分配调度的数字矩阵等设备。

由于来自卫星电视广播、数字通信干线、地面数字电视广播的数字节
目的服务信息表 ( SI ）与 DVB 一 C 分配系统所需要的 PSI、 SI 不同， 所以必须更新 PSI、 SI的内容。来自不同节目源的节目经过取、舍，重新 组合、复用成新的 TS 码流后，其节目关联表（ PAT ）、节目构成表 （ PMT ）必须更新。而且不同节目源的 TS 码流的包识别符 PID 之间可能 会有冲突，因此新的 TS 码流中的 PID 也需要重新定义。对于经过 MPEG 一 2 编码压缩的本地节目所形成的 TS 码流，则需要进行 SI 的编辑，使 之具备完整的服务信息，以便终端机顶盒能正确接收。
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有线电视前端系统
3.1 有线电视前端系统功能与组成
3.2
3.3
有线数字电视前端系统结构与功能
有线数字电视前端主要设备
3.4
有线电视系统前端下行信号的混合与分配
3.1 有线电视前端系统功能与组成
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3.1.1 有线电视前端的功能任务
3.1.2 有线电视前端的基本组成
3.1.3 有线电视前端主要功能体介绍
数字电视前端由数字卫星接收机、编码器、视频服务器、适配器、复用器、 QAM 调制器等设备组成。完整的数字电视前端一般可分为四个主要部分：信号输 人部分、信号处理部分、信号输出部分和系统管理部分，每一个部分都有其特定 的功能。
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( 4 ）数据前端 数据前端完成双向网络中交互业务数据的传送和交换。
（3）有线数字电视前端系统 案例3
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3.3 有线数字电视前端主要设备
3.3.1 MPEG 编码器 3.3.2 复用器
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3.3.3 加扰器
3.3.4 QAM调制器
3.3.5 矩阵切换器
3.3.1 MPEG 编码器
MPEG 编码器包括视频编码器、音频编码器和数据编码器。
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3.1.2 有线电视前端的基本组成
(1)

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完整的有线电视前端包括三个组成部分：
① 模拟前端部分：主要完成模拟广播电视各类信号源的接收和
下行模拟电视信号和调频广播信号的加工处理，并将各路信号混
合成复合 RF 信号送给传输干线。 ② 数字前端部分：主要完成数字广播电视各类信号源的接收和


（5）条件接收子系统
条件接收子系统实现数字电视业务的授权管理和接收控制，使被授权的 用户可以使用相应业务，而未经授权的用户不能使用相应业务。

条件接收子系统包括前端CA部分和用户终端CA部分。典型的前端CA部 分包括ECMG、EMMG、加密单元等设备，用户终端CA部分包括用户终 端的CA模块和智能卡等。
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（6） 用户管理子系统
用户管理子系统主要是对有线数字电视用户进行管理、计费、收
费和授权的系统，包括对用户信息、产品信息、设备信息、授权
信息、账务信息等进行记录、处理、维护和管理。它通常与条件 接收子系统联合使用。
（7）信道编码调制
信道编码调制属于传输子系统中的一部分，在前端中主要包括 QAM 调制器和混合器。
功能和设备差异很大。 随着网络的建设和改造，前端不仅传输模拟电视、模拟广播业务，还 开展数字电视、数据广播和双向数据等业务。与此相适应，前端的结构、功 能、规模和复杂程度也不断发展。 前端的任务包括： ① 将来自各种信号源的信号经接收、处理、变换、 调制和混合，转换成射频信号或光信号，送给传输和分配系统； ② 接收来 自上行通道的回传信号，进行相应的处理。 前端系统的正常运行还要求配备相应的供电系统、温湿度控制系统等 基础设施保证系统。
3.1.1 有线电视前端的功能任务
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前端是信号源接收端与干线传输之间的设备组合。它是各种信号的汇集点， 在有线电视广播系统中，是多频道复合信号下行传输的起始点，在有线电视 交互系统中，也是上行信号的汇聚点，起着系统核心和整个网络信息交换处
理中心的作用。由于我国地域广阔，发展情况各不相同，前端的规模、种类、
器、解调器、卫星接收机等设备组成。模拟电视信号的处理过程
是接收来自各种信号源的模拟信号，经过处理、变换、调制，产 生的射频信号经混频后输出。
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( 3 ）数字电视前端
数字电视前端主要应用于数字电视节目的接收、复用、加解扰、调制混频，各种 多媒体数据信息的采编、制作和播出，准视频点播节目的调度、编排和播出，节
视频编码器把输入的模拟视频信号按 4 : 2 : 2 格式经 A/Ｄ转换变成 270Mbit/ s 的数字信号，再经编码压缩成码率为5 Mbit/ s的数字信号； 音频编码器把输入的模拟音频信号进行 A 乃转换、编码压缩成为 2 X 256kbit/ s 的数字信号； 数据编码器对 19.2 kbit/ s 的服务数据和业务数据（包括图文电视）进行 编码。
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（2） 复用器实例――某品牌双输出复用器
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1 概述
• 该品牌双输出复用器是数字广播电视系统TS流再复用器。双 输出复用器将前端经过压缩、编码和复用后得到的多个单节目 或多节目传输流根据用户需要合成为两路传输流，并可在输出 码流中插入EPG(Electronic Program Guide)、CA(Conditional Access)以及数据广播等信息。它最多可同时对8路输入码流进 行复用，支持串行ASl接口，输入码流的码率最高为214Mbps， 具有两组独立输出通道，每组两个相同的ASI输出，输出码率 则可达108Mbps。通过设备辅助数据输入通道，可将外部 SI(Service Information)服务器上生成的SI TabIe等数据实时插 入输出码流，从而实现EPG及数据广播等增值业务。其体积为 标准1U机箱，通过前面板液晶显示屏可实现完全的脱机设置 和运行。
下行数字电视信号和数字声音广播信号的加工处理，并将各路信
号混合成复合 RF 信号送给传输干线。 ③ 数据前端部分：主要完成交互业务数据的变换和传送。
(2)
综合前端的典型框图
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3.1.3 有线电视前端主要功能体介绍
( 1 ）前端的信号源
卫星传送的广播电视节目信号和数据广播信号。
它采用4:2:0视频编码方式，通过高精度12bit的视频量化和24bit的音频量化、
27MHz的视频采样和32、44.1、48KHz音频过采样等AD转换，并经过高度集成、 且具有数字降噪功能的单编码芯片的数字压缩编码处理，其码率利用率高，可实 现最大的带宽利用率，且应用灵活，完全可以提供高质量的视音频压缩服务。
应用领域； 在各有线台站、宾馆酒店、企事业单位、城市小区等CATV前
端中，进行模拟节目信号的数字化转换。
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3 原理框图
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3.3.2 复用器

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复用器用来将来自各节目源的数字音频、视频和数据进行合成、滤波，
形成复用的传输流输出。复用器不仅能将多个单节目流根据用户需要合成为 一路传输流，还可在输出码流中插入 EPG 以及数据广播等各种数据信息。
通常 QAM 调制器的功能是对从复用器来的 MPEG 一 2 TS 码流
进行信道的编码和调制。
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（8） 用户终端子系统
用户终端子系统完成对有线数字电视信号的解调、解复用、解密
解扰、解码和多种业务的处理，也可以包括不同的交互和上行传
输等功能。
（9） 网管子系统
网管子系统包括前端网络设备管理和HFC网络设备管理两部分。
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(１)
MPEG 编码器的组成及工作原理
MPEG编码器是将模拟电视音、视频信号进行编码压缩，输出实时 TS
的数字前端设备，主要由包括音、视频 A /Ｄ转换器在内的音视频接
口、音、视频编码器、节目复用器、输出接口和系统控制等部分组成， 组成方块图如图 3 一 8 所示。目前，编码器整机产品都采用超大规