有线电视光纤网络设计分析论文[五篇范例]

第一篇：有线电视光纤网络设计分析论文

摘要：新时期，我国有线数字电视迅速发展。随着三网融合趋势的进一步增强，未来一定会大范围应用光纤网络。相较于传统传输形式，光纤网络具有一系列的优势：较宽的频带、较低的损耗、较强的抗干扰性以及可靠的性能等。将光纤网络运用到有线电视中，数据的双向传输可以得到实现，频率利用率也可以得到有效提升，将更加高质量的电视节目服务带给人们。本文简要分析了有线电视光纤网络设计，希望能够提供一些有价值的参考意见。

关键词：有线电视；光纤网络；设计

1光纤设备的特征和指标分析

1.1光线设备的特征

研究发现，光纤设备纳米程度的不同，具有差异化的类型和特点。以1310nm光纤设备为例，光发射机、接收机、光纤传输干线是其主要组成。光发射机的核心主要是DFB激光器，将直接调制的方式运用过来，且光纤链路技术指标紧密联系着光发射机指标。根据实践表明，传输系统组合三价失真会在较大程度上受到光调制指数的影响。要想对组合三价失真和组合二价失真指标有效控制，就需要对光调制指数合理限制，以便促使两者关系得到坚固，进而对选择指标合理优化。一般来讲，组合三价失真、组合二价失真不会受到光纤传输链路损耗的影响。而1550nm的设备与1310光线设备在光发射机上存在着较大的差异，其主要是应用恒定光源灌输光波强度外调制方式，在外调制时，调制电压选择的是多频道信号，这样可以在较大程度上减少光发射机的CTB指标失真问题。

1.2光纤设备的相应指标

研究发现，有线电视网包括光纤干线、前端、电视分配网等诸多组成部分，因此，在分配设计网络指标时，需要充分考虑这几个方面的内容。如果有线电视网具有不同的规模，那么在具体要求方面也会出现差异，那么自然会有不同的指标。以1310nm光纤设备指标为例，在设计一级光纤链路时，就需要充分重视CNR指标；要借助于相应公式来科学计算光分路由器的比例。

2有线电视光纤网络设计策略

2.1结合实际需求，对光纤网络拓扑结构有机明确

简单来讲，传输媒体设备的物理布局即为网络拓扑结构，且实践研究表明，网络运行效率会直接受到网络拓扑结构的影响。因此，有线电视光纤网络设计实践中，就需要明确光纤网络拓扑结构，保证其适应实际情况。目前来讲，出现了三种常用的网络拓扑结构，分别为环型、星型和星树。环型拓扑结构主要是按照环状连接所有用户，被广泛应用到局域网中。在环型拓扑结构中，连接用户和相邻端的两个用户，按照固定的方向流动网络中的信息，这样就不需要过分控制路径。其中环中节点数量会直接影响到信息的传输速率，进而延长网络响应时间。星型网络拓扑结构比较传统，采用星型的方式连接工作站，其中，工作站、中央节点、服务站等都是星型网络结构的重要组成，工作站和服务站由中央节点所连接。在本网络结构中，端用户通信工作由中心站来开展，一般需要集中管理中心站，以便如果有用户设备故障问题出现，及时进行维护，避免影响到其他端用户的通信。有线电视的前端则为星树网络结构的核心，借助于数条光缆向周围辐射，将光分路器设置于电缆中途，以便有效分路光信号，然后向不同光节点中输送。本种星树结构具有一对多的特点，成本支出能够显著降低。但是需要注意的是，本种网络结构需要将较多数量的光分路器给运用过来，这样众多的光节点就会共享频率资源，进而在很大程度上影响到网络维护工作的开展。

2.2认真勘察现场

现场的勘察在有线电视光纤网络设计中发挥着重要的作用。通过现场勘察，可以对光纤网络设计走向、光缆长度、光节点位置等数据合理把握。因此，在具体实践中，就需要仔细调查街道两侧的分布情况，记录道路两侧的建筑物、家乡杆等数据，对光纤网络经过街道的宽度进行测量，以便对立杆高度、类型、杆间距离等合理把握，对光节点位置合理确定。通过初步确定房屋分布以及居民数量之后，详细记录光缆的路由情况。最后，还需要整理归档现场勘察信息，绘制成图表，以便更加直观，促进光纤网络设计工作有效开展。

2.3对光纤网络的路由合理选择

现场勘察完成之后，需要科学分析获取到的各种数据，然后科学编号图纸上测量得到的光缆布线，根据这些测量数据，对光纤干线中最合适的分线点进行确定，且对各个分线点与前端的距离进行仔细计算。结合光节点对纤芯数的需求，计算每一段光纤的实际纤芯数，且将光纤网络的路由画在图纸上。2.4光纤设备材料的准备实践研究表明，光纤网络设计质量会直接受到光线设备、材料的影响。因此，为了促使光纤网络设计质量得到保证，就需要将较高质量的设备材料运用过来。其中，光发射机、光接收机、光缆等都是光纤网络设计中必不可少的重要设备材料，在购买过程中，需要对商家、品牌合理选择，且深入了解市场价格，以便获取到物美价廉的设备材料。此外，还需要考察设备的实际应用情况，对光纤网络情况、实际资料等科学了解和收集，以便更好地开展设备选型工作。

3有线电视光纤网络设计案例分析

下文以某县为例，分析有线电视光纤网络设计。

3.1现场勘察

在设计阶段内，非常重要的工作是调研用户需求和现场勘察；只有结合勘察资料，方可以对设计文件科学编制，促使工程造价得到降低，技术经济效益得到全面提升。现场勘察实践中，需要对收集到的资料及时整理，对建筑规模、地理位置、施工环境、用户数量等因素科学掌握，且详细认真地记录，根据这些内容，开展用户需求分析工作。

3.2区域划分设计

不同城市具有差异化的发展情况和功能，因此，在光纤网络覆盖密度、服务要求等方面也会出现差异，通过区域的合理划分，能够更加灵活地开展网络设计工作。以本县城为例，综合考虑了地理特征、网络维护、网络建设等各个方面因素，将城区分为了5个区域。从逻辑上来讲，五个区域互相独立，如果有故障问题出现于某一个片区，那么就不会对其他区域的运行造成影响，这样可以更加快速地查找和排除故障，网络故障时间得到有效缩短。且对于施工建设也有很大的帮助，施工过程中，大部分地区原有信号不受影响，分区域进行改造施工，只会影响到较小的范围，且本区域内施工中剩下的网络硬件资源也可以被应用到下一区域的施工中，提升了资源利用率，降低了整体成本。

3.3网络拓扑结构设计

在有线电视光纤网络设计中，非常重要的一个组成为网络拓扑结构。在设计过程中，除了要将系统的可靠性、灵活性要求纳入考虑范围外，还需要充分考虑以后设备安装调试、系统维护工作是否能够得到顺利开展。结合本城区的实际情况，将一环两星拓扑结构给运用过来。分前端设置于城区收费站附近，然后对两条光缆主干线路合理敷设，这样与中心机房就形成了环网关系。如果有故障出现于一条线路中，光开关会向另一条通道切换信号，促使信号的畅通性不受影响，网络的自愈功能得到满足，这样中心机房可以更加安全稳定地运行。

3.4光节点分布和路由设计

本县城将光纤到楼、光纤到家的设计理念充分贯彻落实下去，普通居民用户的光节点设置四芯，两芯备用，另外两芯分别满足上行和下行需求。而部分地区具有较多业务光节点，如学校、医院等，则将六芯配备过来，两芯备用，两芯数据，另外两芯满足上行和下行需求。按照200m的距离严格控制光节点到用户端的电缆距离；当用户数量达到200左右时，对光接收机合理设置，且一般不要对街道进行跨越，否则会增加电缆敷设的复杂度。一般情况下，要在服务区的中心位置设置光接收机，且整个服务区内都要覆盖同轴电缆，这样可以对放大器级联数有效控制。同时，光节点设置位置，除了要满足取电和维护需求之外，还需要避免受到外界的影响和破坏。在光缆路由走向设计时，需要均匀分布整个光节点，且尽量缩短光缆路由，以便促使资金成本得到有效节约。其次，光缆路由设计中，需要降低施工难度，且控制其安全系数。结合本县城的实际情况，将杆路架空、墙吊架空、地埋管道等多种方式给运用了过来。然后，要对前端到光节点之间的光缆野外接头数量尽量减少，如果光缆需要到达不同光节点，尽量将多纤共缆模式运用过来，促使投资成本得到节约。

3.5光纤网络设计中需要注意的问题

首先，如果采用1550nm光纤网络设计，其具有60多km的传输距离，但是需要保证其入纤功率在17dBm以内。1310光纤网络设计点对点传输距离在38km左右，如果设计中光节点到前端的距离在38km以上，就需要将1550nm设计运用过来。其次，光纤网络设计实践中，分光比不能设置得过小，且控制每一个光分路器所分路数在12路以内，严格控制各路光链路中的光缆长度差异。通常情况下，结合路由距离合理确定光缆距离，一般将人工测量的方式运用过来，这样可以获得更加准确的距离数据。

4结语

光纤网络设计水平和质量会直接影响到有线电视整体传输质量，而光纤网络设计又包括诸多方面的内容。在具体实践中，需要科学运用设计方法，做好基础工作，充分考虑当地的实际情况，合理制定设计方案，从设备、人员等细节着手，控制有线电视光纤网络设计质量。同时，在未来发展中，也需要加深理论研究，更加有效地指导有线电视光纤网络设计工作的开展。

参考文献：

[1]张森.浅谈有线电视光纤网络设计[J].中国新通信,2016,5(10):123-125.[2]孙雨超.关于有线电视光纤网络设计策略分析[J].中国新通信,2016,5(19):55-57.[3]詹攀.有线数字电视光纤入户网络的设计与实现[J].西部广播电视,2017,6(19):222-224.[4]尹世雄.有线电视光纤网络设计探讨[J].中国新通信,2017,9(11):77-79.[5]付天飞.针对有线电视光纤网络设计[J].中国新通信,2017,8(19):244-246.作者：徐亮亮 刘洋 李科 单位：湖南省有线电视网络

第二篇：有线电视前端常见故障分析

有线电视前端常见故障分析

凌海有线电视台 刘辉

【摘要】有线电视前端是有线电视系统的中枢，它很大程度上决定着有线电视网络中所传输的信号指标、质量。本文对有线电视前端常见的问题和故障进行了简单分析和论述。【关键词】有线电视前端 卫星接收 干扰

前端系统是整个有线电视系统的中枢，其构成主要由卫星接收设施、硬盘播出系统、前端设备等构成。前端设备是否正常、稳定高质量的工作对于有线电视网络中所传输的信号指标、质量来说其重要性是不言面喻的，有线电视前端故障大致可分以下几方面。

一、卫星接收天线系统的故障

1、日凌现象的发生及干扰：当卫星、太阳、地面接收站三者成一条直线时，也就是说当卫星接收天线对准卫星的同时对准了太阳，强大太阳的噪声使电视信号受到强烈干扰，严重时电视信号中断，这就是日凌现象对静止同步卫星产生的影响。日凌现象一般每年发生两次，每次连接3～6天时间不等，每天最长时间达到10min，北半球的地面发射和接收站一般发生在春分日前秋分日后的23天之内，但各个地区每个地面站发生日凌的时间不同，可根据各地面站位置的经纬坐标来 计算或查询每年日凌的时间，以便提前通知用户或者采取相应的措施（如换星）来保证电视信号的正常传输。

2、太阳黑子对卫星信号的影响：在前端有时出现各频道图像的信号强度会慢慢减弱，画面出现黑白杂波点，雪花点慢慢增多，有时直到全屏无图像，伴音噪声显得格外明显，这种现象的出现长达半小时，短时则几分钟，这并不是卫星接收设备出现故障，也不是因为卫星接收天线偏离或卫星略微漂移所导致的现象，而是太阳黑子的出现对电视信号产生了干扰和严重衰减所造成，如果太阳黑子的活动能量大，时间长，就会使卫星电视信号立即中断，使各频道场强指标下降较多，甚至降为0dB，且持续的时间也会越长，当太阳黑子活动消失，卫星电视信号的强度将慢慢恢复到原来强度，该现象不论是模拟信号还是数字信号，都会受到同样影响。

3、雨雪等天气对收视Ku波段节目的影响：使用KU波段进行卫星信号接收的台站信号常常会受到天气影响，如浓云密布、雾气冲天、狂风暴雨、雨量密度及颗粒大小、下冰雹等，都会对卫星上下行信号造成一定影响，频率高低不同产生的信号损耗也不一样，从平时观察情况看，一般对KU波段的影响比对C波段的影响要大得多，特别是下雨或下大雨时，雨水冲刷天线盘面时，造成物理性卫星讯号散射，其场强信号增益急剧下降，使信号中断，影响电波发射和收视时。对Ku波段节目的收视产生一定影响，在北方下雪是常事，但下雪比下雨的信号损耗相应要轻得多，可以说下雪天对KU信号不会受到较大损害，如果是雨夹雪气候，它会导致信号大幅度减弱或中断，如果高空 中有浓厚的雨层也会使Ku波段信号减弱或中断，总之，Ku波段对天气气候是非常敏感的。

4、雨雪天对后馈式C波段接收天线的影响：对于后馈式C波段接收天线，在下雨，特别是雷阵雨时，雨水易浸入接收天线波导口，经波导进入高频头，造成该天线接收的所有节目出现噪波点，若高频头内积水较多，全都节目信号会中断，屏幕出现全雪花，这时应关掉卫星接收机电源，卸下高频头，放掉积水，然后用干布擦掉水份和潮气，重新安装后信号恢复正常。为避免水再进入，可在天线波导日用一块玻璃盖上，然后将波导口边缘用防水胶粘死玻璃，这样即不影响信号的接收，也能确保雨水不会再进入高频头内。

5、卫星接收天线安装的牢固和稳定性问题。卫星接收天线安装必须牢固而稳定，因为它会严重影响天线的指向性，抛面天线的指向性不好对接收的模拟和数字信号的影响不容忽视。在刮大风时，若天线稳定性不好，安装在高层顶上的天线会摇晃得很厉害，甚至偏离卫星使接收到的信号不稳定，噪波大。天线安装完毕，底座固定牢靠后，在天线的四方均应安装拉线，这样风力再大，天线也不会摆动，另外选购天线时就选择本身的设计生产抗压达到十级风力的强度的天线。另外前馈式高频头如果固定不牢靠，因风力所致聚焦尺寸容易发生变化，就会在电视屏幕上出现噪波点。

6、画面“马赛克”问题：在接收卫星数字压缩频道节目时，有时画面出现全马赛克和部分马赛克，该现象是在接收卫星电视信号时，由于传输误码原因，引起了该现象，“马赛克”现象会严重影响电视信 号的收视效果，如果注意选择适当卫星接收用的LNB和接收天线，它能改善或基本消除这种“马赛克”现象，保证播出图像质量。所选择接收用的LNB的频率稳定度越高，其相位噪声也越低，产生误码的机率就少。

二、前端伴音故障

1、各频道伴音不一致，在换频道时出现声音大小不均，是各有线台经常出现的现象，电视用户对该现象反映强烈，这类故障由前端设备人口前的伴音大小不一致引起的故障，故障原因是：

（1）若同用一台接收机，分别接收不同卫星上的电视节目，用YZC～3音频测试仪测其伴音电平，发现所测电平差异较大，说明卫星系统本身存在着各套电视节目伴音电平不一致的问题。

（2）因地面接收站所在径纬度不同，接收天线尺寸不一样大，安装后的卫星接收机忽视了伴音输出值的测试和调整，也会导致伴音不一致。因此安装后的接收机都应对输出伴音进行测试 和调整。伴音电子控制在低于前端调制器最大电平之内。

（3）选用不同的调制器，它的伴音最大输出电平也不一样，当伴音为100％调制时，其最大输出电平为-6dB，由于各调制器灵敏度不同，则要求的a幅室也不同，如安装后再进行伴音电平调整，全系统终端用户肯定全产生伴音大小差异过大，产生阻塞失真。

（4）除上述几种原因外，还有原带在前、后期制作时录人音量大小不一致，该原因只有在生产节目时按国家规定的统一伴音录制。

2、前端伴音故障处理办法是：

①将各套卫星接收机的伴音输出电平调整一样。

②在完成调整卫星接收机的输出电平后，用PI一2型频偏仪校准各套中频调制器的伴音调制深度（频偏）为±50KC。

③市面上有一种进口的声音均衡器，它可直接安装在前端某一设备信号源的进口端，能起到伴音大小不一致时，自动均衡后达到伴音一致的目的。

三、调制器的稳定性

前端设备至关重要的一项技术指标是稳定可靠性，显然前端调制器的频率稳定性将直接关系到整个系统信号质量，大家都知道，电视伴音的载频与图像载频仅相差6.5MHZ，电视伴音的频率受音频调制，若频率偏移大于10kHz，所播出的伴音就会产生失真的现象。所以前端调制器的选择频率稳定性强的设备。

四、前端干扰源

由于前端机房周围有恒定的干扰源，即使采取一系列措施，也难免阻止干扰侵入机房前端信号内，因前端设备是低电平小信号系统，运行频带较宽，各种干扰进入系统后很难消除隐患，干扰源由以下几种原因产生：

（1）其干扰源有从开路发射台直接送来的同频电视信号，该信号一是进入前端会影响系统中与开路信号相同的频道，使路端画面产生同频干扰，严重的甚至无法收看。如果在系统安排与调频广播相近的 电视频道，会使干扰信号直接进入，影响该系统的传输质量，干扰已安置的电视频道节目。

（2）高低压电源和其它干扰。前端离高、低压配电室、电梯较近，当强大电流通过时会在机房周围产生较强磁场，它也会产生干扰，若前端设备紧靠这些干扰源，会很容易侵入机户串入信号。

（3）另外，前端机房靠近大型供热、供水站、高速铁路和公路。它会产生强烈的机械振动或持续振动的振动源，这些振动源会产生一定频率的干扰源，另外模式振动变成电路系统中寄生调幅的可能性也是存在的，这些都能产生电视信号的干扰源，有线电视前端机房应尽量远离振动源。

第三篇：规范管理体系的有线电视论文

1有线电视系统的定义

一般情况下，设计人员在对有线电视系统进行设计前，要根据住宅小区的实际情况，从多个方面考虑，最终制定科学合理的有线电视系统设计方案。然而，在实际的有线电视工程中，大多数的有线电视系统都是采用领频传输的方式，这种传输方式能够拥有大量的频道，具备较强的安全稳定性。目前来说我国有线电缆电视传播媒介主要有以下几个方面，电缆传输“光缆传输以及微波传输等三个方式。所谓的有线电视分配系统是通过分配网络，给系统的每个用户设计一个适当的电视信号的系统。这种分配网络主要有分支器”分配器以及用户分配放大器与射频电缆等组成“这种分配到分支的形式，能够把从用户分配放大器输出的信号经过分配器分为几段，每一路的再分配通过不同的分支器向终端用户提供符合要求的型号。

2县级住宅小区有线电视工程存在的问题

2.1由于我国有线电视工程发展时间较晚，并没有形成相对完善的使用标准以及设计要求，使有线电视传输设计无法符合国家规定的标准，再加之我国有限电视传输设计水平仍旧处于滞后阶段，从而导致我国县级城市的有线电视工程无法顺利开展。

2.2不同住宅小区内使用的箱体存在一定的差异，使有线电视系统在安装过程中面临了许多困难，并且，大部分住宅小区内电缆等器材质量不同，一些质地粗劣的器材常常会影响有线电视传输的质量。

2.3其中，影响有线电视系统正常运行的主要原因就是施工管理工作不到位，施工人员并没有严格按照设计图纸要求来进行有线电视系统的安装程序，从而导致有线电视系统无法接收到传输信号。

2.4因为缺乏规范的管理体制，并没有对管线内的电缆进行标记，一旦电缆发生故障，检修人员无法及时找出故障电缆，加大了电缆的维修难度。

2.5对室内终端管路没有统一规定和要求，有些用户在室内乱安乱拉，造成故障增多，维修困难，直接影响数字电视与综合业务的开展。

2.6建设时不考虑有线的管路和进线途径，致使施工困难。

3成因分析

造成以上现象的主要原因一是缺乏规范”没有标准，二是业务开发“工程施工没有形成有序的流程，缺乏相应的沟通和监管机制。各县住宅小区有线电视是由开发商找设计院设计的弱电线路，没有严格按照当地广电主管部门的设计标准去做，表面上看来广电网络省了好多投入，然而给后期的安装”维护“管理”业务开发带来无穷后患，很多开发商布的内线分配方式不符合目前的网络传输要求或根本无法使用，有的后期维护管理困难，新业务无法开展，最后被迫重新改造成明线。

4解决的方案和措施

4.1要不断加强与建筑设计单位的合作，设计的方案首先要以满足建筑部门的施工要求为目标，其次还要有利于有线电视系统的安装，符合其管理的工程施工条例与施工图纸。与此同时，与建筑施工单位签订好合同，确保管路施工的质量水平。

4.2新建小区需要采用中心分配结构的支干线，但这需要合理有效的预埋管路路由，管路的直径一般为80毫米到100毫米之间，其预埋的深度在500毫米左右，尽可能的避开煤气管道和电线等。在楼房入口处以及管路转弯处进行窨井设计。

4.3一般标准住宅楼用户的线路要尽可能采用集线的方式，并设计在中间楼层中，以方便用户日常的管理与维修，有利于后期业务的陆续开展。

4.4采用集线的方式对旧楼房进行改造，串接入户的方式必须舍弃。在楼道内布线，做好一系列标记。一户一线，入户电缆要使用阻燃管进行保护，管径大约在20毫米，相关重要的配件也要尽量安装在带锁的铁箱里面，每个单位都需要进行铁箱的安装，方便通过外墙进入铁箱横向连接电缆用于各单元的连接，并且要设接地设施。

4.5我国要高度重视旧楼中有线电视线路改建问题，加快建设速度，保证充足的流动资金，并对每一位有线电视用户建立专门的信息档案，这样不仅能够快速找到故障原因，还可以大大提高有线电视检修工作的效率与质量，从而促进我国有限电视工程建设的快速发展。

4.6想要真正保证县级城市住宅小区有线电视工程的施工质量，就必须建立一套完善的有线电视工程管理体系，制定明确的责任机制，加强对有线电视工程的验收工作，注重对旧楼内有线电视线路的改造问题，充分发挥有线电视的作用和价值，给人们的日常生活带来便利，逐步提高县级城市居民的生活质量水平，进一步优化了有线电视工程的建设，确保有线电视工程的顺利开展，促进我国有线电视事业长期稳定的发展。

5结束语

综上所述，可以得知，我国有线电视事业取得了快速的发展，对于我国国名经济的不断增长起到了重要的作用，但由于我国有线电视工程施工水平仍处于滞后的阶段，与其他发达国家相比较，还存在一定的距离，随之而来的问题也越来越多，严重影响了有线电视系统的正常运行。因此，我国相关有限电视部门要高度重视有线电视工程规范化建设问题，不断加强和完善有线电视工程管理体系，形成相对健全的有线电视工程设计标准，注重对施工人员职业素质的培训教育，使其能够真正按照设计图纸的要求进行操作，确保有限电视工程的施工质量与效率，从而促进我国有限事业更好更快的发展。

第四篇：有线电视中数字电视前端设计

有线电视中数字电视前端设计

在有线电视中，技术上先进的数字电视系统必然会取代模拟电视系统。模拟电视传输质量不容易保证，频道数有限，难以提供高速信息服务，特别是很难提供大范围的条件接收和用户管理功能。采用数字方式，则可以有效地克服这些缺点。

数字电视系统的优点在于：

（1）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。

（2）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8 MHz频道可以传输4~8套具有标准清晰度的数字电视（SDTV）节目。

（3）容易开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。

（4）容易加密/加扰，开展信息安全/收费业务。条件接收系统（CA）是数字电视收费的技术保障系统。条件接收的基本目的是在电视系统中对用户进行授权控制及授权管理，从而实现收费系统的有偿服务。由于数字信号的易操作性，在前端对信号加密和加扰都比较容易实现。数字传输收费系统保密性高，信号质量好，操作方便。以上这些优点使得发展数字电视的意义已远远超出了数字电视本身。但数字电视是一个复杂的系统工程，在加快发展我国数字电视的同时，鉴于数字电视产业发展的自身规律和我国的特定国情，必须分阶段、分层次循序渐进地推进，逐步从模拟系统向数字系统过渡。

前端系统是有线电视网络的信息源、交换中心，是整个有线电视系统的核心。数字电视前端包含的内容更加广泛，是电视数字化的重要环节之一。数字电视前端包括许多关键性的数字设备和技术，如MPEG-2压缩编码器、数字多路复用器、数字调制器等。数字电视集成了许多领域的新技术，如数字视频/音频技术、通信技术、条件接收技术、网络技术及微电子技术等。因此，数字电视前端的管理模式比模拟前端复杂，在进行数字电视前端设计之前，必须了解和掌握它的组成及设备功能。

有线电视中数字电视前端的组成

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1所示。(1)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（Single Channel Per Carrier，即单路单载波）方式和MCPC（Multiple Channel Per Carrier，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。MCPC方式的每个载波可同时传输多套广播电视信号，特点是1个转发器只有1个载波，频带和功率的利用率较高，多套节目要经复接后在同一地点上星。各省市区上星的数字压缩电视节目几乎都是采用SCPC方式，中央电视台8套数字压缩电视节目则采用MCPC方式在北京地球站上星。(2)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。(3)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。复用器可以通过前面板设置参数，单独使用，也可以由前端系统主控机通过以太网进行控制。再复用处理应该是易于操作的，也应该是非常可靠的，在对数字多路复用器选型时应考虑它的扩展是否灵活。(4)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。(5)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。(6)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2~15 Mbps，一般采用6 Mbps可获得较好的效果。编码器具有视频实时数字预处理、时基校正等功能，对各种类型和不同图像质量的PAL/NTSC模拟电视信号按MPEG-2 的标准进行数字化编码，产生标准的数字电视节目传输流。3 有线电视中数字电视前端的设计

有线电视中数字电视前端与模拟电视前端的设计有着很大的不同。在模拟电视前端中，8 MHz带宽只能传送1套电视节目，只需将1台卫星接收机与1个调制器相连接就可以了。在数字电视前端中，8 MHz带宽可以传送4~8套数字电视节目，传送节目的套数与哪些条件、设备有关，是设计中必须考虑的因素。

（1）与信道编码和QAM调制器有关

在有线网络传输中，一个8 MHz模拟电视频道最多可传输6.9 Msps的数字调制信号，即8/（1+0.15）=6.9 Msps。采用64 QAM调制方式，前向纠错FEC为RS（204，188），最多可传输有效数字信号6.9×6×188/204＝38.1 Mbps。如采用256 QAM调制方式，最多可传输有效数字信号为6.9×8×188/204＝50.8 Mbps。虽然传输有效数字信号增多，但抗干扰能力下降，所以目前普遍采用64 QAM调制器，即对应于一个8 MHz模拟电视频道，调制器的输入码率惟38.1 Mbps。（2）与节目信号的传送方式和有效传输码率有关

在卫星信道传输中，我国上星的DVB-S节目多数为SCPC方式，符号率为4.42 Msps，采用RS（204，188）编码、3/4卷积码、QPSK调制方式，1套节目的有效传输码率为4.42×2×3/4×188/204＝6.11 Mbps，复用器可传送6套节目，即6.11×6＝36.66 Mbps，距最多传输码率38.1 Mbps还有裕量，复用器会自动以填空包加以补足。如传输码率超过38.1 Mbps，设有7套节目信号，第7套将不予传送。因此，一个频点只能传送1套模拟电视信号，但能传送6套4.42 Msps数字电视信号。由此可见，传送全国30几套省市区的数字电视节目，也只占用6个8 MHz的模拟电视频道。

对采用MCPC方式传输的信号，如中央电视台8套节目，符号率为41.53 Msps，传输码率是57.4 Mbps，超过38.1 Mbps，复用器就选择其中的几路信号传送。

有线电视中数字电视前端设计与模拟电视前端设计的另一个不同是数字电视前端中需要卫星接收机的台数与接收节目信号的传送方式有关。SCPC方式接收1套节目需要1台数字卫星接收机，而MCPC方式1台数字卫星接收机就可接收多套数字电视节目，因此在设计时要根据接收电视节目的套数确定所需要的接收机的台数。

有线电视中数字电视前端的设计还应注意：

一是关于调制器的输出电平调整。在整个有线电视前端系统的信号输出部分，模拟信号和数字信号是混合输出的，由于两者的调制方式不同，它们输出电平的标准也不同。模拟电视的载波调制是VSB即残留单边带调幅制，数字有线电视的64 QAM调制具有类似双边带的特征，它们的峰值功率和平均功率是不同的，通常数字调制器的输出电平比模拟调制器的输出电平低10 dB。另外，模拟与模拟频道、数字与数字频道之间输出电平的大小和平坦度直接影响到网络的系统指标。对前端来说，除按线路设计控制输出电平外，高低电平差的大小也要控制好，频道间电平差越小，系统平坦度就越好。一般前端模拟与模拟相邻频道、数字与数字相邻频道之间电平差不要超过±0.5 dBμV。

二是关于调制器的频率设置。由于模拟信号和数字信号的调制方式不同，它们输出频率的设置也有所不同，模拟电视调制器的频率是按图像载波频率设置的，而数字电视调制器的频率要按照该频道的中心频率来设置。4 结束语

有线电视中对数字电视前端的设计除了设备（硬件）之外，管理（软件）也很重要。在大型网络中，网络管理是数字电视前端的一个重要功能，主要对前端数字设备进行监控，对保证信号质量、降低维护成本等有十分重要的意义。按国际标准化组织ISO的定义，网络管理是指关于规划、监督、设计和控制网络资源的使用和网络的各种活动，网管设计的要求是使网络性能达到最优。

和传统的模拟电视相比，数字电视技术中软件技术占有更为重要的位置，电视内容的重现及电子节目指南（EPG），用户管理系统和CA系统的建立等都要由软件来实现。因此，数字电视前端设计远不能满足于硬件设备的完成，建立一个数字化的安全高效管理体系，才是我们要追求的目标。

第五篇：基于GIS的电信光纤网络资源管理系统的设计与实现

基于GIS的电信光纤网络资源管理系统的设计与实现

陈建华

1，曹俊

2（1.苏州大学 计算机科学与技术学院，江苏 苏州 215006； 2.南通电信公司 投资项目管理中心，江苏 南通 226001）

摘 要：根据光纤网络资源地理空间分布的特点和地理信息系统在空间数据管理上的优越性，设计了基于GIS的电信光纤网络资源管理系统。该系统除实现对光纤网络的空间及属性数据管理的基本功能外，还能够对相关数据进行综合分析处理，为网络规划设计和维护管理提供辅助决策支持，提高光纤网络资源管理效率。关键词：地理信息系统 网络资源管理 地理空间数据库 引言

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一项以计算机为基础的新兴技术，它是管理和研究空间数据的技术系统，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理，对数据进行有效管理以及研究各种空间实体的相互关系等。它把地理空间位置和相关属性信息有机地结合在一起，根据实际需要图文并茂地输出给用户，并借助其独有的空间分析功能和可视化表达方式，提供各种辅助决策功能。

电信网络资源数据的特点是量大而且与地图的关系十分密切，以光纤网络为例，无论是地理资源（如机房、管道）还是设备资源（如光缆、光交接箱）都包含表征空间位置及拓扑关系的空间矢量信息，以及记录具体内容及本质特征的属性信息。改变传统的光纤网络资源管理方式，能将这些数据全面直观地在地图上进行显示，并能对相关数据进行综合分析，使工作人员脱离枯燥的数据文字报表，到宏观决策的有力支持，这需要利用GIS技术开发带有地理信息的资源管理系统。系统设计方案

2.1 系统开发目标

经过多年的发展，电信企业己建成规模庞大、形态齐全的网络，并在城市形成高密度的覆盖。特别是在我国信息产业大发展的前提下，光纤网络的建设速度明显加快，它早已不局限于干线网络传输，而是逐步向用户接入传输领域延伸，直接为用户提供高速、可靠的通信接入业务。近期，中国电信提出由“传统基础网络运营商”向“现代综合信息服务提供商”转变的企业战略目标，将网络转型 作者简介：陈建华（1976-），男，江苏南通人，南通电信公司投资项目管理中心工程师，苏州大学计算机科学与技术学院硕士研究生。

确定为实现战略的基础，强调要加大光纤网络建设，努力推进“光纤到户”的网络建设工作。因此，电信企业的光纤网络规模仍将不断扩大，结构也越来越复杂，需要有与之相适应的管理手段来指导网络的规划设计工作，以支撑网络的健康发展。

电信光纤网络有很强的地域性和空间性，而且有复杂的空间拓扑关系，和电信网络的其它资源管理有很大区别。普通的资源管理系统采用表格化的方式管理管线、配线端子等空间资源，不直观，非常难于查找，不能表达资源的空间拓扑关系，给管理带来了诸多不便。根据光纤网络资源地理空间分布的特点和地理信息系统在空间数据管理上的优越性，设计了基于GIS的电信光纤网络管理系统。该系统除实现对光纤网络的空间及属性数据管理的基本功能外，还能够对相关数据进行综合分析处理，为网络规划设计和维护管理提供辅助决策支持。

2.2 系统软件平台选择

本系统基于组件式的GIS集成二次开发，采用SuperMap公司的GIS平台，以SuperMap Objects5为GIS开发组件，使用Oracle大型商用数据库，采用微软的Visual Basic.Net为开发工具，利用ADO技术访问数据库。系统开发的所使用的主要软件和用途说明：

SuperMap Deskpro5：地理空间数据处理与分析； SuperMap Objects5：组件式GIS开发平台； Oracle 9i数据库：数据的存储与管理； Oracle Spatial：空间数据的存储与管理； Visual Basic.Net：GIS的集成二次开发。2.3 系统结构设计

考虑到电信光纤网络资源的覆盖范围和数据量比较大，拟采用三层C/S结构（客户应用界面/应用程序服务器/数据库服务器）。三层C/S结构将原来两层结构中的客户端程序进行了划分，将用户界面抽取成三层结构中的客户端程序，而将原先的数据库访问部分单独分离出来成为应用服务器。三层结构只是逻辑上的概念，具体实现时，物理结构上的差异可能会很大。三层可以在一台计算机上，也可以在两台、三台，甚至更多的计算机上，只要它们在体系上遵循三层结构即可，这完全取决于系统的业务量。系统功能特点

目前，对电信网络资源管理的研究不断深入，也有较多的基于GIS的应用系统产品。从现有情况看，对光纤网络已经实现了空间数据和属性数据管理的基本功能，可以对网络资源进行动态更新和维护，能够在电子地图上展示各网络元素，但与实际工作需求（如网络规划决策等）还有一定差距。现有资源管理系统对光纤网络整体情况的表现能力有待提高、表达方式还需要完善，对现有资源数据的综合分析能力较弱，对最佳光纤路由分析、应急资源调度等辅助决策能力还不够。该光纤网络资源管理系统除实现常规的网络资源管理功能外，还具有以下三方面的特点：

3.1 提供了方便的检索手段

提供多种方式实现网络资源的查询功能：一是通过树型目录结构的层次图，用户逐级展开后选择查找目标；二是基于网络资源实体的关键属性，根据用户输入的属性值进行匹配查询；三是在电子地图上用鼠标点击选择网络资源实体。

3.2 提供了网络分析功能

资源预警，可以通过设置光纤利用率预警值，显示光纤利用率超标的光缆和交接箱；或根据利用率高低生成专题地图，为光纤网络规划决策提供依据。

故障点定位，当光缆出现故障时，能够根据机房工作人员测试的障碍点与局站的距离，将故障点范围在电子地图上显示，提高抢修工作效率。

图纸生成，能够生成规划设计工作所需要的光纤路由图和拓扑结构图，为全面、快速、准确掌握网络现状提供支撑。

3.3 提供对资源调度的支撑

光纤调度，能根据申请光路的起讫点，基于最短路径和最少转接次数，辅助确定光纤调度线路，输出光路中转接的局点、跳接的光交接箱、各光缆段占用的光纤序号，能根据调度线路对光纤资源进行预先占用。系统管理范围

在电信光纤网络资源管理系统中需要管理的对象如下： 4.1 基础网络设施：

（1）局站：局站是本地网中容纳一个或多个通信机房的建筑实体(含地下进

线室、管道闸)。在通信管线网的拓扑结构中，局站是作为光缆和管道的源或目的点而设计的。

（2）管道：管道是整个通信网络中光缆的支撑和承载通道，由人井、进线室、管道段、管群等组成。

（3）杆路：杆路和管道同样作为光缆的支撑和承载通道。4.2 光缆网络设施

（1）光缆：本地网中，光缆由局间中继光缆和用户接入光缆组成。其中，中继光缆提供局点之间的传输通道，以环形结构为主；接入光缆用于连接局点与普通用户，以树形结构为主。

在光缆网的拓扑结构中，有两种基本要素：点和线。点元素有两类：光交接点、光接入点，连接这两类点的线即是光缆段，光缆则由多个连续的光缆段组成

（2）光交接点：指光配线架、光交接箱、光缆分歧接头。光配线架、光交接箱为光缆段提供固定纤芯的端子，利用跳线使两端线对任意跳接连通，以达到灵活调度线对的目的；而分歧接头则可看作跳纤固定的光交接箱。

（3）光接入点：主要指光分纤箱。它介于光交接箱与用户之间，以光缆段与光交接箱相连，用尾纤或尾缆与用户设备相连。光接入点与光交接点的主要区别是前者为光缆纤芯的终结点，光纤不会转接到其它光缆段上。

（4）光路：光路就是按用户需求，在光交接点中将相邻光缆段中的光纤依次连接后，可以提供完整光信号传输通道的光纤路由。光路是由多段光纤连接而形成的。

4.3 其它

（1）服务区域：指各局站、光交接点提供电信接入服务的用户分布区域范围，一般以道路、河流等自然分界物为界。

一个光交接点只从属于单个局站，局站下所有光交接箱的服务区域构成局站服务区域，位于某个光交接箱服务区域内的用户一般由其提供接入服务。

（2）光纤用户：单独占用一对光纤使用电信业务的用户，主要关注其物理位置分布、业务重要等级。对光纤用户信息的管理主要用来进行光纤资源调度、用户密度分析、光纤需求预测、光缆割接影响分析等。

（3）电信设备：当一对光纤尾端安装电信设备（如数据交换机）为多个用户

提供服务时，则以电信设备信息管理为主，数据处理上可等同于一个光纤用户。系统功能结构

5.1 资源维护

系统通过图形接口，可视化地实现对局点、管道、杆路、光缆、光配线架、光交接箱等网络设施的日常维护（增加、删除或编辑）；提供对光纤光路、光纤用户等主要业务信息的维护管理。

5.2 信息查询

提供对网络资源实体的查询，显示其属性并可以在地图上定位。系统提供三种查询方式：一是通过树型目录结构的层次图，用户逐级展开后选择查找目标；二是基于网络资源实体的关键属性，根据用户输入的属性值进行匹配查询；三是在电子地图上用鼠标点击选择网络资源实体。

5.3 资源统计

提供对局站、光交接点（数量、容量、端子利用率）、光缆段（数量、长度、纤芯利用率）等的查询统计，可以通过指定设施类别、划定地理区域、明确设施属性等方式来完整、准确地统计所需内容，以Excel表格方式给出明细信息和汇总数据或打印输出。

5.4 规划辅助

通过对空间和属性数据的加工处理，挖掘相互之间的关系，分析结果以图形、表格等多种途径表示，能够以形象、直观的方式，给规划设计人员全面、快速地展示相关信息，为准确地进行光缆新建提供路由、容量、位置等方面的决策支持。

5.4.1 网络设施分布图

通过选择设施的类别、输入关键属性值或选定地域范围，对指定的网络设施形成地理位置分布图示，并可根据用户需求同时显示其它关键的属性信息。

5.4.2 光缆路由及拓扑图

通过指定局点的方式，将光缆路由、关联的光交接箱等在电子地图上予以显示，并可生成拓扑结构图。也可以根据用户需求，同时提供光缆规格和型号、利用率等关键属性信息。

5.4.3 利用率预警图

可以通过设置光纤利用率预警值，显示光纤利用率超标的光缆和交接箱；或根据利用率的高低生成专题地图，为光缆新建决策提供依据。

5.4.4 光纤用户分布图

通过指定光交接箱或选定地理区域的方式，形成用户分布示意图，为光缆新建容量决策、光交接箱位置选择等提供依据。

5.4.5 光缆建设路由的选择

通过指定起始和终止局点，结合最短路径、光缆段重复情况分析等，为最佳选择光缆建设路由选择提供决策辅助。

5.5 资源调度 5.5.1 故障点分析

当光缆出现故障时，能够根据机房工作人员测试的障碍点与局站的距离，将故障点范围在电子地图上显示，提高抢修工作效率。

5.5.2 正常光纤调度

能根据申请光路的起讫点，基于最短路径和最少转接次数，辅助确定光纤调度线路，输出光路中转接的局点、跳接的光交接箱、各光缆段占用的光纤序号、各局点的跳纤工单，能根据调度线路对光纤资源进行预先占用。

5.6 系统管理 5.6.1 权限管理

权限具有专业属性和操作方式（查询、修改等）属性，当对系统中的对象执行操作，必须有相应的操作权限。对权限的管理功能有：增加权限、删除权限、修改权限。

5.6.2 用户管理

对用户的管理功能有：增加、删除、修改、权限设定。结束语

建设基于GIS的光纤网络资源管理系统，可以实现对光纤网络的全面有效管理，优化网络建设规划，提高运行效率，保证全网通信畅通，提高客户满意度。同时，由于电信网络规模逐步扩大、复杂程度不断提高，将GIS技术全面应用于电信网络资源管理是技术和管理发展的必然趋势。GIS技术自身的发展，也将促

使其在整个电信网络资源管理领域发挥更为广泛、重要的作用。

参考文献：

[1] 李满春，任建武．GIS设计与实现[M]．北京：科学出版社，2003．

[2] 罗云启，曾琨，罗毅.数字化地理信息系统MapInfo高级应用[M]．北京：清华大学出版社，2004． [3] 赵鹏苏．电信网络资源信息化的管理研究[D]．吉林：吉林大学，2004．

[4] SuperMap Objects开发教程[M]．北京：北京超图地理信息技术有限公司，2004．

Abstract

According to the characteristics of optical fiber network resources distributing in geographic space and the superiority of the GIS in space data management，we designed the system of fiber network resources management that based on GIS.The system can integratively process the relating data, besides some basic functions such as fiber network’s space and attributes data management.It is helpful for the designing and maintenance of fiber network.It can also improve the management efficiency of optical fiber network resources.Keywords

Geographic Information System（GIS），Network Resources Management，Geographic Space Database

机器人翻译：

According to the spatial distribution fiber network resources geographic characteristics and GIS in spatial data management superiority, designed 基于GIS telecommunications fibre network resources management system.In addition to the realization of the basic functions for the optical fiber network system space and attributes of data management, but also be able to conduct a comprehensive analysis of relevant data processing, network design and maintenance management supporting decision support, improve fibre network resource management efficiency.