智能大廈 第12章

第12章

智能建筑有線電視及視頻應用技術

第12章

智能建筑有線電視及視頻應用技術

12.1概述12.1.1智能化建筑對有線電視系統(tǒng)的要求12.1.2有線電視系統(tǒng)的一般構成 12.1.3有線電視系統(tǒng)的技術指標12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件12.2.1放大器12.2.2信號處理器 12.2.3自辦節(jié)目制作設備12.2.4調制器 12.2.5混合器 12.2.6分配器 12.2.7分支器 12.2.8機頂盒 12.2.9電纜調制解調器 12.2.10光端設備12.3有線電視接收系統(tǒng)12.3.1衛(wèi)星電視信號接入12.3.2有線電視接收系統(tǒng)12.3.3智能建筑有線電視系統(tǒng)的設計12.4有線電視網絡的雙向傳輸技術12.4.1.雙向傳輸12.4.2雙向傳輸電纜電視系統(tǒng)12.4.3視頻點播系統(tǒng)（VOD）12.4.4視訊寬帶網技術 12.4.5基于有線電視網絡雙向傳輸技術的實際應用 12.5視頻會議技術12.5.1視頻會議系統(tǒng)的設備 12.5.2視頻會議系統(tǒng)的通信網絡技術 12.5.3視頻會議系統(tǒng)組成12.6視頻顯示技術12.6.1視頻顯示器件12.6.2視頻顯示系統(tǒng)本章導讀

有線電視及視頻應用技術與現(xiàn)代智能化建筑密切相關，在很大程度上表現(xiàn)了建筑的智能化程度。本章基于有線電視及視頻應用技術的基本原理，以實際應用為重點，就智能建筑中的有線電視系統(tǒng)和視頻應用系統(tǒng)的技術特性、功能特性、應用特性作具體的討論。第12章

智能建筑有線電視及視頻應用技術

12.1.1智能化建筑對有線電視系統(tǒng)的要求第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.1概述

現(xiàn)代建筑智能化系統(tǒng)中的有線電視系統(tǒng)通常為接入系統(tǒng)，即城市或區(qū)域性有線電視網絡的繼續(xù)和延伸。同時兼顧建筑自身的特殊要求，即要求具有能夠獨立接收來自衛(wèi)星的電視信號和獨立自辦視頻節(jié)目的功能。因此要求系統(tǒng)能夠將接入信號、衛(wèi)星直收信號、自辦節(jié)目信號等混合在一起，利用建筑內的傳輸、分配網絡，為終端提供各種視頻信號。為此，各種信號的標準必須統(tǒng)一到有線電視的相關國家標準上，傳輸分配網絡也應適應雙向傳輸要求，以便滿足視頻點播（VOD）,視頻會議，遠程教育,網上購物以及與互聯(lián)網相連的要求。

12.1.2有線電視系統(tǒng)的一般構成第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.1概述

圖12-1有線電視系統(tǒng)基本組成示意圖

12.1.3有線電視系統(tǒng)的技術指標第12章

智能建筑有線電視及視頻應用技術

12.1概述

1．載噪比（C／N），定義為載波功率與噪聲功率之比。2．與非線性失真相關的指標：(1)載波互調比（IM）；（2）交擾調制比（CM）；（3）載波組合三次差拍比(CTB)；(4)載波組合二次差拍比（CSO）；（5）微分增益（DG）；（6）微分相位（DP）；。3．與線性失真相關的指標：（l）色度／亮度時延差（⊿τ）；（2）頻道內幅頻特性。4．載波交流聲比。5．信號電平，這是有線電視系統(tǒng)中最基本的技術指標，失真、噪聲干擾等指標的好壞與之密切相關。（l）用戶端電平指終端信號電平（dB）。（2）系統(tǒng)工作電平指傳輸網絡中信號電平。6．系統(tǒng)輸出口相互隔離度，該指標反映了各輸出口之間相互影響程度，用衰減量表示。12.2.1放大器第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件

有線電視系統(tǒng)中有多個環(huán)節(jié)上要用到放大器，在不同的環(huán)節(jié)采用不同性能的放大器：1.天線放大器；2.頻道放大器；3．干線放大器；4．分支放大器；5．分配放大器；6．線路延長放大器；7.雙向放大器。

圖12-2雙向放大器原理框圖

12.2.2信號處理器第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件

信號處理器實質上就是頻道轉換器，但又比傳統(tǒng)的頻道轉換器功能要全面、性能要優(yōu)良得多。圖12-3為信號處理器原理框圖

圖12-3信號處理器原理框圖

12.2.3自辦節(jié)目制作設備第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件

主要的設備有以下幾種：1．錄像機和影碟機；2．攝像機；3．自動編輯機；4．電子特技機；5．電影電視轉換機；6．節(jié)目選擇器；7．字幕添加器；8．照明燈具。12.2.4調制器

第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件

對于來自自辦節(jié)目的攝像機或錄像機的視頻信號，以及來自衛(wèi)星接收機和微波接收機解調出來的視頻信號和音頻信號，需要用調制器將它們調制成某頻道的射頻信號再進入干線進行傳輸。調制器通常分為兩類，即射頻調制方式和中頻調制方式。在要求較高的系統(tǒng)中選擇中頻調制方式。

12.2.5混合器第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件

混合器能將多個輸入端的電視信號饋送給一個輸出口，即是將多個電視頻道信號混合成一路，用一根同軸電纜傳輸，以達到多路復用的目的。混合器分為濾波器式和寬帶傳輸線變壓器式。濾波器式混合器的優(yōu)點是插入損耗較小，但互換性差，調整困難。在信號較多的系統(tǒng)一般不采用。12.2.6分配器

第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件

分配器能將一路輸入的信號功率平均分配成幾路輸出。分配器的基本類型為二分配器和三分配器，在此基礎上可擴展派生出四分配器、六分配器等。分配器的理想分配損失與分配路數(shù)有關，二分配器為3dB，三分配器為4.8dB，四分配器為6dB。由于能量泄漏、傳輸損耗等原因分配器的實際分配損失總大于理想分配損失。12.2.7分支器

第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件

同分配器一樣，分支器也是一種進行信號功率分配的裝置。但與分配器不同的是，分配器平均分配功率，而分支器是從干線中取出一小部分信號功率分送給用戶，大部分功率繼續(xù)沿干線向下傳輸。分支器是串接在線路中的，分支輸出有一路、二路、四路等。分支器各輸出端信號應互不影響，分支端輸出信號大小取決于定向耦合器的耦合量。雙向傳輸中分支器作反向使用時要求分支器正、反向特性一致。主輸出端口至分支端口的反向隔離度一般為25～40dB，主輸出端口至主輸端入口的反向傳輸損耗與正向插入損耗相同。

12.2.8機頂盒

第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件

機頂盒（STB，SetTopBox）的概念是比較廣泛的。從廣義上說，凡是與電視機連接的網絡終端設備都可稱為機頂盒圖12-4數(shù)字機頂盒原理框圖

有線電視數(shù)字機頂盒第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件

圖12-5有線電視數(shù)字機頂盒硬件邏輯結構框圖

12.2.9電纜調制解調器第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件

電纜調制解調器又名CableModem，是一種將數(shù)據(jù)終端設備（計算機）連接到有線電視（CATV）雙向傳輸網，以使用戶能進行數(shù)據(jù)通信，訪問Internet等信息資源的設備。CableModem與以往的Modem在原理上都是將數(shù)據(jù)進行調制后在Cable(電纜)的一個頻率范圍內傳輸,接收時進行解調，傳輸機理與普通Modem相同，不同之處在于它是通過有線電視CATV的某個傳輸頻帶進行調制解調的。而普通Modem的傳輸介質在用戶與交換機之間是獨立的，即用戶獨享通訊介質。CableModem屬于共享介質系統(tǒng)，其它空閑頻段仍然可用于有線電視信號的傳輸。12.2.10光端設備

第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.2有線電視系統(tǒng)的設備和部件

光纖傳輸在CATV的信號傳輸中起到越來越重要的作用，因此光端設備也就成為CATV系統(tǒng)中重要部件。主要有光發(fā)射機，光接收機，光放大器等設備。圖12-6光接收機基本原理

12.3.1衛(wèi)星電視信號接入第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.3有線電視接收系統(tǒng)

衛(wèi)星電視接收的功能是將來自衛(wèi)星的電視信號經過適當?shù)奶幚?，使之與其他電視信號一起進入系統(tǒng)的傳輸通道。圖12-6光接收機基本原理

12.3.2有線電視接收系統(tǒng)第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.3有線電視接收系統(tǒng)

智能建筑中的有線電視接收系統(tǒng)一般與外部有線電視系統(tǒng)相連接，另外，考慮到一些特殊要求，還可直接接收衛(wèi)星電視信號，直接接入自辦節(jié)目信號，錄像放送信號等。12.3.3智能建筑有線電視系統(tǒng)的設計第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.3有線電視接收系統(tǒng)

圖12-8樓宇有線電視接入系統(tǒng)設計圖

12.4.1.雙向傳輸

第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.4有線電視網絡的雙向傳輸技術

圖12-9頻率分割雙向傳輸方式

雙向傳輸技術是構建VOD系統(tǒng)、視訊寬帶網系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)的信息傳輸基礎。實現(xiàn)雙向傳輸?shù)闹饕幸韵?種方式：（1）頻率分割雙向傳輸方式；（2）空間分割雙向傳輸方式；（3）時間分割雙向傳輸方式。一套電纜/一套放大器的傳輸系統(tǒng)第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.4有線電視網絡的雙向傳輸技術

圖12-10一套電纜、一套放大器的系統(tǒng)12.4.2雙向傳輸電纜電視系統(tǒng)①上、下回路分別調整放大器增益不方便，對自動電平控制則更困難；②線路均衡的調整困難，而自動斜率控制則更困難；③需要倍程較大的寬帶放大器；④放大器較難滿足交擾調制、相互調制的要求。一套電纜/2套放大器的傳輸系統(tǒng)第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.4有線電視網絡的雙向傳輸技術

圖12-11一套電纜、兩套放大器的系統(tǒng)12.4.2雙向傳輸電纜電視系統(tǒng)雙向傳輸電視系統(tǒng)的組成第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.4有線電視網絡的雙向傳輸技術

圖12-12雙向傳輸電視系統(tǒng)基本組成12.4.2雙向傳輸電纜電視系統(tǒng)真視頻點播（TVOD）系統(tǒng)第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.4有線電視網絡的雙向傳輸技術

圖12-13視頻點播的原理示意圖12.4.3視頻點播系統(tǒng)（VOD）

TVOD系統(tǒng)具有雙向對稱的傳輸容量，人們能夠完全實現(xiàn)獨立收視，可實時地控制節(jié)目播放，并在收視過程中像使用錄像機那樣控制節(jié)目的快進、快退、暫停等。但它對前端、網絡及終端都有嚴格的要求。準視頻點播（NVOD）系統(tǒng)第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.4有線電視網絡的雙向傳輸技術

圖12-14利用計算機網絡實現(xiàn)NVOD示意圖12.4.3視頻點播系統(tǒng)（VOD）

準視頻點播是用戶通過一個窄帶信道，比如電話線便可向有線電視臺檢索和索取電視節(jié)目，只供節(jié)目預訂用，而有線電視臺或者信息中心通過寬帶網絡向用戶提供電視節(jié)目，因此是一種非對稱雙工通信方式。12.4.4視訊寬帶網技術第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.4有線電視網絡的雙向傳輸技術

視訊寬帶網的目標是集通信、電視、控制管理以及其他服務功能于一網，以共同的傳輸介質傳輸各種不同的信息，向終端用戶提供綜合性的信息服務。它相對于傳統(tǒng)的窄帶的電信網以及電視傳輸網絡有更快的傳輸速度和更多的功能。視訊寬帶網技術在樓宇中的應用關鍵是CableModem寬帶網接入技術，它是利用閉路電視銅軸電纜進行寬帶接入的技術。CableModem允許用戶通過有線電視網（CATV）進行高速數(shù)據(jù)接入（如接入因特網），它最大的優(yōu)勢在于速度快、占用資源少：通常下行速率最高可達36Mbps，上行速率也可高達10Mbps；在實際運用中，CableModem只占用有線電視系統(tǒng)可用頻譜中的一小部分，因而上網時不影響收看電視和使用電話。計算機可以每天24小時停留在網上，不發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時不占用任何網絡和系統(tǒng)資源。HFC寬帶網構成原理第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.4有線電視網絡的雙向傳輸技術

12.4.4視訊寬帶網技術12.4.5基于有線電視網絡雙向傳輸技術的實際應用第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.4有線電視網絡的雙向傳輸技術

圖12-16基于有線電視網絡的VOD視頻點播系統(tǒng)

12.5視頻會議技術第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

視頻會議系統(tǒng)是利用現(xiàn)代音視頻技術和通信技術在兩個或多個地點的用戶之間舉行會議，實時傳送聲音、圖像的通信方式。它同時還可以附加靜止圖像、文件、傳真等信號的傳送。參加電視會議的人，可以通過電視發(fā)表意見，同時觀察對方的形象、動作、表情等，并能出示實物、圖紙、文件等實拍的電視圖像或者顯示在黑板、白板上寫的字和畫的圖，使在遠地點參加會議的人感到如同和對方進行“面對面”的交談，在效果上可以代替現(xiàn)場舉行的會議。圖12-17視頻會議系統(tǒng)組成

終端設備

第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

終端設備包括攝像機、話筒、監(jiān)視器、揚聲器、回波抵消器、終端處理器、會議控制器（或終端后臺）和一些必要的附屬設備。

圖12-18終端設備在系統(tǒng)中的位置

12.5.1視頻會議系統(tǒng)的設備

多點控制單元MCU

第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

多點控制單元（MCU）是電視會議系統(tǒng)中的中心控制部分，其作用類似于電話通信系統(tǒng)中的程控交換機。它把3個以上會場的終端設備連結起來，實現(xiàn)音頻信號的混合和視頻信號的切換，完成多個終端設備信號的匯接和處理。圖12-19多點控制單元（MCU）12.5.1視頻會議系統(tǒng)的設備

多個MCU級連使用第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

由于MCU最大端口數(shù)是有一定限制的，因此，在遇到會議點特別多的情況時，可以將多個MCU級連使用，這樣就可以增加會議電視系統(tǒng)的場點容量，如圖12-20所示。圖12-20多個MCU級連使用12.5.1視頻會議系統(tǒng)的設備

12.5.2視頻會議系統(tǒng)的通信網絡技術

第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

目前，在ISDN網上的H．320視頻會議網技術是比較成熟的，基于TCP/IP網絡的H.323視頻會議網絡系統(tǒng)正在走向成熟。圖12-21星型配置的會議電視網H.320會議電視系統(tǒng)第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

H.320會議系統(tǒng)是基于PSTN/ISDN網絡的多媒體會議系統(tǒng)，如圖12-22所示圖12-22H.320會議系統(tǒng)12.5.3視頻會議系統(tǒng)組成

H.320會議系統(tǒng)終端第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

H.320會議系統(tǒng)是基于PSTN/ISDN網絡的多媒體會議系統(tǒng)，如圖12-22所示圖12-23H.320會議系統(tǒng)終端及外圍設備組成12.5.3視頻會議系統(tǒng)組成

H.323視頻會議系統(tǒng)第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

H.323視頻會議系統(tǒng)是基于計算機網絡的，它具有功能多，控制靈活，可以很好地和其它媒體在計算機中進行融合。其網絡拓撲結構如圖12-24所示。圖12-24H.323的網絡拓撲結構12.5.3視頻會議系統(tǒng)組成

H.323終端設備及接口第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

圖12-25H.323終端設備及接口12.5.3視頻會議系統(tǒng)組成

基于H.323標準的桌面會議系統(tǒng)第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

圖12-26基于局域網桌面會議系統(tǒng)框圖12.5.3視頻會議系統(tǒng)組成

每臺PC終端的配置第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

圖12-27桌面會議終端配置

12.5.3視頻會議系統(tǒng)組成

廣播式視頻會議系統(tǒng)第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.5視頻會議技術

圖12-28廣播方式視頻會議系統(tǒng)框圖

12.5.3視頻會議系統(tǒng)組成

12.6.1視頻顯示器件

第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.6視頻顯示技術

視頻顯示器件的多樣化使傳統(tǒng)的顯示器件受到挑戰(zhàn)，同時也推動視頻顯示技術迅速發(fā)展。除了傳統(tǒng)的CRT顯示器件以外，平板顯示器件(FPD)表現(xiàn)出十分強勁的發(fā)展勢頭。平板顯示器件分為發(fā)光型和受光型兩大類。受光型FPD按工作原理的不同可分為：液晶顯示器件（LCD）、電致變色顯示器件（ECD）、電泳顯示器件（EPID）、鐵電陶瓷顯示器件（PLZT）等。發(fā)光型FPD按工作原理的不同可以分為：等離子體顯示器件（PDP）、電致發(fā)光顯示器件（包括ELD和LED）、場發(fā)射顯示器件（FED）、真空熒光顯示器件（VFD）等。其中，LCD、PDP、LED在視頻顯示的應用方面日趨成熟，特別是在大屏幕顯示技術方面的應用，越來越受到人們的歡迎。投影顯示第12章智能建筑有線電視及視頻應用技術12.6視頻顯示技術

投影顯示大致可分為CRT投影、LCD投影、DLP投影、LCOS投影、光閥投影。

DLP(DigitalLightProcessor)是一種全數(shù)字的反射式投影技術，DLP投影機以DMD（DigitalMicromirrorDevice）數(shù)字微鏡作為成像元件，完成了顯示數(shù)字的最終環(huán)節(jié)。DLP投影機的數(shù)字化優(yōu)勢使圖像灰度等級達256～1024級,色彩達256～1024色種，圖像噪聲消失，畫面質量穩(wěn)定，精確的數(shù)字圖像可不斷再現(xiàn)，而且歷久彌新。

12.6.2視頻