civilengineering 版 (精华区)

发信人: xinyu (蚊子), 信区: civilengineering
标  题: 交互电视在智能社区的应用
发信站: 听涛站 (Sun Jan 16 03:16:02 2000), 转信

交互电视在智能社区的应用
华埠特克科技发展有限公司研发中心 耿鼎发
　　在迈向21世纪的头十几年中，我国将进入大规模住宅建设的鼎盛时期。按照国家的
发展规划，这一时期，年住宅建造量约达到10亿m2左右，建设数量和住宅功能质量提高
的速度都将居于世界前列。在《2000年小康型城乡住宅科技产业工程》这一跨世纪的重
大项目中，研究突破和重点开发包括智能化在内的24项关键技术，已成为该项目总体目
标的重要组成部分。目前，国外的智能建筑已由单体大楼向区域性建筑群和住宅社区发
展，国内的智能化社区也在许多省市积极树立样板。笔者仅结合近几年来在科技开发和
工程实践中的一些粗浅体会，谈谈交互电视技术在住宅社区智能化中的应用。
1. 交互电视技术在社区智能化建设中的地位和作用
　　1.1 智能化社区的目标和功能结构
　　所谓社区智能化是指：在城乡住宅小区，利用先进的计算机技术、通信与网络技术
、自控技术和智能卡技术，实现小区管理和服务的自动化，构筑安全、高效、快捷、舒
适的信息化的居住空间，建成一个便于发挥人的主动性和创造性的现代文明生活环境。

　　为实现社区智能化的上述目标，在社区总体规划和设计时，推荐如图一所示的模型
作为智能社区住宅功能框架结构。
　　在规划设计的指导思想上要有高起点，要从国家关于住宅建设的长远目标出发，既
要考虑到目前小康住宅的功能需求和经济承受能力，又要考虑到长远的科技发展形势和
人们对住宅环境的更高追求。模型中所列的部分功能，现在看来似乎不切实际，但5年或
10年后，又会怎样呢？
　　1.2 实现社区智能化的技术途径
　　通过系统分析不难看出，实现社区智能化，提供模型中所列举的种种住宅功能，从
技术上应该解决三方面的问题：一是在社区的管理和服务中心，要建立一套高性能的信
息管理系统，负责社区的物业管理和服务，提供综合信息服务和各类信息管理；二是在
每个家庭，应该配置一套智能化系统。该系统通过所谓家庭总成（HBS）将各种住宅设备
和家电设备有机地联接起来，为家庭成员提供几乎是“随心所欲”的服务；三是在整个
社区，要建立一个宽频带、高速率的用户网络即社区接入网。上述模型中所列举的通信
、广播、计算机、数据资料库、多媒体监视报警等各种功能业务的多元信息，纳入用户
网络进行传输，实现社区住户之间以及住户与外界之间的联系。以上一、二两个问题，
留待另文论述，这里着重探讨解决第三个问题的技术途径。
　　社区宽带用户网的建设是社区智能化的基础和根本。采用什么样的技术途径将直接
影响智能社区的投资费用、通讯的现代化水平和综合信息服务的能力。
　　目前，国内外建设社区的用户网络有若干可选的技术方案。例如社区ATM网， FTTB
、FTTH全光纤网，也有的采用现有的铜线网加非对称数字用户环路技术（ADSL），但这
些方案都需要昂贵的投资费用。原有的铜芯双绞线电信网络，传递容量很小，无法传输
视频信息和大量的文字、数据，将功能模型中的广播、通信、计算机等众多业务结合在
一起传递信息是不可能的，这是当前电信网的致命弱点。与电信网相比，有线电视网具
有明显的优势，它不仅规模大、信息容量大、用户多、传输节目套数多、频带宽、传输
图象质量好、造价低、信息稳定、不易受外界干扰，而且，近几年来，随着科学技术的
发展，特别是ANTEC和AT&T等通信公司向CATV网推出了调幅光纤设备，在光纤上传播模拟
电视信号以后，有线电视网的基本结构发生了重大变革，形成了所谓光纤到馈线 ，即F
TF。传统的双绞线用户网逐步被光纤同轴电缆用户网结构所取代。
　　在有线电视系统实现了双向传输之后，改变了原来只下传广播电视信息给用户的状
态，使用户信息反向回传到前端成为可能。这就为有线电视系统由单纯的广播电视网变
成包括通讯、计算机、远程监控报警等在内的综合信息网开辟了广阔的道路，确立了有
线电视网成为信息高速公路本地网的地位，从而也就确立了有线电视网在社区智能化中
的地位。
　　1.3 双向交互光缆同轴混合网（HFC）是最理想的社区用户接入网
　　在传送现有的模拟电视的同时，还可以组成IGHZ的宽带网络，用于传递数字电视、
电话、传真、交互服务和高速数据通讯，实现影视、声音和数据的三合一全功能服务。
它可以充分利用现有的通向千家万户的有线电视网资源，以较少的初期投资，把有线电
视网改造为宽带双向，即可迅速容进话音、传真等基础通讯服务，然后再逐步发展成为
多功能数字综合网络。这里，双向传输功能是必须的。只有双向传输，才能提供交互功
能；只有实现交互，社区的住宅功能才可能真正“以人为核心”，激发人们的主动性和
创造性。社会发展到当今瞬息万变的高科技时代，人们无论是工作还是生活，都不能忍
受长期处于被动的地位，被使唤、被服务、被教育、被娱乐，人们要求真正享受主人的
权利，获得物质生活和精神生活的自由和解放。这是从事社区智能化规划设计的人员所
必须遵循的原则。
　　如果配置适当的前端设备、视频播放陈列、节目录入设备和用户端的电视机上变换
器，就可能在此网上组成家庭影院，实现NVOD、TVOD等功能；如果配置用于INTERNET宽
带接入，并可连接局域网的HFC网桥和PC适配卡等设备，社区的住户就能以高达10M bps
 的速率接入INTERNET网，实现模型中所列的电子邮件、电子商务、网上游戏、交互服务
......等众多功能。
2. 交互电视(ITV)技术在国外智能社区的应用
　　美国、加拿大、欧洲都十分重视有线电视这个宽带网的作用。有线电视行业已经成
为发展信息高速公路的主要推动力。许多著名公司，包括：CATV公司、计算机公司、通
信公司和互联网络公司，都不惜巨资，投入了这个竞争行列。他们一致认为：应该使有
线电视网成为一个交互式的高速、大容量的信息传输网；应该把有线电视网作为住宅小
区的用户接入网，把千家万户都连接起来；应该把通讯、电脑、消费电子、广播电视节
目和点播电视节目的传输和交互服务都纳入同一信息网中。美国TCI和时代华纳都投入几
十亿美金去改造他们的有线网，并分别与通讯公司合并，把新产品的开发转移到通讯/电
视综合网上。美国政府投资2000亿美元，推出跨世纪工程NII，计划用20年时间将美国的
所有的学校、科研单位、企业、医院、图书馆和普通家庭都用网络连接起来，做到无论
何时何地，都能以最好的方式用图象、文字、声音、数据同自己想要联系的人/机进行信
息交流。在新建和改建的网络中，大量采用了光缆作干线传输，但基本上采用FTF方式。
在不方便铺设线路的地段，广泛应用了点到多点的微波AML传输方式。对于居住分散的居
民，用MMDS进行信号传递。
　　美国和加拿大，交互电视在社区的应用主要有两个趋势：一是大量使用光纤；二是
应用数字压缩技术。但入户的最后一段，多数仍用同轴电缆。在居民小区，利用有线电
视可进行多种业务，如电话、银行业务、家庭安全、数据传输等。在频谱分配上，50-5
00MHZ用来传递普通的模拟信号节目，500-550MHE用来传递传递数字信号节目；550-625
MHZ用来开展其他特别业务，如：VOD、多媒体、交互服务等，目前仍是模拟信号和数字
信号传输并存，但数字信号传输比例会越来越大。
　　欧洲各国的CATV，正随着卫星广播节目的增多和扩充，进入一般居民小区的普及阶
段，入网用户数最多的是德国。德国邮电部作为项目的建设单位，正在实现覆盖全国80
%的既定目标。英国是采用同轴网和HFC网的宽带设施与采用SSS（切换的星型系统）的旧
设施相并存。在法国，电缆是以装备宽带通信基本设施为目的，除电视广播业务之外，
还为居民小区的教育、文化活动等提供宽带通信业务。所有建筑物在施工时，已将电缆
接通，CATV线路和电话线路一起铺设。
　　在日本，大规模、多频道具有双向功能的有线电视网发展很快，正在迅速普及到居
民小区和千家万户。目前，在一个网内混合传输模拟的AM/FM与数字载频方式，全数字传
播方式也为期不远。日本光纤CATV网的构成，大致可分三类，即只将CATV的干线部分光
纤化的“光/同轴混合方式”；将光信号一直传给用户的“全光分配方式”；以及用户利
用分中心进行频道选择的“光纤影视点播方式”。
　　由于交互电视的市场面向居民社区平民百姓，因而成为众多行业各大公司巨头拼死
相争的阵地。AT&T推出了ACT-3000HFC系统，法国阿尔卡特推出了ALCATEL 1000系列设备
；西门子推出了IMMXPRESS 系列产品； NEC推出了HYPERMS系统；ORACLE和JVC、SGI推出
了自己的视频服务器；DISCOVERY NETWORK开发了Your Choice TV；Sega开发了有线通道
的视频游戏；HP正在生产Tele - Communication订购的十万套机顶盒和视频服务器；市
场上常见的Coble MODEM已有Motorola、Zenith、DEC、Intel、Hybrid、AT&T、IBM、HP
等二十多家产品；SGI和IBM推出用于交互电视的开发平台和实用设备；生产ITV机顶盒的
厂家更多，连MICROSOFT也在收购了WebTV公司后，推出了售价仅为99美元的机顶盒。
　　根据近几年来对各大公司产品的追踪了解，笔者感到值得着重推荐的是美国Sea Ch
ange公司的产品，该公司从1984年就开始交互电视业务，是历史最久的ITV公司，在世界
数据视频技术领域有许多独特的建树，具有大量的ITV和VOD业绩和工程实践经验，在美
国、加拿大、新加坡、马来西亚等世界各地的高星级宾馆和著名小区，拥有数十万ITV用
户。它几乎是唯一能提供全套自己的ITV和VOD开发平台、方案、技术、软硬件系统产品
的美国上市公司，与时代华纳、ROGERS、北方电讯、FIDELIO、WAVE-TEK等都有亲密的伙
伴关系。Sea Change公司为智能社区提供的交互电视的原理框图。如图二所示。
　　图二所示的系统由三部分组成：社区服务与管理中心设备、网络、家庭用户设备。
中心设备主要包括视频服务器系统（S）、解码器（D）、以及配套的树形搜索器和控制
台等；网络采用HFC网，包括混合器、光收发器、光缆、光节点、电缆调制解调器和MAT
V电缆分配网；调制器（M）和前端设备（H），可以分散设置在各居民楼，也可以集中在
社区管理中心；家庭用户设备包括机上变换器（C）、无线键盘（K）、遥控器（RM）。

　　社区的家庭住户通过遥控器，按菜单的提示查询信息或点播服务；可通过无线键盘
（K）上INTERNET网，收发E - MAIL。管理中心的控制台接收到各住户的点播要求信号后
，通过树形搜索器，从视频服务器中查找到节目源，经解码、调制和网上传输，送到住
户机上变换器和TV收视。
　　该系统是一个性价比很高、功能强大、易于扩展、非常成熟的系统，在国际上享有
很高的声誉。
3. 交互电视技术在我国智能社区的应用
　　我国是世界第一有线电视大国，全国有线电视台已超过1500座，HFC总长约200万km
。有线电视用户超过一亿，每年并以1000万递增；全国大多数省市已接近实现全省CATV
联网，并积极进行省际联网；甚至经济落后的江西，85%乡镇都有自己的CATV网。在中国
，CATV号称“百姓网”。双向交互HFC电视网络改造工程，正由示范试点走向全国推广，
ICATV在智能社区的试点项目，犹如雨后春笋。
　　早在1991年，上海各街道就组建了CATV网。1993年，形成了覆盖全上海的HFC网，1
996年完成三网合一试点，在上海梅园小区、浦东、淮海等小区开通了多功能交互电视业
务，目前，又在上海的万里等四个大型示范社区进行智能化建设。
　　深圳有线电视台也早在1992年开始了双向交互HFC有线电视网改造，现在早已实现全
市联网，向许多居民社区提供视频点播、电视会议、交互服务等多功能。广州、大连、
沈阳、杭州、北京等大城市也都展开了试点项目，甚至连金华、马鞍山等中、小城市也
都面向居住小区，进行了双向电视网的改造。
　　国内有几家公司，在ITV和VOD方面也进行了多年的开发和引进工作。开发的系统多
为电话回传的交互电视系统，也有基于ATM网实现VOD的系统。
　　笔者从1995年初，就受国家旅游局和北京市旅游局的委托，与广播电视科学院合作
，主持开发了基于双向CATV网的、用于宾馆和智能小区的ITV系统和VOD系统，研制了数
据MODEM和机上变换器等关键设备，并已投入了批量生产。
　　应用于智能社区的交互电视系统WT - IAS2000的原理框图如图三所示。
　　图三所示的系统也由三部分设备组成：中心前端设备、传输网络和用户家庭智能化
系统。中心前端设备包括数据多路复用器和前端处理设备HPU，后者实际是公共网络与射
频电视网络的接口。
　　WT-ITVS4000是交互电视系统的前端设备，如图四所示。由前端送出的模拟视频（A
）和数字视频（D）与HPU送出的数字信号经过射频调制器和结合器，进入光发射机。从
光端机到光纤节点是光传输网络，用来传输双向信号。传输网络由光纤主干网和同轴分
配网组成HFC网络。用户区的主要设备是用户接口单元CIU和LONWORKS网构成的家庭总线
，家庭住宅的各种传感器、控制器和执行器，包括PC机、电话机等，都可以挂到家庭总
线上。CIU的另一路输出为射频图象信号，通过STB接普通电视机。CIU既是下行信号射频
解调器及数模转换器，又是上行信号的模数转换器及调制器。
　　图四中的主要设备是数据MODEM和客房控制器。前者是利用一根同轴电缆实现网络信
息双向传输的关键设备；后者即一般所谓的机上变换器（STB），它是本系统各项技术的
集中体现，用于接收各个住户遥控器的请求信息，与前端主控计算机通讯，对节目进行
控制、计费、并叠加显示各类文字信息。
　　图四所示的系统是首家通过国家级检测机构检测的系统，是真正基于双向CATV网络
的系统。该系统可以提供综合信息服务和交互服务。经过适当的扩展，可以全面实现图
一所示的功能模型。
　

--

度尽劫波兄弟在
相逢一笑泯恩仇

※ 来源:．听涛站 bbs.foundernet.edu．[FROM: bbs.foundernet.edu]