1 有線電視傳輸效率提升方法有線電視傳輸效率提升方法 財團法人電信技術中心蘇俊吉 中華民國 99 年 8 月 26 日.

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1 1 有線電視傳輸效率提升方法有線電視傳輸效率提升方法 財團法人電信技術中心蘇俊吉 中華民國 99 年 8 月 26 日

2 2 OutlineOutline 1. 有線電視技術標準 2. 有線電視未來頻寬需求 3. 有線電視傳輸效率提升方法 4. HFC 網路升級

3 3 有線電視技術標準 （ 1/6 ） 有線數位視訊廣播 (Digital Video Broadcasting –Cable ， 簡稱 DVB-C) 目前世界各國在有線數位電視廣播與衛星數位電視廣 播主要皆以 DVB-C 和 DVB-S 為主。 有線電視標準方面，主要以國際電信聯盟發佈 ITU-T J.83 「有線數位電視傳輸規範」技術標準為主 有 J.83A( 歐洲 ) 、 J.83B( 美國 ) 、 J.83C( 日本 ) 。 中國有線電視標準，經改良的 DVB-C 歐洲標準，為 DTV-C 。

4 4 有線電視技術標準 （ 2/6 ） 中國國家廣播電影電視總局於 2001 年實施「有 線數字電視廣播通道編碼與調制規範」 (GY/T 170 － 2001) ，主要係依據 ITU-T J.83 並參考 IEC 60728-9 「電視和聲音信號的有線分配系統」第 9 部分

5 5 有線電視技術標準 （ 3/6 ） 2006 年 11 月發佈 2007 年實施「有線數字電視系 統技術要求和量測方法」 (GY T 221-2006) ，主 要規範涉及輸入信號源、頭端系統設備、網路 系統設備與用戶終端標準，並提供對應的量測 方法，以確保系統運作的可靠性。 2007 年發佈暫訂「有線數位電視系統用戶接收 解碼器 ( 機頂盒 ) 技術要求和測量方法」 (GY J 12-2007) 規範機上盒基本要求與量測方法

6 6 有線電視技術標準 （ 4/6 ） 標準 ITU-J.83AITU-J.83BITU-J.83C 通道頻寬 8/7 MHz6 MHz 調變技術 QAM 視訊編碼 MPEG2 (H.264) MPEG2 (H.264) MPEG2 (H.264) 主要區域歐洲美國日本 重要發展 英國有線電視 都市地區涵蓋率 51 ％ 其他地區涵蓋率 37 ％ 3 億台電視機 有線網路覆蓋 90% 有線電視系統業 689 家 導入光纖數位化 578 家

7 7 有線電視技術標準 （ 5/6 ） ITU-J.83C Roll-off factor=0.13 TW r=0.15 Roll-off ： I 和 Q 信號，平方根餘弦瀘波器 其值決定了相鄰子通道間重疊的程度 當增加 roll-off factor 的值時，則 transition bandwidth 變大，而 stopband attenuation 也變大。 Roll-off 將影響 CATV 系統 CSO 及 CTB 參數

8 8 有線電視技術標準 （ 6/6 ） 數位有線廣播電視主要有兩種作法 利用 Cable Modem 雙向傳輸技術：主要技術有 Open Cable 產業組織所發展的 DOCSIS 標準，並 被納入 ITU J.83B 。 使用 DVB-C 傳輸技術：主要技術有歐洲電信聯 合會（ ETSI ）發展 DVB 相關技術標準，被納入 ITU J.83A/C 台灣目前多數業者使用 DVB-C 技術，少數使用 Open Cable 產業組織所發展的 DOCSIS 標準 Cable Modem 以 IPTV 方式傳輸。

9 9 有線電視未來頻寬需求有線電視未來頻寬需求

10 10 有線電視未來頻寬需求（ 1/3 ） 資料來源： Bart Brusse, “The DVB Project and DVB-C2 - An Introduction, ”DVB-C2 Face-2-Face meeting, Denver, CO, 10 February 2010

11 11 有線電視未來頻寬需求（ 2/3 ） 資料來源： Bart Brusse, “The DVB Project and DVB-C2 - An Introduction, ”DVB-C2 Face-2-Face meeting, Denver, CO, 10 February 2010

12 12 有線電視未來頻寬需求（ 3/3 ） 預計在 2011-2013 就會遇到頻寬不足的問題 DVB -CM - C2 2007 年 9 月開始推動、 2008 開始 商業應用 優化利用現有的有線電視頻道及應用技術 增加容量（ >30 ％） 不要求相容 DVB-C ，但要求不改變網絡架構或通道 特性 可能實施新技術 Euro DOCSIS

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14 14 亞洲地區有線電視普及率 韓國 台灣 香港 中國

15 15 亞洲有線電視數位化亞洲有線電視數位化 韓國 台灣 印度 中國 日本

16 16 亞洲地區纜線數據機佔寬頻市場比率亞洲地區纜線數據機佔寬頻市場比率 ADSL FTTX CM Wireless

17 17 有線電視傳輸效率提升方法有線電視傳輸效率提升方法

18 18 有線電視傳輸效率提升方法有線電視傳輸效率提升方法 1. Better modulation codes ( 更好的調變碼 ) 2. Network segmentation( 網路分段 ) 3. Switched Digital Video （切換數位影像） 4. Statistical multiplexing （動態調整影像傳輸） 5. Extensions beyond 1 GHz （延伸超過 1GHz ） 6. Analogue switch-off （數位類比轉換）

19 19 更好的調變碼 (1/4) 依據 DVB-C EN 300-429 ，採用 roll-off factor, α = 0.15 的 Square Root Raised Cosine 濾波器， 6 MHz 頻寬所能承載的理論最大符元率 (maximum symbol rate) 為 使用 64 QAM (6 bits/symbol) ，最大原始位元率 (maximum raw bit rate) 為 使用 256 QAM (8 bits/symbol) MBaud MBps

20 20 更好的調變碼 (2/4) 扣除掉外部編碼 (204,188) 里德所羅門除錯碼 (Reed-Solomon code) 的同位檢查位元，得到 MPEG-2 傳輸串流 (Transport Stream ，以下簡稱 TS) 的最大淨位元速率 (net bit rate) 為 Mbps (64 QAM) Mbps (256 QAM)

21 21 更好的調變碼 (3/4) 使用 MPEG-2 標準畫質節目約需求 3-4Mbps 使用 MPEG-2 高畫質節目約需求 13-14Mbps 64 QAM 約可播放約 7 個節目 256QAM 約可播放約 12 個節目

22 22 更好的調變碼 (4/4) 使用 MPEG-4 標準畫質節目約需求 1.5-2Mbps 使用 MPEG-4 高畫質節目約需求 7-8Mbps 64 QAM 約可播放約 13 個節目 256QAM 約可播放約 20 個節目 使用 H.264 影像壓縮技術取代 MPEG-2 將 64 QAM 調變提升至 254 QAM 調變條件 傳輸效率提升約 2.7 倍 (1.33*2) 。

23 23 網路分段網路分段 增加光點寬頻用戶頻寬 - 光節點的分割 原光點 Fiber node 涵蓋戶數降低寬頻用戶頻寬提升 光纜延伸，增加光點，減少放大器串接級數

24 24 切換數位影像 (1/2) Switched Digital Video 數位廣播原為所有頻道均傳送至每一用戶 SDV 技術只傳送需要觀看的頻道於 HFC 網路 SDV 技術 DOCSIS 與 VOD 服務交互共用，讓數位電 視與寬頻共同分享數位調變 (QAM) 資源

25 25 切換數位影像 (2/2) Statistical Remultiplexing ：業者可由不同的傳 送流 (TS) 選取想要的服務在送至一個新的傳送 流中。

26 26 動態調整影像傳輸動態調整影像傳輸 Statistical multiplexing ：根據影像的複雜度動態 的調整傳輸速率，有效節省傳輸頻寬。 ﹝ Constant Bit Rate,CBR ﹞不考慮影像複雜度，以固定 速率傳送。 ﹝ Variable Bit Rate,VBR ﹞依據影像複雜度而採不同速 率傳送。

27 27 擴展到 1GHz HFC 750MHz 網路升級至 860MHz 或 1GHz 將網路由 750MHz 升級到 860/870MHz ，頻寬多 出 110-120MHz ，可作寬頻或更多節目使用 主被動元件均需支援 860MHz 光發射機與接收機、放大器、 TAP 均需置換為 860MHz 網路系統需要進行傳輸路徑調測

28 28 數位類比轉換數位類比轉換 C 段：將現行部 分或全部 (A+B 段 ) 類比頻道轉 換為數位頻道 B 段：現行類比頻道（除 A 段以外預 計數位化後停播） C 段：將原類比頻道 (A+B 段 ) 轉換為數位頻道 A 段：公益及闔 家觀賞頻道（無 廣告優先）之類 比頻道保留組合 D 段：現行另行付費收視 數位節目、加值或上網服 務 A 段：公益及闔 家觀賞頻道（無 廣告優先）之類 比頻道保留組合 A 段：依 法必載及 免費提供 之類比頻 道 新增數位頻道或加值服務 C 段：將原類比頻道 (A+B 段 ) 轉換為數位頻道 新增數位頻道或加值服務 D 段：現行另行付費收視 數位節目、付費加值或上 網服務

29 29 小結 隨著 HFC DOCSIS 技術的發展，有線電視業者可以提供與固網 業者相同速率與品質的寬頻上網服務。 HFC 光節點的不斷分割，使得 HFC 網路最終會走向 FTTB 架構 寬頻服務昇級方式如下： 1. 光節點分割 2. 採用 DOCSIS 3.0 技術 3. 推動 FTTx 網路建設﹝ FTTx + EOC/VDSL ﹞ 4. 改變調變方式，採用 256QAM 調變以增加頻寬 5. 採用 H.264 壓縮技術，節省數位頻道頻寬 6. 採用 VBR 壓縮技術，節省數位頻道頻寬 7. 全數位化或網路升級至 860MHz/1GHz

30 30 HFC 網路升級

31 31 1/6) HFC 網路升級 (1/6) DOCSIS3.0 頻道綑綁技術 利用 RF 頻道綑綁技術，讓原來 1 個 RF 載波作下 行之數據傳輸，在 DOCSIS 3.0 可利用 channel bonding 技術將幾個頻道結合，作數據傳輸使用。

32 32 2/6) HFC 網路升級 (2/6) 建構 EPON 或 GEPON 網路 提供上下行對稱的高頻寬 (~100Mbps) 上網或專線服務 HFC 網路 (DOCSIS) 與 GEPON overlay 網路，增加服務彈 性度與競爭力

33 33 3/6) HFC 網路升級 (3/6) FTTX + EOC ：建構 PON 網路，鋪建光纖到大 樓，搭配 Ethernet over Coaxial 之接取技術，可 提供用戶高頻寬對稱式的上網服務。

34 34 4/6) HFC 網路升級 (4/6) FTTX + EOC ： (Ethernet over Coax,EoC) ，也就 是乙太網信號在同軸電纜上的一種傳輸技術， 乙太網路信號的框架格式沒有改變。 MoCA (Multimedia over Cable Alliance) 利用 Entropic 的技術（ c-link ）作為 MoCA 1.0 規範的依據，該技 術使用 800MHz–1500MHz 頻段。 HPNA (Home Phone Networking Alliance) 利用同軸 網路為介質來傳輸數據資料的技術。工作頻率位於 4MHz~28MHz 頻帶中，理論傳輸速度可達 128Mbps 。 優勢在不需變更或重新佈建大樓內部的線路下，以 建築物原有的同軸網路 (RG-6) ，提供用戶高頻寬上 網服務

35 35 排列 數據 A A 語音 數據 B B 視訊 數據 C C 語音 transcei ver 升頻調 變 ATMC 最佳連線 subcarrie r mapping 載波編輯 FEC 加入編碼 5/6) HFC 網路升級 (5/6) MoCA 同軸多媒體聯盟 （ Multimedia over Coax Alliance ）成立於 2004 年 1 月 主要會員： Panasonic 、 verizon 、 RasioShack 、 Linksys 、 Conexant 、 EchoStar 、 Entropic 、 Motorola 、 Toshiba 、 Actiontec 多媒體層與實體層的連接方式 資料來源： http://www.mocalliance.org/

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37 37 6/6) HFC 網路升級 (6/6) Home PNA ： ITU 宣佈核准 HomePNA 3.1 家庭多 媒體網路規格標準

38 38 Thanks for your attention ！ Q & A