数字电视分前端（共7篇）
数字电视分前端 篇1
数字电视发展到目前为止,已经进入了一个比较稳定的阶段,各地DVB前端系统的建设也逐步完善,但是随着网络整合的逐步实施,某些分机房平台则需要进行改造,某些需要新建,同时各分机房所在地的自办节目如何插入到现有数字电视平台里边也是一个值得讨论的问题。所以本文就末级数字电视前端平台的建设,结合龙港数字电视前端系统平台,探讨末级数字电视前端系统建设中的一些问题。
1 末级数字电视前端平台需要解决的问题
广电网络按照地域规划,也存在一定的级别,比如地市级平台、县级平台、分机房平台等,目前随着网络整合的逐步实施,各级平台也逐步进行对联对接,比如县级平台接收地市级平台的节目,下级平台再接收县级平台节目。那么作为最后一级的数字电视平台来说,在建设的时候就需要注意几个问题。
(1)结构简介,设备要少,节省投资;
(2)本地自办节目需要插入到整个数字电视频点里边;
(3)为安全考虑,需要对本地节目进行加扰;
(4)本地所发机顶盒可以自动搜索到上级平台所有节目和本地自办节目;
(5)需要对自办节目进行排序。
以上几个问题看似不多,但却涉及到数字电视的方方面面,最终影响到机顶盒是否可以正常、准确地接收并观看节目,所以在建设分前端平台的时候一定要解决好这几个问题。
2 龙港数字电前端平台建设说明
龙港现有一套DVB数字电视系统平台、主要处理龙港本地自办节目以及部分卫视节目的广告插播,本地节目经复用加扰、插播广告后的节目通过复用及QAM调制输出RF射频信号和苍南下传信号混合后再向下发送。主要设备包括:编码器ION、复用加扰器Prostream 1000、QAM调制器BNSG900。系统结构如图1所示。
2.1 系统主要分为如下几个部分
2.1.1 信源部分
龙港前端系统节目源主要包括2部分:自编码节目以及接收苍南下传节目。龙港本地编码的自办节目直接通过A/V或SDI格式输入到ION编码器进行MPEG-2编码,编码后输出IP信号到核心交换机;另外其他数字电视信号均采用苍南下传的大网信号。
苍南下传大网信号通过1550光接收机进行本地接收,光接收机输出信号分为三路,第一路不做任何处理,接到终端混合器;第二路通过滤波器,过滤掉其中的474、482以及490三个频点;第三路分成若干路信号分别送入一组机顶盒。
机顶盒接收需要插播广告的节目后输出模拟AV信号,同时本地自办一套节目也输出模拟AV信号,共8路AV信号全部送入编码器进行编码,之后再送入广告插播系统进行字幕广告的插播。
2.1.2 复用加扰部分
所有本地节目经插播广告后通过交换机送入Prostream1000复用加扰器,先进行复用处理,之后进行加扰,加扰后输出IP信号。
为了便于管理,选择对本地节目进行加扰,而由于本地节目不多,而且BOSS系统是采用上级苍南的BOSS系统,所以为了方便,选择采用远程加扰的方式,在苍南机房和龙港机房中间通过光纤建立一条专用链路,苍南机房CA加扰系统与龙港机房加扰机进行对接,有苍南机房CA系统下发EMM用户授权信息到加扰机,接收后通过复用器复用到龙港本地的一个频点中进行下发;同时由龙港机房加扰机对苍南机房CA系统发送节目加扰请求,CA系统接收后进行处理,之后远程下发ECM授权控制信息到加扰机,加扰机对相应的节目进行加扰并把ECM复用到每套节目中进行下发。
2.1.3 调制输出部分
如系统图所示,苍南下发的1550光信号经过接收后分为三部分,其中一部分经过陷波器进行过滤后输出33个频点,对其中3个频点进行了过滤。而此3个频点的节目在本地经过广告插播、复用加扰后重新进行调制,同时对本地自办节目也在处理完成后进行调制,这样本地就调制输出4个频点,这4个频点与大网过滤后的其他频点送入同一台混合器再进行射频信号的混合,混合之后总频点变为37个,比苍南频点多出1个(本地节目所在频点)。信号输出后再送入本地光发和光放进行下发,送入本地HFC网络。
2.1.4 EPG信息的处理
虽然本地节目通过本地重新混合的方式插入到了苍南大网信号,但是对于机顶盒来说,由于苍南前端系统EGP系统没有对新增加的频点和节目进行描述,所以机顶盒还无法完整节目自动搜索和保存观看,所以就需要在EPG系统里边进行相应的内容添加和描述。而如果在龙港新建一套EPG系统,从结构上来说比较好,但是从投资的角度来说就比较浪费,所以还是通过苍南机房EPG系统想办法实现龙港节目的处理。
2.2 在苍南EPG系统当中,需要处理如下几个地方
2.2.1 修改NIT网络信息描述表,由于龙港是在苍南的基础上新增加了一个频点,所以在NIT表当中需要增加一个频点信息的描述。
2.2.2 为龙港新增TS流分配一个流号(Transport ID),为新增加的节目分配相应的节目号(Program ID)以及视频号(Vedio ID)和音频号(Audio ID)等,同时在龙港本地的复用器中对于TS输出流进行相应的配置,使复用器输出配置和EPG系统分配的参数一一对应,另外通过本地复用器生成新节目流的SDT业务信息描述表并进行下发(可描述节目类型并定义节目名称)。
2.2.3 修改EPG系统中的BAT业务群关联表,在此表中对龙港新增加的节目进行业务分组以及节目排序。
通过以上处理之后,龙港机顶盒则可以实现所有节目全自动搜索并保存,同时可以正常观看。
3 总结
虽然数字电视平台的建设已经趋于完成,但是随着网络整合推进的步伐,分前端的系统改造将会越来越多,而本文就末级分前端的一些问题,结合实际应用,为大家提供一些参考,希望能够在末端系统的建设以及改造方面提供一些经验。
摘要：本文论述了末级数字电视前端系统的结构,并重点介绍了如何搭建一套经济实惠的末级数字电视平台。
关键词：IP数字电视,二级CA,远程EPG
参考文献
[1]杨逸明.数字电视前端系统的概念和设计[J].中国有线电视,2006,(16).
[2]张晓林.数字电视设计原理[M].北京:高等教育出版社,2008.
[3]余兆明,李欣.数字电视传输与组网技术[M].北京:科学出版社,2013.
数字电视分前端 篇2
关键词：数字电视,业务信息
1 有线数字电视技术体系
广电总局部署，有线数字电视技术新体系主要由节目平台、传输平台、服务平台和监管平台组成。其中传输平台由中央和省级网络公司建立，根据节目平台的业务委托，调度线路，将节目送达预定地点，同时开展互联网上音视频广播等增值业务，它分国家干线网和省级干线网两级。
服务平台的主要任务是：在本地网前端将各套模拟节目数字化后与传输平台送来的节目集成在一起，经过本地加密后送入分配网，按照用户订购单给用户机顶盒授权，服务、管理和发展用户。服务平台由直辖市有线电视网络公司、具有一定规模和用户数量的有线电视分配网的省和市（地）网络公司建立，主要集成中央和省节目平台的数字电视节目、卫星电视节目、本地节目，经过本地加密后送入县、市、区的有线电视分配网，授权用户通过数字机顶盒接收。县级广播电视运营机构不具备独立建立数字电视运营前端的条件，它作为服务平台的一部分，由市（地）数字电视前端输出的TS流通过接口适配器转换成DS3信号，通过SDH传输网络传送到县（市）的分前端，在县（市）分前端，使用网络接口适配器（或直接用支持DS3接口的QAM调制器调制），将信号转换成TS流信号，再使用QAM调制器进行调制，混入到本地的CATV网络。
目前市（地）CATV网络的频道设置和县（市）CATV网络的频道设置不尽相同，市（地）数字电视前端产生的PSI/SI只适用于市（地）的有线电视网络，不适用于县（市）CATV网络。需要在县（市）的分前端编辑部分PSI/SI信息，下发到本地CATV网络，使机顶盒能正常接收。县（市）本地模拟节目通过编码器进行编码后输出ASI格式数字信号再经过QAM调制器调制后混入CATV网络。
2 数字电视业务信息作用
数字电视信息由市（地）数字电视前端产生，插在每个TS流中向本地HFC网和县（市）CATV广播，分为PSI和SI。
PSI由MPEG-2定义包括节目关联表（PAT）、条件接收表（CAT）、节目映射表（PMT）、传送流描述表（TSDT）、网络信息表（NIT）组成。SI是对PSI的扩展由DVB定义，由业务描述表（SDT）、事件信息表（EIT）、时间和日期表（TDT）、业务群关联表（BAT）、运行状态表（RST）、时间偏移表（TOT）、填充表（ST）、选择信息表（SIT）、间断信息表（DIT）等九个表组成。其中MPEG-2没有规定NIT的格式，而是由DVB定义。
对于基本的数字电视业务，PAT、PMT、NIT、SDT、EIT、TDT是必需要传送的信息表。
PAT表是业务信息的根节点，在TS流中的包标识符固定为0。PAT表指出了NIT和各节目PMT的PID，其中节目号码为零总是指向NIT表。要保证传送流能正常接收，在该流中至少有一个完整有效的PAT。
PMT包含了与单路节目复用有关的控制信息。提供了节目中的视频、音频Pes的PID，同步参考时钟Pc R的PID值等。
CAT描述了节目的加密方式，提供TS中条件接收系统的有关信息，指定的EMM（授权管理信息）的PID，以及相关参数。只有授权的解码器才能由CAT收到密钥，解码出相应的数据流。如果不对节目加扰，不需要在TS流中插入CAT表。
NIT包含节目的频道调谐参数、频率、符号率等物理传输网信息，这些信息使得接收机可以按照用户的选择改变频道、调谐参数，正确地解码出TS。NIT表把属于特定节目提供者的所有节日集中在一起，供IRD自动调谐接收，同时也用于在节日接收参数有变化时及时更新参数，使IRD能自行跟踪接收。
SDT包含了描述系统中业务的数据，使用户能方便地了解每个业务的内容。每一个TS都有一个SDT与之对应。SDT给出特定复用器中与每个节日或业务有关的其他节目名字与参数。节目SDT的每一个子表都对一个特定TS中的节目业务进行了描述。
EIT按时间顺序提供每个业务中包含的事件的信息, 它给出了业务中事件的名称、事件开始时间、持续时间及其他一些信息。EIT实际上是一个节目表, 是各类节日的时间安排。对于每一个节目都存在一个独立的EIT, 是生成EPG的主要表。
TDT给出了与当前的时间和日期相关的信息。时间与日期表提供节日开始与结束的具体时间, 由于TDT表有具体的时钟信息, 因此也用来更新综合接收解码器的内部时钟。
3 县 (市) 分前端业务信息的处理
机顶盒设置好主频频率、符号率、调制方式后, 机顶盒首先在该频道的TS流中搜索PAT表, 然后将PAT表解析保存, 取得NIT的PID。分析NIT表取得传输流的物理参数, 机顶盒将高频头分别锁定到所有频道上。通过分析BAT/SDT表 (PID为11) , 机顶盒得到业务号、业务名称、业务类型等信息。分析EIT (PID为12) , 得到具体节目描述信息、节目名称、节目时长、观看等级等。通过机顶盒的应用程序接口 (API) 把从NIT、EITBAT、SDT等表中得到的信息组成EPG, 显示到用户电视机上。从PAT表中得到当前TS上PMT表的PID。分析PMT, 得到视频PID、音频PID和同步时钟参考PCR＿PID。在CAT表 (PID为1) 中得到EMM的PID, 用固化在智能卡中的分配密钥对EMM解密, 得到业务密钥 (SK) , 如果已授权继续用SK对ECM解密, 得到CM, 送STB解密节目。
根据机顶盒的解码工作原理, 为了在县 (市) CATV网络能接收到数字电视节目 (包括本地节目) , 需要对NIT、PAT、PMT、BAT、SDT、EIT等信息表进行修改。让来自市 (地) 数字电视前端的TS流适应县 (市) 本地的CATV网络。
NIT表修改, 首先提取NIT表, 在网管PSI/SI编辑工具中修改NIT表中frequency字段, 使NIT表的物理网络信息符合本地CATV网络。另外, 本地节目插入使用了独立的TS流, 需要在NIT表中增加本地TS流的描述 (频道调谐参数、频率、符号率等) 。保存后NIT表下发给每个QAM调制器, 并过滤掉来自市 (地) 数字电视前端的NIT表, 使本地CATV网络的机顶盒能正确锁定到本地数字电视频道上。在SDT表中增加一个子表描述本地TS流的节目业务, 描述本身传送流节目业务的表标识符应为ox42, 其他TS流的所有节目业务采用表标识符ox46, 在BAT中增加对本地台的节目描述, 让机顶盒能够建立包括本地台在内的节目列表。
调制本地TS流的QAM调制器PSI/SI管理界面, 过滤掉来自编码器的NIT、PAT、PMT。根据市 (地) 数字电视前端的规划编辑PAT, 包含本地台的节目号码, 指出本地台PMT的PID, 以及NIT表的PID。编辑PMT, 指出本地台的音频PES的PID、视频PES的PID以及节目参考时钟PCR的PID。修改完成后下发到该QAM调制器。
分前端机房新型联网方式探讨 篇3
在有线电视城区骨干环网设计中, 为分解总前端过多光节点的管理压力和数据交换压力, 介于总前端与光节点之间就设置了众多的分前端。分前端机房一般设计为无人值守机房, 这就对机房的场地监控、设备管理、安防等信息交换又提出了更高的要求。目前, 与总前端机房的通信主要采用点对点的光纤收发, 这样不但浪费了大量的骨干网纤芯, 而且其网络处于单路由无保护状态。在徐州广电网改时, 我们就急需设计一种新型的联网方式, 以满足广电安全播出的需要。而EPON作为一种多业务宽带光纤接入网技术, 具有性能价格比高、可扩展性、易安装及高可靠性等优点, 对分前端联网是一种很好的选择。
2 网络方案设计
根据EPON网络的特点我们将徐州市区按照地理位置走线方式, 以中心机房为切点, 分别设置东环和西环, 再分为主环和副环, 即工作环和保护环, 采用12台网络终端组成千兆主干网络, 这样可以全面覆盖整个市区。选用了2台线路终端OLT连通, 整个环网冗余度增加一倍。由于EPON网络采用了无源网络设计, 当系统中增加网络终端时, 不需要再单独增加有源设备。只需要增加线路分支器即可将网络终端设备接入, 这样很大程度上减少了投资成本。这一点体现了我们的设计原则——可靠性与经济性。
如图1所示, 每个独立环网中的网络节点配置1台网络终端ONU, 放在分前端机房, 所有的网络终端通过光纤环网一一对应互连, 并最终连接至位于中心机房的2台OLT线路终端, 形成一个双环冗余网络。
3 网络冗余保护
3.1 光纤保护实现方案
ITU-T G.984.1建议采用两种保护方式:骨干光纤保护倒换方式和光纤全保护倒换方式。通信标准委员会建议的骨干光纤保护适应于一级分光, 多分支的传统网络拓扑结构, 而对于前端机房网络拓扑和高可靠性要求的特点, 则需在原有基础上发展改进成环网冗余的结构方式。
EPON光纤环网冗余结构通过建立一个环状的光纤以太网结构来实现网络冗余, 减少网络单点故障, 增强整个通信网络在突发情况下的生存能力。如图2, 采用双OLT设备, 每个OLT向ONU设备提供4个千兆以太网光纤端口, 具有二层/三层交换和光纤端口冗余功能, 通过单环网交叉接入OLT设备完成单环网间冗余, 保证了环网传输的可靠性。
3.2 简单骨干光纤保护倒换的实现
为了实现简单的骨干光纤保护倒换, EPON系统应由光线路终端 (OLT) 、工作光纤、保护光纤、2×2光分支器、光网络单元 (ONU) 、网络冗余管理器组成, 其中OLT内包括保护倒换控制模块 (在工作光纤故障的情况下, 发出切换信号来控制系统的保护倒换) , 同时冗余管理器可根据与其耦接的光纤的工作情况发出告警信息, 如光信号丢失和信号劣化告警, 并对OLT激光器工作状态裁决, 如图2所示。
冗余管理器与工作光纤和保护光纤的末端相连, 工作光纤和保护光纤又分别连接2×2光分支器的两个输入口, 从2×2光分支器到ONU侧采用常规连接。系统正常工作时, 冗余管理器保护倒换控制模块在线监测光纤末端信号, 当光检测器监测到来自OLT的线路故障、信号劣化等信息时, 根据预设的机制进行判断是否进行倒换, 并触发备用OLT光开关实现切换, 从而实现EPON系统骨干光纤的主备倒换。
3.3 实现简单光纤保护倒换实现流程
当冗余管理器完成倒换后, 由于主、备用光纤的长度不可能完全相同, 为避免上行业务冲突, 控制模块会同时触发PON模块重新发起发现、测距、注册等过程, 从而完成E P O N系统业务的保护倒换。
光纤保护倒换在以下两种情况时进行: (1) 自动倒换:由故障触发, 如信号丢失等; (2) 强制倒换:由管理事件触发。保护倒换的原因有: (1) 光缆断 (双芯齐断, 如图1点A和B同时中断) , 为常见断缆故障。保护倒换启动后, 两个OLT同时工作, 分别为断点两侧的ONU提供通信服务; (2) 工作纤芯断, 如图1点A中断, 网络冗余管理器收不到光信号, 启用备用OLT后, 管理器收到末端光信号, 证实备用纤芯正常, 关闭主用OLT (不然会造成断点后的ONU收到的光信号冲突) ; (3) 保护纤芯断, 如图1点B中断, 系统定时自检后发出告警信息。
EPON系统实现简单光纤保护倒换实现流程如图3所示。
3.4 简单骨干光纤保护倒换方法的特点
(1) 实现了EPON系统骨干光纤保护倒换, 成本低, 实现机制简单, 同时有效地提高了EPON系统的生存性和健壮性;
(2) 只需要配置在EPON系统中光纤末端光信号监测的网络冗余管理器和2×1光纤分支器, 无需冗余配置昂贵的PON模块, 成本优势十分明显;
(3) 检测机制简单, 干线冗余保护完全在物理层自动完成, 无需上层协议的支持, 不需要倒换协议, 不需要对已安装的ONU进行任何改动, 可操作性简便, 仅需要对现有OLT进行软件升级, 使其在管理器的控制下可以实现光发射器的开启和关闭;
(4) 切换快速和业务恢复时间短等优点。
4 光分路器设计
光分路器是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件, 常用M×N来表示一个分路器有M个输入端和N个输出端。为实现光纤冗余功能, 需要设计一种特殊的光缆分光器, 具有双入双出单分支的光分路器。
4.1 新型分光器的设计
光分路器是ODN网络的关键器件, 在不同位置设置各种分路比的无源光分路器, 形成不同的分光形式。分光方式决定了ODN的逻辑结构。因此, ODN网络设计中, 对无源光分路器的结构, 参数, 分光比是非常关键的问题。在本设计中采用的双环冗余设计, 就需要双入双出单分支的无源光分路器, 如图4。新型的光分支器包括三部分:SP1和SP2是分光比可选的分光器, SP3是光耦合器。P主IN为工作光纤输入接口, 经SP2分光, 主路光信号经P主OUT输出到下一级光分路器, SP2分支下来的光信号进入SP3耦合输出到ONU。当主路OLT出现故障或前方主路光纤中断时, P主IN光信号丢失, 备用OLT切换光信号输出, 保护光纤启用, 信号进入P保IN输入到SP1, 主路光信号经P保O U T输出到下一个光分路器, 分支光信号耦合到SP3, 输出到ONU。主路光纤和保护光纤在网络冗余管理器的监测控制下, 始终保证一路光信号进入分支器, 这样SP3耦合器可选用普通的合路器, 而不用考虑光信号冲突的问题。
4.2 光链路损耗
光链路损耗包括三个部份:一是光缆对光信号强度产生的衰减;二是网络中各种接头、接点对光信号的衰减;三是网络中器件对光信号产生的衰减, 例如光分路器的分光损耗和附加损耗。
光链路全程损耗可按下式计算:A=αL-10lgk+Ac+Af。式中:A为光链路全程损耗, αL为光纤对所传输光信号的衰减, α为光衰减系数, L为光缆长度。在设计中在光信号波长为1310nm时一般取α=0.4dB/km, 波长为1490nm时一般取α=0.3dB/km, 当光信号波长为1550nm时, 可取α=0.25dB/Km (包括熔接损耗) 。Ac为插头损耗, 每个接头可按0.5dB计算。Af光分路器附加损耗。根据IEEE802.3ah物理层1000BASE-PX20的规定, 从OLT到ONU的光纤长度最长为20km, 链路衰减上行为24dB, 下行为23.5dB, 即要求光链路全程损耗A≤23.5dB。在本设计采用的OLT光发可达到2~5dB, ONU光收灵敏度为-26~-29dB, 因此容许光链路全程损耗A≤28dB。
4.3 分路器中分光比的计算
对于冗余环网计算分光比采用最坏值法进行O D N光通道损耗核算。OLT输出以2d Bm为基准, ONU接收侧的光功率在-11~-26d Bm之间, 避免ONU接收的光强度超过ONU光接收饱和光功率-3d Bm, 计算取-16d Bm标准;光衰减最大的地方光功率不能小于-23d Bm, 否则光功率小于ONU的接收灵敏度, OLT无法发现ONU。环形冗余网络光功率富裕量较多, 为简化计算, 可采取从前到后, 逐级计算分光比。
ONU接收侧光功率=OLT发射光功率-光路损耗
ONU接收侧光功率 (-16) =OLT发射光功率 (2) -分光器插损值之和-光纤长度 (KM) ×0.4-法兰盘个数×0.5
SP1插损:A1=10lgK-0.2×2-10lg2=10lg K-3.4
计算SP1主输入光功率:P1IN=2-1×0.4-0.5=1.1d Bm计算
此式为环形冗余网络分光比的简单公式, 计算时只需将分光器的输入d Bm代入即可。
则:
同理计算其它光分路器的分光比, 链路损耗与ONU理论复算的光功率值如表1所示, 所计算的主副链路损耗和核算后的ONU接收的主副路光功率都在合理的范围内。
5 小结
EPON双环冗余环网作为接入网技术的延伸应用, 有极高的经济性和高新性, 但在广电城区骨干网应用还不多, 其可靠性、健壮性还有待进一步的验证。
参考文献
[1]胡保民.一种EPON干线冗余保护技术[J].华中科技大学学报, 2007 (3) :20～22.
[2]陈荣光.矿山井下人员位置监测技术与装备[C].2007安全生产优秀科技成果论坛.技术报告汇编, 2007 (9) :36～41.
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数字电视分前端 篇4
在国内, 有线数字电视前端的建设基本上始于2000年前后, 其通常采用技术相对成熟的ASI架构, 但随着数字电视业务内容的增多及新兴业务的发展, 特别是互动电视业务、宽带业务的开展, 基于ASI架构传统数字前端逐渐暴露出系统结构复杂、信号调度不灵活、扩容困难等问题。面对全国广电行业三网融合带来的机遇与挑战, 满足有线电视网络多业务的发展需要, 需建设以IP架构为核心, 从信号源接收、处理和调制全部IP化的数字电视处理前端平台。在完成IP化数字电视前端平台成功建设后, 根据本平台割接方案实现对原有ASI架构前端系统平台的备份、过渡和割接, 最终完成新IP平台替代旧ASI平台, 实现向用户提供高、标清的数字电视信号。
2有线电视ASI前端平台
采用传统ASI架构的有线数字电视前端, 由信号输入、信号处理、信号输出和系统管理四大部分组成。
在传统上, ASI数字前端采用ASI (异步串行接口) 用来完成设备之间的互连, ASI的最大码率不超过270Mbps, 一根ASI的连接线仅可以携带一个多节目传输流 (MPTS, Multiple Program Transport Stream) , 这对于有线运营商而言, 就带来了很多的限制。此外, 各设备之间采用ASI连接, 这种方式相对来讲比较静态, 无法提供强大的可扩展性 (图1) 。
3有线电视IP数字前端
有线电视IP数字前端 (图2) 采用全新的、全IP化平台设备有如下特点:
1. 采用先进的IP软交换技术架构。
该系统平台的构架是基于先进的IP软交换技术, 它可以方便地完成广电网络、电信网络与互联网络等多个网络的融合。在基本的数字电视节目播出实现的基础上, 基于IP软交换技术架构的系统平台, 也可以开展交互式的数字电视、宽带等多种业务。
2. 全新的增值业务平台。
本平台除可以高质量的实现基本的模数转换业务与提供标清、高清数字电视节目之外, 能够容易地部署多种增值业务系统, 开展多媒体信息、视频点播、股票信息、电视银行、菜单广告等多种交互式数字电视增值业务, 并且可以很方便地对视频点播等系统实现扩容。
3. 系统紧凑, 处理能力强。
系统的结构比较简洁, 占用的空间较少, 可以简化管理并降低管理的成本。能够在同一个频点内传输更多的节目, 实现对频点资源的节约。
4.系统安全, 稳定性高。
该系统平台是由小体积、大容量和低功耗的设备所组成, 所有设备都采用了模块化和分布式的结构, 实现了集中式管理, 节省了大量的空间, 减少了外部的连线, 可以使系统在安全、稳定性等方面得到根本性的提高。
5.操作方便, 维护简单。
该系统平台减少了大量的线缆, 可支持远程网络管理的方式, 并通过人性化的操作界面对运营与维护带来极大的方便, 减少了机房维护人员的数量, 进而降低了维护成本和风险。
4新旧平台割接
在新旧平台信号割接时, 增加一个二合一混合器作为两个新旧平台RF信号手动切换用, 在项目测试及平台信号割接过程中起灵活切换信号功能。在完成割接工作及新IP平台运行正常后, 可以作为旧ASI平台备份信号接入口 (图3) 。
5应急预案
新旧数字电视前端系统平台信号割接关系到广大数字电视用户的能否正常电视收看, 因此, 除了认真、仔细按照割接方案进行实施外, 对于各种紧急意外情况应事先准备妥善的应急处理方案, 以备能以最快的速度处理问题和恢复信号正常播出。
1.新旧平台RF信号割接后, 后端没有收到信号。
1) 预防措施
在“新平台信号指标最后测试确认”阶段, 由割接工作负责人确定新平台信号正常后, 才继续进行“新旧平台RF信号割接”阶段;平台信号割接前, 检测并保证信号线及混合器正常。
2) 应急处理
(1) 检查信号线连接是否正常;
(2) 检查新旧平台信号切换点器件是否正常;
(3) 恢复旧ASI平台RF信号输出, 检查新平台输出链路;
(4) 启动预定的应急沟通机制, 择机再次实施新旧平台割接。
2.新旧平台RF信号割接后, 测试及监控机顶盒弹出自动搜索提示。
1) 预防措施
在“新平台信号指标最后测试确认”阶段, 由割接工作负责人及EPG系统操作人员使用码率分析仪确定新平台EPG系统输出NIT表版本号是否与旧平台相同, 然后才继续进行“新旧平台RF信号割接”阶段。
2) 应急处理
(1) 恢复旧平台RF信号输出;
(2) 检查并修改新平台EPG系统输出NIT表版本号, 使之与旧平台NIT版本号保持一致;
(3) 启动沟通机制;
(4) 控制旧平台EPG系统输出NIT表版本号不变, 择机再次实施新旧平台割接。
3. 新旧平台RF信号割接后, 测试及监控点发现缺失部分频点或几个节目。
1) 预防措施
在“新平台信号指标最后测试确认”阶段, 由割接工作负责人确认测试机顶盒节目收视及节目搜索正常后, 才继续进行“新旧平台RF信号割接”阶段。
2) 应急处理
(1) 检查新平台QAM调制器RF输出连接线及配置;
(2) 检查DCM及IPQAM配置;
(3) 恢复旧平台RF信号输出;
(4) 启动沟通机制, 择机再次实施新旧平台割接。
4. 新旧平台RF信号割接后, 测试、监控点及用户反馈电视收看效果出现异常。
1) 预防措施
在“新平台信号指标最后测试确认”阶段, 由割接工作负责人确认测试机顶盒节目收视正常后, 才继续进行“新旧平台RF信号割接”阶段。
2) 应急处理
(1) 检查新平台QAM调制器RF输出连接线及设备配置;
(2) 改用备份链路输出;
(3) 检查卫星信号源输出;
(4) 恢复旧平台RF信号输出;
(5) 启动沟通机制;
(6) 检查并更换问题设备, 重新进行割接流程;
(7) 择机再次实施新旧平台割接。
5. 新平台设备突然出现故障无法使用。
1) 预防措施
新平台构建时核心设备采用1:1热备, 一般设备和系统N+1备份方式, 一旦核心设备出现故障, 系统自动切换到备份设备或链路上, 保障平台正常输出。所有设备及系统提供商应安排技术人员参与割接过程, 并需承诺在最短时间内故障处理。
2) 应急处理
(1) EPG系统故障, 立即手动切换旧平台EPG系统;
(2) NVOD、数据广播系统故障, 可以由佳创公司提供一台备份服务器, 临时顶替输出;
6. 技术操作人员对新平台设备使用不熟悉, 部分功能不能自行实施。
在新平台建设及试运行期间, 技术操作人员应全程参与, 实际进行所有功能操作, 设备及系统提供商在“技术人员培训”阶段提供全面详细的技术方案文档、设备/系统操作说明书, 并提供有效的、及时的技术支持服务。
6结束语
IP数字电视前端以结构精简的核心网络将不同形式的入网信号统一转换为IP数据格式后进行加扰及再复用等处理, 最后整合调制输出到有线数字电视网络, 其拥有非常多的优点和特性, 特别是对数字电视多业务的拓展方面具有不可比拟的优势, 将使有线运营商不再仅对数字电视进行运营, 而能成为一个真正的多业务的运营商, 例如成为IPTV节目提供商或运营商, CTTB运营商, 或者CMMB运营商等。
参考文献
[1]刘俊, 植德坤.IP数字前端建设和组播问题分析[J].有线电视技术, 2012 (3) .
[2]肖曼.IP传输方式的数字电视前端平台构建[J].数字技术与应用.2011 (10) .
[3]刘化召.IBSS资源业务数据库割接模式的研究与实现[J].电信科学, 2007 (5) .
数字电视前端环形区域控制方案 篇5
随着全国大中城市数字电视整体转换工作接近尾声, 现阶段大中城市下辖区县的整转工作也正式拉开帷幕。
随着数字电视的发展, 针对本地的实际情况, 各县区级广电也有着自身独特的运营模式。上级运营商在下辖县区推广数字电视业务时, 同样需要兼顾考虑县区广播站的运营与收入。同时, 由于县区居民与城镇居民消费水平的不一致性, 运营商也有必要对两地居民采取不同的收费模式。伴随着数字电视用户的增多, 区域控制对于运营商的作用也会越来越重要, 好的区域控制方案可以帮助广电节省更多的前端投入, 同时加强数字网络传输信息的监管。
本文着重介绍一种环形的区域控制方案, 可以有效地配合各地市及下辖各县区的数字电视机顶盒整转工作, 实现对市区、县区不同区域的节目播发控制、传播更符合用户需要的节目内容, 并可以针对不同区域用户的收视费用加以管理。具体的方案描述如下。
1 有线网络组网方式
1. 有线数字信号从市内中心机房向下辖各县区传输, 通过环形网的方式覆盖市内及周边县区;
2.各县区可以自主、弹性添加当地特有的节目内容、业务:每个县区可以有自己的 (虚拟) 主频点, 通过混频器将当地频点节目混合到市内传输过来的大网信号中。
有线网络组网 (环形网) 拓扑图如图1所示。
2 各县区投入设备说明
由于采取环形的网络构建形式, 各县区可以自主灵活地添加节目、业务。
根据实际节目、业务开展需要, 只需要添加一个频点即可满足各县区广播站:
需要的前端设备为:1.复用器1台;2.调制器1台;3.其它设备, 如广告播发服务器等 (可根据实际需要配置) 。
3 区域控制实现方案
3.1 区域控制原理
通过在NIT第一层描述中添加私有描述, 使机顶盒能根据描述在网络中正确找到对应市、县区的频点, 并将此频点作为本地区的 (虚拟) 主频点。最终区域控制是通过对比 (虚拟) 主频点的网络ID和用户智能卡中的区域值 (area_code) 来实现区域用户管理功能的。
3.2 机房前端配置
1.市内中心机房前端要求
1) 描述符添加说明
在EPG系统里的NIT第一层中添加私有描述符 (linkage_descritor) , tag=0xf0、length=0x24。
2) 描述符数据格式
DESCRIPTOR name=“user_define_descriptor"data=”
F0240064001C00C8001D012C001E0190001F01F400200258002102BC00220320002303840024"
数据格式说明:每一区域使用4个字节描述区域值以及对应的ts_id信息、数据均使用十六进制。如0064 001C代表区域值是100、ts_id=28。
3) 实际码流数据格式
如图2所示。
2. 县区广播站前端要求
根据是否需要添加当地NIT, 可以分为两种:
1) 只用于区域控制比对。那么, 只需要在分前端将NIT中的network_id改为对应数值;
2) 需要用到整个NIT。那么, 可以按照需求, 在分前端添加整个NIT, 这样做可以加大分前端控制内容、扩展业务的自由度。
3.3 机顶盒软件实现
1.软件处理流程
1) 机顶盒开机后, 先接收并保存从主频点 (例如315MHz) 获取的NIT信息;
2) 从智能卡中读取区域码, 并根据此区域码在NIT描述 (Tag=0xf0) 中找到对应的ts_id;
3) 从对应区域的ts中, 解析出NIT中的network_id, 并保存下来, 以便区域控制时使用。
2.软件实现流程
如图3所示。
4 与传统区域控制方案的区别
4.1 传统区域方案
采用星形组网方式, 通过在前端增加调制器复制一个主频点, 只是在调制器中将network_id改为对应区域的值。直接在中心机房搭建分区前端, 如图4所示。
4.2 环形方案与传统方案的区别
1.组网方式
1) 环形网:线材、分配器、信号放大器数量少, 铺设网络线路成本低;
2) 星形网:线材、分配器、信号放大器数量多, 铺设网络线路成本高。
2.节目内容
1) 环形网:每个分区能独立增加本地节目, 直接添加到自有复用调制设备上即可;
2) 星形网:每个分区只能使用中心机房传输的固有节目, 自主性较低。
3.业务扩展
环形网的方式, 每个分区可以建立一个 (虚拟) 主频点, 许多靠主频点开展的业务也能基于分区信号运作。如:
1) 区域控制:通过软件算法, 转换为检测分区 (虚拟) 主频点的NIT;
2) 广告宣传:通过增加广告播发服务器, 每个分区可以播发不同于其他地区的独立广告内容。
5 总结
有线数字电视现阶段正在蓬勃发展中, 省网在考虑如何应对“三网融合”的浪潮中正在积极地和地市级进行技术上的磨合, 同样, 在数字电视触角刚刚伸及的下级区县, 也在思索着如何更好地加入本地化特色的功能和业务。而基于基本硬件设备, 仅采用相应的软件方案, 能使运营商在有限的设备资源上, 即可极大限度地增加运营的便捷性。如上述方案中所提及的硬件设备, 仅需要支持基本功能即可。这样, 旧系统中下架的硬件, 也依然能够重复利用、节约成本。
摘要：为有效配合各地市及下辖各县区的数字电视机顶盒整转工作, 实现对市区、县区不同区域的节目播发控制、传播更符合当地用户需要的节目内容, 并可以针对不同区域用户的收视费用加以管理, 现介绍一种新型的环形区域控制方案, 旨在基于基本硬件设备, 采用相应的软件方案, 能使运营商在有限的设备资源上, 极大限度地增加运营的便捷性。
数字有线电视前端系统解析 篇6
一、数字有线电视系统的特点
数字有线电视系统与模拟有线电视系统的区别主要有两点:一是数字有线电视前端系统是融合了电视、计算机、数字通信等技术, 含有数字电视播出、用户管理等硬件和软件的综合系统;二是数字有线电视系统用户前端需要增加数字机顶盒以便开展各项业务。
二、数字有线电视系统前端主要组成部分
数字有线电视系统前端主要由以下几个部分组成:数字电视信源系统、业务系统、存储播出系统、复用加扰系统、条件接受系统、用户管理系统、编码调制系统、回传处理系统以及其它辅助系统。系统结构如图1所示。
其中, 数字电视信源系统、业务系统、存储播出系统属于数字电视前端的信号输入部分, 而复用加扰系统、用户管理系统、条件接收系统则属于数字有线前端的信息处理部分。
三、数字有线电视前端的作用和特点
1. 数字电视信源系统。
数字电视信源系统包括数字卫星信号的接收系统、模拟信号的编码系统、SDH网络信号的分接、转换系统。该系统以后还将逐步传输来自宽带IP等多种网络节目源。它的特点是将信号进行一定格式转换, 使之成为符合DVB-C标准的TS流信号。它对节目的内容不进行编辑和存储, 只起到节目转发的作用。
2. 存储播出系统。
存储播出系统包括节目素材上载与收录系统、节目存储与节目库管理系统、节目预编/审核系统、准视频点播 (NVOD) 系统和专业频道管理播出系统。该系统的特点是可以对多种格式节目进行上传, 收录存储多种传输方式的节目, 并将其转换成TS流文件, 并且支持手动和自动采集方式;对节目库中存储的文件进行分类编目, 提供高效的文件检索功能;对 (延时) 播出的节目进行监审/编辑的功能, 通过准视频点播 (NVOD) 系统和专业频道管理播出系统完成节目播出。
3. 数字有线前端复用加扰系统。
数字有线前端复用加扰系统将从数字有线前端输入的信号, 根据码率进行节目、数据信息复用并完成加扰, 形成若干个频道的码流。根据使用设备的不同, 系统的结构也各不相同, 有些复用器内置加扰模块, 信号在复用器的内部可以完成加扰, 有些复用器内部不具有加扰模块, 需要外接独立加扰设备。
4. 用户管理系统与条件接收系统。
用户管理系统与条件接收系统使用专用的接口进行连接, 主要对网络中的信号进行商品化定义、管理以及用户收看节目的权限控制和收费。条件接收系统是个庞大而又复杂的系统, 它的功能是:只允许具有授权的用户使用相对应的业务, 而未经授权或权限受限的用户不能使用相关业务。该系统是数字电视接收控制的核心技术保障系统。
数字电视前端1+1热备份方案 篇7
珠海广电在建设数字电视平台时,设计并采用了以ASI切换矩阵系统为核心的软硬件结合的冗余平台,实现设备的N+1热备份。利用网管系统对ASI矩阵的输入输出以及设备配置参数进行集中控制,实现对复用器、加扰器和调制器的N+1热备份。前端N+1热备份原理如图1所示。
网管系统实时监控主备复用器和主备加扰器(带QAM调制功能),发现某台设备有影响节目播出的重要告警就自动备份故障设备的配置文件,并下载到备用设备上,再控制ASI矩阵切换相应的输入输出信号。整个切换过程由网管系统自动完成,复用器的切换在10 s内完成,而加扰器的切换时间不超过20 s。
这种N+1热备份方案虽然能实现故障设备的自动切换,但在切换期间,终端机顶盒还是出现了几秒钟的黑屏。显然,这样的备份方案还不够完善。
2 1+1热备份方案的设计
考虑前端机房机柜空间和资金压力,第一阶段先把重点节目如中央台节目、本省节目和本地自办节目等4个传输流的冗余设计成1+1热备份。
为了统一前端网管系统,本次方案再次选用了美国哈雷公司的产品。复用器选用MN20的替代产品Prostream1000;加扰器选用BNG6104,带有QAM调制功能,直接RF射频输出。主备Prostream1000和主备BNG6104同时工作,哈雷网管系统NMX对设备的状态进行监控,当主路正常时,RF由主用BNG输出,而备用BNG的RF输出会被关闭;当主路故障时,网管系统会关闭主用BNG的RF输出,同时打开备用BNG的RF输出,切换时间达到毫秒级别,满足广电运营商的要求。1+1热备份原理如图2所示。
按上述方案实施时,遇到了以下3个问题:
1)如果4台设备的配置都在哈雷网管NMX的1张拓扑图上实现,由设备内部生成的PSI/SI只能由1个设备产生,要么是Prostream1000,要么是BNG6104。因为B NG负责加扰,需要生成CAT表,而且是设备的输出末端,PSI/SI表只能由BNG负责产生。这样的话,Prostream1000的输出就不会有PMT,在故障排除时,就受到一定的影响。
2)如果把4台设备的配置分开,主备Prostream1000的配置在一种拓扑图上实现,而主备BNG6104的配置在另外一种拓扑图上实现。这样Prostream1000和BNG6104都可以生成自身需要的PMT表格。但是会带来另外一个新问题,因为Prostream与BNG不在同一拓扑图上,两者就失去了关联,也就是说,当主用Prostream1000的某个输入信号故障,BNG并不会做任何切换。
3)无论上述哪种配置方式,主备设备的切换都是基于网管系统NMX。设备、网管系统之间的连接通过交换机实现,当设备或者交换机的RJ-45接头出现接触不良时,网管与设备的连接超时,网管系统会认为设备故障,做出切换动作。特别是BNG6104,网管系统会自动打开备用BNG的RF输出,同时想关闭主用BNG的RF输出,但由于网管与主用BNG已经失去了连接,无法关断主用BNG的射频输出,因而造成了同频干扰。
其实图2的方案并不是完全1+1的冗余热备份,当设备交错出现故障时,系统马上崩溃,因此必须对方案进行改进。
3 1+1热备份方案的改进
在上述方案的基础上,增加RF射频开关和ASI二选一自动切换器,实现完全1+1热备份。改进后的原理图如图3所示。
如图3所示,主用Prostream1000输出的ASI信号进入自动切换器的主路,备用Prostream1000输出的ASI信号进入自动切换器的备路,切换器的第1路输出进入主用BNG,而切换器的第2路(信号跟第1路完全相同)输出进入备用BNG。在网管系统配置时,将主备Prostream1000放在一张拓扑图上,而主备BNG则在另外一张拓扑图上进行参数配置,备用设备的配置参数与主用同步。而二选一自动切换器则设置与输入传输流相对应的视频PID作为其切换检测依据,当发现主路输入的某个PID丢失时,切换器自动选择备路信号作为输出。
当主用Prostream1000故障,或者某个输入端口故障,又或者某个输入的视频PID丢失时,自动切换器会做出切换,选择备用Prostream1000的输出作为切换器的输出,不影响后一级的BNG,这个切换时间极短,用户几乎察觉不到节目的切换。当主用Prostream1000和备路BNG6104同时发生故障时,系统依旧能正常工作。
因为增加了RF射频切换开关,当出现主备BNG同时输出RF射频信号时,切换开关会保持只有1路RF射频输出信号,绝不会造成同频干扰,确保安全播出。
4 小结
通过努力,对重点节目的1+1热备份系统在前端调试完毕,系统运行状态良好。一个完善的1+1热备份冗余系统将为数字电视系统的可靠性提供有效的保障,为用户提供高质量的服务。
参考文献
[1]施国强.有线电视网络技术手册[M].北京:电子工业出版社,2002.