數(shù)字有線電視系統(tǒng)

1、 數(shù)字有線電視系統(tǒng) 內(nèi)容提要一、數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展一、數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展二、有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)二、有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)五、數(shù)字電視技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)五、數(shù)字電視技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)六、數(shù)字有線電視系統(tǒng)六、數(shù)字有線電視系統(tǒng) 一、數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展1 數(shù)字電視是電視發(fā)展的必然趨勢(shì) 電視技術(shù)的革命： 第一次：黑白彩色 第二次：模擬數(shù)字n傳統(tǒng)的模擬電視缺點(diǎn)是：容易受噪聲干擾，長(zhǎng)距離傳輸后信噪比惡化；圖像清晰度下降，信號(hào)波形畸變，相位失真、色彩失真；對(duì)設(shè)備的非線性失真十分敏感。n模擬電視還具有穩(wěn)定性差、可靠性低、調(diào)整

2、繁雜、不便集成、自動(dòng)控制困難。n不能與IT接軌，業(yè)務(wù)受限。2. 數(shù)字電視的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 1994年，數(shù)字衛(wèi)星電視啟動(dòng)； 1998年，數(shù)字地面電視開始試播； 歐、美、日發(fā)展較快； 數(shù)字衛(wèi)星電視出現(xiàn)最早，目前最為成熟與規(guī)范； 數(shù)字有線電視和數(shù)字地面電視目前尚處于發(fā)展階段。3. 數(shù)字有線電視在我國(guó)面臨良好的發(fā)展機(jī)遇（1）有線電視目前在中國(guó)有9000萬(wàn)以上用戶，2005年將達(dá)到1.2億。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和城市的電視用戶多數(shù)通過有線收看電視節(jié)目，同時(shí)有線電視數(shù)字化的技術(shù)基礎(chǔ)也較成熟。有線電視數(shù)字化的發(fā)展將能夠支持最全面的業(yè)務(wù)。（2）我國(guó)尚未放開個(gè)人和家庭直接接收衛(wèi)星電視信號(hào)的限制，數(shù)字電視的地面廣播，有關(guān)

3、標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際上正在制定中。實(shí)現(xiàn)數(shù)字有線電視廣播在傳輸鏈路上的投資最少。目前最有條件發(fā)展的則是數(shù)字有線電視。二、數(shù)字通信基礎(chǔ)知識(shí)2.1信道與帶寬n傳輸信息的通路稱為信道，可以分為兩種：傳輸模擬信號(hào)的稱為模擬信道，傳輸數(shù)字信號(hào)的信道稱為數(shù)字信道 。n信道所能傳送信號(hào)的頻率范圍，稱為帶寬。傳輸信道的最小頻道寬度應(yīng)數(shù)字信號(hào)本身頻譜的寬度。 二、數(shù)字通信基礎(chǔ)知識(shí)2.2 數(shù)據(jù)傳輸速率n比特率：是指二進(jìn)制數(shù)碼流的數(shù)據(jù)傳輸速率，單位是：bit/s簡(jiǎn)寫b/s或bps，它表示每秒傳輸多少個(gè)二進(jìn)制元素（每一個(gè)二進(jìn)制的元素稱為比特）。n波特率：也就是符號(hào)率，又稱調(diào)制速率，是針對(duì)模擬數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸過程中，調(diào)制解調(diào)器輸出的調(diào)制

4、信號(hào)每秒鐘載波調(diào)制狀態(tài)改變的數(shù)值，單位是B/s，稱為波特(baud)率。nR=Blog2N（b/s），其中R是比特率，B是波特率，N是n比特的電平數(shù)（即，進(jìn)制數(shù)）。nlog2N=n:比特?cái)?shù)/符號(hào) 二、數(shù)字通信基礎(chǔ)知識(shí)2.3 信源編碼n抽樣：將時(shí)間上連續(xù)的取值變?yōu)橛邢迋€(gè)離散取值的過程。 n量化：將經(jīng)抽樣后幅度上無(wú)限多種連續(xù)的樣值變?yōu)橛邢迋€(gè)離散值的過程 。n編碼：把量化后的信號(hào)按照一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)變成一系列數(shù)字編碼脈沖的過程。n信源數(shù)據(jù)壓縮編碼：降低傳輸數(shù)據(jù)率。二、數(shù)字通信基礎(chǔ)知識(shí)2.4 信道編碼n糾錯(cuò)：在信道編碼過程中將附加數(shù)據(jù)加于數(shù)據(jù)流之中，在接收端通過校驗(yàn)位來發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)字，并給予糾正。

5、n交織：是對(duì)糾錯(cuò)過程的補(bǔ)充。其基本原理是在編碼時(shí)將數(shù)碼流按已定義的規(guī)則“攪亂”，在接受端再將那些“攪亂”的數(shù)據(jù)字按相反的規(guī)則重新排列，使之恢復(fù)出原始次序。 三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)3.1數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)1.概述概述 因?yàn)槲覈?guó)上星的數(shù)字電視節(jié)目的大部分采因?yàn)槲覈?guó)上星的數(shù)字電視節(jié)目的大部分采用的是用的是QPSK調(diào)制方式調(diào)制方式 ，數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)都是數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)都是QPSK解調(diào)解調(diào) 。數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)也分為幾種，有的雖然是數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)也分為幾種，有的雖然是接收衛(wèi)星上的數(shù)字節(jié)目，但是輸出的還是模擬接收衛(wèi)星上的數(shù)字節(jié)目，但是輸出的還是模擬的音視頻信號(hào)，這就是目前大部分電視臺(tái)前端的音視頻信號(hào)，這就是目

6、前大部分電視臺(tái)前端系統(tǒng)所采用，還沒有改造的。有的是直接是輸系統(tǒng)所采用，還沒有改造的。有的是直接是輸出出TS碼流；還有一種就是既能輸出模擬信號(hào)，碼流；還有一種就是既能輸出模擬信號(hào)，又能輸出數(shù)字的又能輸出數(shù)字的TS碼流。碼流。 數(shù)字調(diào)制信號(hào)的向量表示或星座圖表示數(shù)字調(diào)制信號(hào)的一般描述在第n個(gè)符號(hào)間隔，發(fā)射的已調(diào)信號(hào)，可表示為一個(gè)向量。IjQ0AnnInQn在所有時(shí)間上，發(fā)射的已調(diào)信號(hào)只有有限的若干種，可表示為若干個(gè)向量。若只畫出向量的端點(diǎn)稱為星座圖。QPSK信號(hào)的正交調(diào)制 IjQBPSK，載波cosctBPSK，載波sinct合成為QPSKA方式QPSK正交調(diào)制器 B方式QPSK正交調(diào)制器 星座圖

7、：調(diào)制載波變化狀態(tài)的表示圖星座圖：調(diào)制載波變化狀態(tài)的表示圖a和和b為數(shù)據(jù)率減半的為數(shù)據(jù)率減半的bit序列，序列，A/D后后0以以+1表示，表示，1以以1表示表示,并用并用I(t)表示表示a；Q(t)表示表示b。平衡調(diào)幅器輸出：平衡調(diào)幅器輸出： I(t) sinc ct = sinc ct Q(t) cosc ct = cosc ct 若載波為：若載波為：sin(c ct45)和和 cos（c ct45）則星座圖旋轉(zhuǎn)則星座圖旋轉(zhuǎn)45，見圖中的標(biāo)記，見圖中的標(biāo)記“”。 三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)3.1數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)Q三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)3.1數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)恢復(fù)絕對(duì)NRZ碼的0，1狀態(tài)1復(fù)

8、用適配和 能量擴(kuò)散RS編碼器 (204, 188)卷積交織器I=12字節(jié)到 m位符號(hào)變換差分編碼基帶成形QAM調(diào)制至RF有線信道視頻編碼器音頻編碼器數(shù)據(jù)編碼器節(jié)目復(fù)用器傳送復(fù)用器12n有線前端MPEG-2源編碼和復(fù)用IQSync1反轉(zhuǎn)和去 能量擴(kuò)散RS碼解碼器 卷積去交織器符號(hào) 到 字節(jié) 映射差分解碼器匹配 濾波器與 均衡RF 物理 接口QAM解碼器接RF有線信道有線IRDIQ數(shù)據(jù)時(shí)鐘載波、時(shí)鐘和同步恢復(fù)DVB-C系統(tǒng)框圖三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)編碼調(diào)制系統(tǒng)去RF有 線 信道時(shí)鐘數(shù)據(jù)*m基帶接口：來自本地MPEG-2節(jié)目源,分配鏈路,再?gòu)?fù)用等基帶物理接口Sync1反轉(zhuǎn)和隨機(jī)化卷積交織器I=

9、12字節(jié)字節(jié)到m位符號(hào)變換差分編碼基帶成形時(shí)鐘和同步生成器QAM調(diào)制器和IF或RF物理接口有線前端888mIQ*MPEG-2 傳送復(fù)用包RS編碼器(204,188)對(duì)每符號(hào)的兩個(gè)最高有效位進(jìn)行差分編碼，從而獲得旋轉(zhuǎn)不變的星座圖。將m比特符號(hào)映射為I、Q信號(hào)，并進(jìn)行滾降濾波。根據(jù)MPEG-2幀結(jié)構(gòu)將SYNC1字節(jié)進(jìn)行反轉(zhuǎn)；對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行隨機(jī)化處理。使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與信號(hào)源格式相適配。字節(jié)到符號(hào)的變換例：64QAM的字節(jié)m比特符號(hào)的變換， 2m=64，m=6 ，3字節(jié)轉(zhuǎn)換為4個(gè)符號(hào)b7b6b5b4b3b2b1b0字節(jié)v字節(jié)v+1字節(jié)v+2自交織器輸出 （字節(jié)）b7b6b5b4b3b2b1b0b7b6b5b

10、4b3b2b1b0b5b4b3b2b1b0b5b4b3b2b1b0b5b4b3b2b1b0b5b4b3b2b1b0符號(hào)z符號(hào)z+1符號(hào)z+2符號(hào)z+3至差分編碼器 （6-bit符號(hào)）三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)3.2 QAM調(diào)制器n1.調(diào)制方式的選擇調(diào)制方式的選擇 vDVB-S中，采用的是中，采用的是QPSK調(diào)制解調(diào)方式；調(diào)制解調(diào)方式；vDVB- -C中，采用的是中，采用的是QAM調(diào)制解調(diào)方式；調(diào)制解調(diào)方式；vDVB-T中，采用的是中，采用的是OFDM多載波調(diào)制，每個(gè)載多載波調(diào)制，每個(gè)載波再采用波再采用QPSK或者或者QAM調(diào)制。調(diào)制。vQAMQAM是用數(shù)字信號(hào)去調(diào)制載波的幅度和相位，常用是用

11、數(shù)字信號(hào)去調(diào)制載波的幅度和相位，常用有有1616QAMQAM、32QAM32QAM、64QAM64QAM等。由于載波的幅度和相等。由于載波的幅度和相位都帶有信息，比位都帶有信息，比QPSKQPSK方式傳輸?shù)臄?shù)碼率高。方式傳輸?shù)臄?shù)碼率高。DVB-CDVB-C多用多用6464QAMQAM的調(diào)制方式。的調(diào)制方式。vQPSKQPSK方式具有較強(qiáng)的抗干擾能力，多用在雙向網(wǎng)方式具有較強(qiáng)的抗干擾能力，多用在雙向網(wǎng)的回傳。的回傳。 三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)3.2 QAM調(diào)制器n2.調(diào)制速率 v16QAM調(diào)制中，一個(gè)符號(hào)用調(diào)制中，一個(gè)符號(hào)用4個(gè)比特來表示；個(gè)比特來表示；64QAM調(diào)制中，一個(gè)符號(hào)用調(diào)制中，一

12、個(gè)符號(hào)用6個(gè)比特來表示；個(gè)比特來表示；256QAM調(diào)制中，一個(gè)符號(hào)用調(diào)制中，一個(gè)符號(hào)用8個(gè)比特來表示。個(gè)比特來表示。v 64QAM的調(diào)制符號(hào)率為的調(diào)制符號(hào)率為6.89MBps時(shí)時(shí)，它的，它的最高數(shù)據(jù)傳輸速率為最高數(shù)據(jù)傳輸速率為6.89641.34Mbps，由于其中有由于其中有RS編碼，去掉冗余，有效傳輸數(shù)編碼，去掉冗余，有效傳輸數(shù)據(jù)速率為據(jù)速率為41.34（188/204）38.1Mbps。 B:波特波特三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)3.2 QAM調(diào)制器3. QAM調(diào)制原理 n正交調(diào)幅（QAM）是幅度調(diào)制和相位調(diào)制的結(jié)合，既調(diào)幅又調(diào)相。nQAM是將調(diào)制符號(hào)調(diào)制到一對(duì)正交載波上，是二維調(diào)制技術(shù)。

13、n數(shù)字比特序列被分成兩個(gè)序列，以16QAM為例，每4個(gè)調(diào)制比特分為兩組，每組兩個(gè)比特，分別去調(diào)制同相正交載波，然后將兩路已調(diào)信號(hào)相加發(fā)送。 QAM的正交調(diào)制實(shí)現(xiàn) IQ4ASK,載波0相位IQ4ASK,載波900相位IQ三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)3.2 QAM調(diào)制器nM-QAM由2路正交的L-ASK信號(hào)疊加而成,M=L2 A/D三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)3.2 QAM調(diào)制器n 16QAM星座圖差分編碼的作用n為了獲得/2旋轉(zhuǎn)不變QAM星座圖，每個(gè)符號(hào)的兩個(gè)最高有效位應(yīng)進(jìn)行差分編碼。復(fù)用適配和 能量擴(kuò)散RS編碼器 (204, 188)卷積交織器I=12字節(jié)到 m位符號(hào)變換差分編碼基帶成形QAM

14、調(diào)制至RF有線信道視頻編碼器音頻編碼器數(shù)據(jù)編碼器節(jié)目復(fù)用器傳送復(fù)用器12n有線前端MPEG-2源編碼和復(fù)用IQ差分編碼規(guī)則和示意圖n兩個(gè)MSB差分編碼由下面的表達(dá)式給出)()()()()()()()(1111kkkkkkkkkkkkkkkkkkIBBAQBBAQQABAIABAI字節(jié)到m比特 符號(hào)變換映射q個(gè)比特(bq-1,bo)Ak=MSBBk=bq差分編碼QkIkQIq=2，16QAM時(shí)； q=3，32QAM時(shí)； q=4，64QAM時(shí)；差分編碼規(guī)則和示意圖n兩個(gè)MSB差分編碼由下面的表達(dá)式給出)()()()()()()()(1111kkkkkkkkkkkkkkkkkkIBBAQBBAQQA

15、BAIABAI字節(jié)到m比特 符號(hào)變換映射q個(gè)比特(bq-1,bo)Ak=MSBBk=bq差分編碼QkIkQIq=2，16QAM時(shí)； q=3，32QAM時(shí)； q=4，64QAM時(shí)；QAM星座圖n系統(tǒng)采用16/32/64QAMn舉例：16QAM星座圖IQ0000000100110010100010101011100111001110111111010100011001110101IkQk=00IkQk=10IkQk=11IkQk=01IkQk為每象限的兩個(gè)MSB，象限MSBLSB旋轉(zhuǎn)100210+/2311+401+3/2星座圖中的第1象限星座點(diǎn)到其它象限星座點(diǎn)的變換 n 通過改變2個(gè)MSB位（即

16、IkQk）并根據(jù)表中規(guī)則旋轉(zhuǎn)q個(gè)LSB，可將第1象限中的星座點(diǎn)變換至第2、3、4象限。IQ載波相位旋轉(zhuǎn)示意圖 載波相位旋轉(zhuǎn)任意角度IQ0000000100110010100010101011100111001110111111010100011001110101IQ00000001001100101000101010111001110011101111110101000110011101010000000100110010100010101011100111001110111111010100011001110101載波相位旋轉(zhuǎn)900IQ0000000100110010100010101011

17、100111001110111111010100011001110101IQ00000001001100101000101010111001110011101111110101000110011101010000000100110010100010101011100111001110111111010100011001110101 n載波發(fā)生/2,3/2象位旋轉(zhuǎn)時(shí)，q個(gè)LSB不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，而2個(gè)MSB經(jīng)差分譯碼后也不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。符號(hào)率、帶寬的關(guān)系n對(duì)QAM信號(hào)，占用射頻帶寬B與符號(hào)率Rs的關(guān)系為： B=(1+) Rsn采用0.15滾降系數(shù)時(shí)，一個(gè)8MHz信道中理論上的最大符號(hào)率為6.96MBa

18、ud。（Baud=symbol/s）8MHzfc比特率與符號(hào)率的關(guān)系有用比特率Ru、總比特率Ru、符號(hào)率Rs復(fù)用適配和 能量擴(kuò)散RS編碼器 (204, 188)卷積交織器I=12字節(jié)到 m位符號(hào)變換差分編碼基帶成形QAM調(diào)制至RF有線信道視頻編碼器音頻編碼器數(shù)據(jù)編碼器節(jié)目復(fù)用器傳送復(fù)用器12n有線前端MPEG-2源編碼和復(fù)用IQRuRuRsRu=Ru(188/204)= (log2M)Rs(188/204)舉例 有用比特率Ru(MPEG-2傳送層)Mbit/s總比特率Ru包含RS(204,188)Mbit/s有線符號(hào)速率RsMBaud占用帶寬MHz調(diào)制方案38.131.925.241.3434

19、.6127.346.896.926.847.927.967.8664-QAM32-QAM16-QAM31.672 PDH34.3676.877.9032-QAM18.916.012.820.5217.4013.923.423.483.483.934.004.0064-QAM32-QAM16-QAM9.68.06.410.448.706.961.741.741.742.002.002.0064-QAM32-QAM16-QAM編碼調(diào)制系統(tǒng)nDVB三種系統(tǒng)的信源編碼方式相同-MPEG-2 ，但采用不同的信道編碼方式和不同的調(diào)制方式。 n信道編碼，DVB-C只采用RS編碼和卷積交織聯(lián)合起來糾正隨機(jī)性錯(cuò)

20、誤和突發(fā)性錯(cuò)誤，不采用DVB-S和DVB-T，用RS編碼與卷積編碼分別作為外編碼和內(nèi)編碼的聯(lián)合編碼方式。n調(diào)制部分，DVB-C噪聲干擾較小，可采用編碼效率較高的MQAM，不用DVB-S的QPSK；有線信道中的多徑干擾不是十分嚴(yán)重，也不采用DVB-T為克服多徑干擾所用的COFDM。編碼調(diào)制系統(tǒng)n基帶接口與同步基帶接口與同步經(jīng)過此單元的處理，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與信號(hào)源格式相適配。該單元中的信號(hào)幀結(jié)構(gòu)應(yīng)與含同步字節(jié)的MPEG-2傳送層一致。nSYNC1變換和隨機(jī)化變換和隨機(jī)化該單元根據(jù)MPEG-2幀結(jié)構(gòu)將SYNC1字節(jié)進(jìn)行反轉(zhuǎn)；同時(shí)為實(shí)現(xiàn)頻譜成形，對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行隨機(jī)化處理。 （SYNC1：隨機(jī)化序列的第隨機(jī)化

21、序列的第1個(gè)個(gè)TS包，共包，共8個(gè)包）個(gè)包）見下圖DVB-S幀結(jié)構(gòu) SYNC1 個(gè)字節(jié)187 個(gè)字節(jié)a) MPEG-2 傳送復(fù)用包SYNC1R187 字節(jié)SYNC2R187 字節(jié)SYNC8R187 字節(jié)SYNC1R187 字節(jié)PRBS 周期=1503 字節(jié)b) 隨機(jī)化傳送包：同步字節(jié)和隨機(jī)化序列 RSYNC1SYNC2SYNC8SYNC1PRBS 周期=1503 字節(jié)SYNC1 或SYNCnR187 個(gè)字節(jié)16 個(gè)校驗(yàn)字節(jié)c) RS （204，188，8）誤碼保護(hù)包d) 交織幀：交織深度 I=12SYNC1 或SYNCn203 字節(jié)SYNC1 或SYNCn203 字節(jié)SYNC1 或SYNCnS

22、YNC1=未隨機(jī)化的同步字節(jié)補(bǔ)碼SYNCn=未隨機(jī)化的同步字節(jié)，n=2、3、8編碼調(diào)制系統(tǒng)nRS碼編碼器碼編碼器該單元使用截短的RS(204,188)編碼，對(duì)每一個(gè)已隨機(jī)化的傳送包進(jìn)行處理，產(chǎn)生一個(gè)誤碼保護(hù)包。n卷積交織器卷積交織器該單元完成一個(gè)深度I = 12的誤碼保護(hù)包的卷積交織，同步字節(jié)的周期保持不變。n 字節(jié)變換到字節(jié)變換到m比特符號(hào)比特符號(hào) 該單元將卷積交織器處理后的字節(jié)變換為QAM符號(hào)。 編碼調(diào)制系統(tǒng)基帶成形基帶成形該單元將經(jīng)過差分編碼的m比特符號(hào)映射為I、Q信號(hào)，在QAM調(diào)制前，對(duì)I、Q信號(hào)進(jìn)行升余弦平方根滾降濾波?；鶐С尚螢V波的作用 n編碼器產(chǎn)生矩形基帶脈沖，其頻譜無(wú)限延伸，為

23、無(wú)失真?zhèn)鬏斝枰獰o(wú)限寬的信道。n而實(shí)際信道都是帶寬受限的，對(duì)所傳輸?shù)男盘?hào)造成頻譜失真，反映在時(shí)域波形上即畸變和波形展寬，使相鄰的脈沖波形在時(shí)間上互相重疊，造成了符號(hào)間干擾（ISI）。如圖n若基帶脈沖波形是某種適當(dāng)?shù)牟ㄐ?，那么可以保證抽樣點(diǎn)上不存在ISI，如圖n為此，調(diào)制前需對(duì)編碼器產(chǎn)生的基帶脈沖進(jìn)行基帶成形濾波。/T-4/T/T-2/T1/T3/T/TH(f)-1/T矩形脈沖及其頻譜tf(t)T/2-T/20濾波單個(gè)脈沖的響應(yīng)接收到的波形輸入波形10110ttTst抽樣點(diǎn)抽樣點(diǎn)Ts碼間干擾二進(jìn)制系統(tǒng)接收脈沖中的ISI示意圖 前一位脈沖下一位脈沖抽樣時(shí)刻發(fā)端脈沖當(dāng)前脈沖(非正常比例，僅供演示)理想

24、低通濾波器的脈沖成形n所傳輸信號(hào)的符號(hào)率為fS，symbol/s。n理想LFP的截止頻率為fN=fS /2 ，稱為奈奎斯特頻率，如左圖。n調(diào)制后的射頻帶寬為2fN=fS，如右圖。NfH(f)cfSNff2升余弦滾降濾波器的脈沖成形n理想LPF的過渡帶無(wú)限滾降，不能實(shí)現(xiàn)。n實(shí)際濾波器的過渡帶有適當(dāng)?shù)臐L降，但不一定滿足無(wú)ISI傳輸。n升余弦滾降濾波 特性關(guān)于fN齊對(duì) 稱，滿足無(wú)ISI 傳輸。n稱為滾降系數(shù)。10.5NfNf)1 (Nf)1 (05 . 01編碼調(diào)制系統(tǒng)nQAM調(diào)制和物理接口調(diào)制和物理接口 該單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行QAM調(diào)制。隨后，將QAM已調(diào)信號(hào)通過IF或RF接口送至射頻信道 。編碼調(diào)制系

25、統(tǒng)n幾個(gè)重要概念： 隨機(jī)化 RS碼 卷積交織 n數(shù)字通信理論在設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)時(shí)都是假設(shè)所傳輸數(shù)字通信理論在設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)時(shí)都是假設(shè)所傳輸?shù)谋忍亓髦械谋忍亓髦小?”與與“1”出現(xiàn)的概率各為出現(xiàn)的概率各為50%，通信系統(tǒng)以及其數(shù)字通信技術(shù)的設(shè)計(jì)性能指標(biāo)是通信系統(tǒng)以及其數(shù)字通信技術(shù)的設(shè)計(jì)性能指標(biāo)是以這一假設(shè)為前提的。以這一假設(shè)為前提的。n但但TS碼流經(jīng)過編碼處理后，可能會(huì)在其中出現(xiàn)連碼流經(jīng)過編碼處理后，可能會(huì)在其中出現(xiàn)連續(xù)的續(xù)的“0”或連續(xù)的或連續(xù)的“1”。這樣一方面破壞了系。這樣一方面破壞了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提，使得系統(tǒng)可能會(huì)達(dá)不到設(shè)計(jì)的性統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提，使得系統(tǒng)可能會(huì)達(dá)不到設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)；另外，接收端進(jìn)行信

26、道解碼前必須首先能指標(biāo)；另外，接收端進(jìn)行信道解碼前必須首先提取比特時(shí)鐘，提取是利用傳輸碼流中提取比特時(shí)鐘，提取是利用傳輸碼流中“0”與與“1”之間的波形跳變實(shí)現(xiàn)的，而連續(xù)的之間的波形跳變實(shí)現(xiàn)的，而連續(xù)的“0”或或連續(xù)的連續(xù)的“1”給比特時(shí)鐘的提取帶來了困難。給比特時(shí)鐘的提取帶來了困難。隨機(jī)化編碼調(diào)制系統(tǒng)隨機(jī)化n為了保證在任何情況下進(jìn)入DVB傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)碼流中“0”與“1”的概率都能基本相等，傳輸系統(tǒng)首先用一個(gè)偽隨機(jī)序列對(duì)輸入的TS碼流進(jìn)行擾亂處理。偽隨機(jī)序列是由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的偽隨機(jī)序列發(fā)生器生成的，其中“0”與“1”出現(xiàn)的概率接近50%。由于二進(jìn)制數(shù)值運(yùn)算的特殊性質(zhì)，用偽隨機(jī)序列對(duì)輸入的TS碼流

27、進(jìn)行擾亂后，無(wú)論原TS碼流是何種分布，擾亂后的數(shù)據(jù)碼流中的“0”與“1”的概率都接近50%。擾亂改變了原TS碼流，因此在接收端對(duì)傳輸碼流糾錯(cuò)解碼后，還需按逆過程對(duì)其進(jìn)行解擾處理，以恢復(fù)原TS碼流。隨機(jī)化n從信號(hào)功率譜的角度看，擾亂過程相當(dāng)于將數(shù)字信號(hào)的功率譜拓展了，使其分散開了，因此擾亂過程又被稱為“能量分散”。n隨機(jī)化器一般采用偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)信號(hào)發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)隨機(jī)化的基礎(chǔ)是線性移位寄存器和m序列理論。m序列是最常見的一種偽隨機(jī)序列，它是周期最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器序列的簡(jiǎn)稱。 RS碼nRS碼不但能糾正隨機(jī)錯(cuò)誤，也能糾正突發(fā)性錯(cuò)誤，是一種功能極其強(qiáng)大的糾錯(cuò)編碼。nRS的編碼和解

28、碼過程都是通過一個(gè)特定的有限域的算術(shù)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)。 n在DVB-C系統(tǒng)中，MPEG-2傳送包經(jīng)過能量擴(kuò)散隨機(jī)化處理后，采用T = 8、截短的RS編碼，并將16個(gè)校驗(yàn)字節(jié)加到每一個(gè)已經(jīng)隨機(jī)化的MPEG-2傳送包上。即采用截短的RS（204,188）碼 。卷積交織n任何糾錯(cuò)編碼的糾錯(cuò)能力都是有限的，當(dāng)信道中的干擾較嚴(yán)重，在傳輸信號(hào)中造成的誤碼超出糾錯(cuò)能力時(shí)，糾錯(cuò)編碼將無(wú)法糾正錯(cuò)誤。因此，如果在信道中存在著諸如火花放電等強(qiáng)烈的沖激噪聲，將會(huì)在碼流中造成連續(xù)的誤碼。這些連續(xù)誤碼落在RS碼中，就可能超出RS碼的糾錯(cuò)能力而造成信息失真。卷積交織n為避免這種情況，加入了數(shù)據(jù)卷積交織環(huán)節(jié)。通過數(shù)據(jù)卷積交織改變了

29、信號(hào)的傳輸順序，將連續(xù)發(fā)生的誤碼分散到多組RS碼中，落在每組RS碼中的誤碼數(shù)量就會(huì)大大減少，不會(huì)超出RS碼的糾錯(cuò)能力，RS碼能夠?qū)⑵浼m正過來。實(shí)踐證明，數(shù)據(jù)卷積交織提高了系統(tǒng)的糾錯(cuò)能力，特別是對(duì)沖激噪聲的糾錯(cuò)能力。n卷積交織器、去交織器均由移位寄存器實(shí)現(xiàn) 。三、數(shù)字有線電視前端硬件平臺(tái)3.3加擾器加擾器所完成的主要功能有以下這些：加擾器所完成的主要功能有以下這些： v對(duì)指定節(jié)目或者對(duì)指定節(jié)目或者TS流進(jìn)行流進(jìn)行DVB加擾加擾 v處理與處理與CA有關(guān)的有關(guān)的PSI、SI信息，可以是信息，可以是PSI、SI動(dòng)動(dòng)態(tài)再生態(tài)再生 v在在TS流中插入流中插入EMM（授權(quán)管理信息）和授權(quán)管理信息）和ECM（

30、授授權(quán)控制信息）數(shù)據(jù)流，生成加擾控制字權(quán)控制信息）數(shù)據(jù)流，生成加擾控制字CW 關(guān)于其詳細(xì)的工作原理在后面的關(guān)于其詳細(xì)的工作原理在后面的CA系統(tǒng)中給予介紹。系統(tǒng)中給予介紹。 四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)4.1 EPG系統(tǒng)系統(tǒng)nEPG主要功能主要功能 v為用戶提供節(jié)目指南，可以與用戶之間實(shí)現(xiàn)互為用戶提供節(jié)目指南，可以與用戶之間實(shí)現(xiàn)互動(dòng)操作動(dòng)操作 v將節(jié)目單上的原始信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)將節(jié)目單上的原始信息存入數(shù)據(jù)庫(kù) v從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取原始數(shù)據(jù)，生成從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取原始數(shù)據(jù)，生成DVB-SI規(guī)定規(guī)定的表，也就是生成的表，也就是生成SI信息信息 v按照一定的周期將按照一定的周期將SIS

31、I信息送入復(fù)用器信息送入復(fù)用器 v復(fù)用器將這些表與其他節(jié)目的復(fù)用器將這些表與其他節(jié)目的TS流復(fù)用在一起，流復(fù)用在一起，然后通過然后通過QAM調(diào)制器后送入調(diào)制器后送入HFC網(wǎng)。網(wǎng)。 四、數(shù)字有線電視前端軟件平四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)臺(tái)4.1 EPG系統(tǒng)nEPG工作原理工作原理 vDVB-SI標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的SI信息主要是給用戶端提供設(shè)信息主要是給用戶端提供設(shè)置信息，從而可以使接收機(jī)能夠自動(dòng)調(diào)諧接收置信息，從而可以使接收機(jī)能夠自動(dòng)調(diào)諧接收特定的節(jié)目并對(duì)節(jié)目進(jìn)行分組。特定的節(jié)目并對(duì)節(jié)目進(jìn)行分組。vSISI中有傳送的節(jié)目信息，包括節(jié)目的種類，節(jié)中有傳送的節(jié)目信息，包括節(jié)目的種類，節(jié)目的時(shí)間，節(jié)目的來源

32、等等。這些信息包含在目的時(shí)間，節(jié)目的來源等等。這些信息包含在4 4個(gè)表中：網(wǎng)絡(luò)信息表（個(gè)表中：網(wǎng)絡(luò)信息表（NITNIT）、）、業(yè)務(wù)描述表業(yè)務(wù)描述表（SDTSDT）、）、節(jié)目信息表（節(jié)目信息表（EITEIT）、）、時(shí)間日期表時(shí)間日期表（TDTTDT）。）。 四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)4.1 EPG系統(tǒng)nEPG工作原理工作原理 v網(wǎng)絡(luò)信息表主要提供接收端所需的接收頻率、網(wǎng)絡(luò)信息表主要提供接收端所需的接收頻率、符號(hào)率、調(diào)制方式等等符號(hào)率、調(diào)制方式等等 。v業(yè)務(wù)描述表主要提供復(fù)用器中與節(jié)目或者業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)描述表主要提供復(fù)用器中與節(jié)目或者業(yè)務(wù)有關(guān)的節(jié)目名字等參數(shù)。有關(guān)的節(jié)目名字

33、等參數(shù)。v節(jié)目信息表給出各類節(jié)目的時(shí)間安排。節(jié)目信息表給出各類節(jié)目的時(shí)間安排。 v時(shí)間與日期表提供節(jié)目開始的具體時(shí)間，由于時(shí)間與日期表提供節(jié)目開始的具體時(shí)間，由于TDTTDT表有具體的時(shí)鐘信息，因此有時(shí)也可作為表有具體的時(shí)鐘信息，因此有時(shí)也可作為IRDIRD的解碼時(shí)鐘的更新。的解碼時(shí)鐘的更新。 四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)4.2 DVB-CA系統(tǒng)n1 有條件接收基本概念有條件接收基本概念 條件接收子系統(tǒng)：是解碼器的一部分，其作用是對(duì)電子密條件接收子系統(tǒng)：是解碼器的一部分，其作用是對(duì)電子密鑰進(jìn)行解碼并恢復(fù)出用于控制解擾序列的所需信息。鑰進(jìn)行解碼并恢復(fù)出用于控制解擾序列

34、的所需信息。加擾控制字（加擾控制字（CW)CW)：用于加擾，并作為解擾器中的密鑰。用于加擾，并作為解擾器中的密鑰。加密：加密是指連續(xù)不斷的改變電子密鑰的處理。加密：加密是指連續(xù)不斷的改變電子密鑰的處理。授權(quán)管理信息授權(quán)管理信息(EMM)：授權(quán)用戶對(duì)某個(gè)業(yè)務(wù)進(jìn)行解擾。授權(quán)用戶對(duì)某個(gè)業(yè)務(wù)進(jìn)行解擾。 授權(quán)控制信息授權(quán)控制信息(ECM)：是一種特殊形式的電子密鑰信號(hào)和是一種特殊形式的電子密鑰信號(hào)和信道尋址信息。電子密鑰通過信道安全地傳送給用戶信道尋址信息。電子密鑰通過信道安全地傳送給用戶 用戶授權(quán)系統(tǒng)：它在用戶管理系統(tǒng)的指導(dǎo)下，負(fù)責(zé)對(duì)用戶授權(quán)系統(tǒng)：它在用戶管理系統(tǒng)的指導(dǎo)下，負(fù)責(zé)對(duì)ECM和和EMM數(shù)據(jù)流

35、進(jìn)行組織，使之序列化并傳輸?shù)接脩艄芾頂?shù)據(jù)流進(jìn)行組織，使之序列化并傳輸?shù)接脩艄芾碇行摹Ｖ行摹?用戶管理系統(tǒng)：它是向用戶發(fā)放電子密鑰，寄送帳單及收用戶管理系統(tǒng)：它是向用戶發(fā)放電子密鑰，寄送帳單及收費(fèi)的商業(yè)中心。費(fèi)的商業(yè)中心。 四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)4.2 DVB-CA系統(tǒng)n2.有條件接收的工作原理（框圖）有條件接收的工作原理（框圖） 加密TS流業(yè)務(wù)密鑰業(yè)務(wù)密鑰控制字產(chǎn)生器控制字（CW）加密器A加密CW 加擾器用戶授權(quán)系統(tǒng)加密器B加密業(yè)務(wù)密鑰ECM信息EMM信息 復(fù) 用 器傳送流（TS）四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)4.2 DVB-CA系統(tǒng)

36、n2.有條件接收的工作原理有條件接收的工作原理 （發(fā)送端）（發(fā)送端）v控制字發(fā)生器產(chǎn)生加擾控制字（控制字發(fā)生器產(chǎn)生加擾控制字（CW），），控制字就是加擾所控制字就是加擾所用的密鑰。用的密鑰。v加擾器根據(jù)提供的控制字（加擾器根據(jù)提供的控制字（CW），），對(duì)來自復(fù)用器的對(duì)來自復(fù)用器的TS流進(jìn)流進(jìn)行加擾運(yùn)算，打亂行加擾運(yùn)算，打亂TS流。流。v加密器加密器A，根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)密鑰對(duì)控制字進(jìn)行加密，根據(jù)授權(quán)系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)密鑰對(duì)控制字進(jìn)行加密運(yùn)算，輸出加了密的控制字，稱為授權(quán)控制信息（運(yùn)算，輸出加了密的控制字，稱為授權(quán)控制信息（ECM）。）。 v業(yè)務(wù)密鑰業(yè)務(wù)密鑰同時(shí)送給加密器同時(shí)送給加密器A和和加密

37、器加密器B。它能夠自己產(chǎn)生密鑰，它能夠自己產(chǎn)生密鑰，并對(duì)授權(quán)系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)密鑰進(jìn)行加密。加密器并對(duì)授權(quán)系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)密鑰進(jìn)行加密。加密器B的輸出結(jié)的輸出結(jié)果就是加了密的業(yè)務(wù)密鑰，稱為授權(quán)管理信息（果就是加了密的業(yè)務(wù)密鑰，稱為授權(quán)管理信息（EMM）。）。v上面所產(chǎn)生的上面所產(chǎn)生的ECMECM和和EMMEMM信息都送往信息都送往MPEG-2MPEG-2復(fù)用器，與其他的復(fù)用器，與其他的TSTS流一起進(jìn)行打包，形成流一起進(jìn)行打包，形成TSTS流再輸出。流再輸出。 四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)4.2 DVB-CA系統(tǒng)系統(tǒng)n2.有條件接收的工作原理有條件接收的工作原理 （接收端

38、）（接收端）v解調(diào)后的數(shù)據(jù)流經(jīng)過解擾亂后送往解復(fù)用器解調(diào)后的數(shù)據(jù)流經(jīng)過解擾亂后送往解復(fù)用器 v解復(fù)用器根據(jù)解復(fù)用器根據(jù)TS流的包結(jié)構(gòu)，提取出流的包結(jié)構(gòu)，提取出ECM和和EMM控制信息控制信息 。v提取出來的提取出來的ECM和和EMM信息分別被送往智能卡的信息分別被送往智能卡的解密器解密器A和解密器和解密器B，解密器解密器B解出業(yè)務(wù)密鑰，解出業(yè)務(wù)密鑰，解密解密器器A恢復(fù)出加擾控制字恢復(fù)出加擾控制字CW，把把CW送往解擾器。送往解擾器。 v恢復(fù)控制字的過程非常短暫，一旦恢復(fù)出正確的控恢復(fù)控制字的過程非常短暫，一旦恢復(fù)出正確的控制字后，解擾器便能正常解擾，把加擾制字后，解擾器便能正常解擾，把加擾TS

39、流變成流變成正常的正常的TS流流 四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái) 4. 2 DVB-CA系統(tǒng)系統(tǒng)n2.有條件接收的工作原理（有條件接收的工作原理（總結(jié)總結(jié)）三層保護(hù)：三層保護(hù)：v加擾，打亂加擾，打亂TSTS流流v用業(yè)務(wù)密鑰對(duì)控制字加密用業(yè)務(wù)密鑰對(duì)控制字加密v對(duì)業(yè)務(wù)密鑰進(jìn)行加密對(duì)業(yè)務(wù)密鑰進(jìn)行加密四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái) 4. 2 DVB-CA系統(tǒng)系統(tǒng)n3. 條件接收的主要特點(diǎn)條件接收的主要特點(diǎn)（1 1）公共的加擾和解擾算法）公共的加擾和解擾算法 （2 2）公共接口）公共接口（3 3）同密加密）同密加密（4 4）多密加密）多密加密 四、數(shù)字

40、有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái) 4. 2 DVB-CA系統(tǒng)系統(tǒng)4. SMS系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ：v用戶管理系統(tǒng)是整個(gè)收費(fèi)電視系統(tǒng)的重用戶管理系統(tǒng)是整個(gè)收費(fèi)電視系統(tǒng)的重要組成部分，用戶管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電要組成部分，用戶管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視廣播條件接受用戶的管理，包括對(duì)用視廣播條件接受用戶的管理，包括對(duì)用戶信息、用戶設(shè)備信息、用戶預(yù)訂信息、戶信息、用戶設(shè)備信息、用戶預(yù)訂信息、用戶授權(quán)信息、財(cái)務(wù)信息進(jìn)行記錄、處用戶授權(quán)信息、財(cái)務(wù)信息進(jìn)行記錄、處理、維護(hù)和管理。理、維護(hù)和管理。 四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái) 4. 2 DVB-CA系統(tǒng)系統(tǒng)5. SMS體系結(jié)構(gòu)

41、體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù) 、應(yīng)用服務(wù)應(yīng)用服務(wù) 、客戶端應(yīng)用程序客戶端應(yīng)用程序 用戶管理系統(tǒng)功能模塊用戶管理模塊授權(quán)管理模塊控制管理模塊統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理節(jié)目管理模塊環(huán)境管理模塊分類管理模塊銀行信息管理四、數(shù)字有線電視前端軟件平四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)臺(tái) 4. 2 DVB-CA系統(tǒng)系統(tǒng)6. SMS系統(tǒng)系統(tǒng)功能功能用戶管理模塊用戶管理模塊 ：用戶管理模塊是整個(gè)條件接收用戶管用戶管理模塊是整個(gè)條件接收用戶管理系統(tǒng)的重要組成部分，用來管理用戶信息、用戶預(yù)理系統(tǒng)的重要組成部分，用來管理用戶信息、用戶預(yù)定授權(quán)和節(jié)目編號(hào)等信息，并將相關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳給定授權(quán)和節(jié)目編號(hào)等信息，并將相關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳給CA系統(tǒng)。系統(tǒng)。用戶維

42、護(hù)用戶維護(hù) ：具體功能是用戶注冊(cè)、用戶暫停、用戶恢復(fù)、：具體功能是用戶注冊(cè)、用戶暫停、用戶恢復(fù)、用戶注銷、用戶注銷、ICIC卡登記、機(jī)頂盒登記、密碼、卡登記、機(jī)頂盒登記、密碼、IPPVIPPV金額、金額、合同和用戶投訴等。合同和用戶投訴等。 節(jié)目預(yù)定：用戶按照系統(tǒng)提供的方式（按照單頻道，全節(jié)目預(yù)定：用戶按照系統(tǒng)提供的方式（按照單頻道，全部頻道，節(jié)目編號(hào)）預(yù)定和取消電視節(jié)目，進(jìn)行的賬部頻道，節(jié)目編號(hào)）預(yù)定和取消電視節(jié)目，進(jìn)行的賬冊(cè)和查詢，脈沖式按次計(jì)費(fèi)（冊(cè)和查詢，脈沖式按次計(jì)費(fèi)（IPPVIPPV）查詢。查詢。 四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái) 4. 2 DVB-CA系統(tǒng)系

43、統(tǒng)n6. SMS系統(tǒng)n授權(quán)管理模塊授權(quán)管理模塊 ：n用戶信息：具有對(duì)全體/集合/單獨(dú)用戶發(fā)送B-mail的功能，對(duì)特殊用戶賦予某種收視權(quán)利和取消相應(yīng)的權(quán)利的功能n節(jié)目信息：處理有關(guān)節(jié)目提供商的功能 nIC卡信息：處理有關(guān)IC卡方面的功能 四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái) 4. 2 DVB-CA系統(tǒng)系統(tǒng)6. SMS系統(tǒng)系統(tǒng)n控制管理模塊控制管理模塊 ：控制管理模塊是為了?？刂乒芾砟K是為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)行必須具備的運(yùn)行環(huán)境和證系統(tǒng)正常運(yùn)行必須具備的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行控制的功能。運(yùn)行控制的功能。 n具體功能有：維護(hù)節(jié)目提供商、節(jié)目提具體功能有：維護(hù)節(jié)目提供商、節(jié)目提供商頻道、節(jié)

44、目提供商對(duì)應(yīng)的銷售單價(jià)供商頻道、節(jié)目提供商對(duì)應(yīng)的銷售單價(jià)等。等。 n6. SMS系統(tǒng)n環(huán)境管理模塊環(huán)境管理模塊 ：環(huán)境管理模塊用于管理有關(guān)節(jié)目分類，節(jié)目分類與節(jié)目提供商的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 n分類管理模塊分類管理模塊 ：在環(huán)境管理模塊的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)按節(jié)目?jī)?nèi)容進(jìn)行分類銷售方式，具體有：按照節(jié)目分類方式，按照節(jié)目主題方式，按照節(jié)目主題級(jí)別方式。 四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái) 4. 2 DVB-CA系統(tǒng)系統(tǒng)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái) 4. 2 DVB-CA系統(tǒng)系統(tǒng)n6. SMS系統(tǒng)系統(tǒng)n節(jié)目管理模塊節(jié)目管理模塊 ：n節(jié)目檔案管理：通過對(duì)節(jié)目進(jìn)行編號(hào)、

45、分類、主題等技術(shù)手段的處理，將節(jié)目整理成易于查詢、使用，易于分類統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)文件，主要有建立節(jié)目編碼規(guī)則；建立節(jié)目分類、主題和級(jí)別的相互關(guān)系；確定每個(gè)節(jié)目成熟率。 n節(jié)目單制作：通過播出計(jì)劃生成節(jié)目播出單，對(duì)節(jié)目重播、節(jié)目異日重播、節(jié)目和廣告在時(shí)間上的連接處理。 四、四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái) 6. SMS系統(tǒng)系統(tǒng)n統(tǒng)計(jì)報(bào)表處理：用戶管理系統(tǒng)能夠根據(jù)要求提供統(tǒng)計(jì)報(bào)表和統(tǒng)計(jì)圖，系統(tǒng)的報(bào)表有任意時(shí)間段的營(yíng)業(yè)報(bào)表，用戶信息統(tǒng)計(jì)表，用戶預(yù)定匯總表。n銀行信息處理 ：n數(shù)據(jù)通訊：通過銀行提供的服務(wù)器將有關(guān)的信息實(shí)時(shí)或者非實(shí)時(shí)地傳到用戶管理系統(tǒng)。n數(shù)據(jù)處理：對(duì)于合同用戶，當(dāng)其賬號(hào)下金額滿足要求時(shí)，系統(tǒng)向該

46、用戶發(fā)送授權(quán)，當(dāng)其賬號(hào)下金額不滿足要求時(shí)，系統(tǒng)有黑名單的處理功能；對(duì)于非合同用戶，用戶到銀行繳款預(yù)定節(jié)目提供商的某頻道、或全部頻道節(jié)目，系統(tǒng)有數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能，專門處理由于人為的原因造成的錯(cuò)誤信息。最后，將從銀行取來的正確數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成用戶管理系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)，修改資金帳產(chǎn)生準(zhǔn)EMM，同時(shí)產(chǎn)生財(cái)務(wù)上需要的銀行對(duì)帳表。 四、數(shù)字有線電視前端軟件平臺(tái)7. NMS系統(tǒng)n主要功能：v對(duì)編碼器、復(fù)用器、切換矩陣、調(diào)制器、衛(wèi)星接收機(jī)進(jìn)行監(jiān)控、參數(shù)配置和管理 v動(dòng)態(tài)編輯PSI/SI ，察看和設(shè)置播出節(jié)目信息 v通過網(wǎng)管完成編碼器、復(fù)用器、衛(wèi)星接收機(jī)的在線軟件升級(jí) v對(duì)本地及遠(yuǎn)端解碼器進(jìn)行監(jiān)控管理 五、數(shù)字電視技術(shù)的

47、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)n正如模擬電視有PAL、NTSC和SECAM等制式一樣，數(shù)字電視也要制定本身的標(biāo)準(zhǔn)。目前數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)有三種：美國(guó)的ATSC、歐洲的DVB，日本的ISDB。其中前兩種標(biāo)準(zhǔn)用得較為廣泛。1. ATSC ATSC(Advanced Television System Committee)是美國(guó)高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)的簡(jiǎn)稱，與1995年經(jīng)美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)正式批準(zhǔn)作為美國(guó)的高級(jí)電視（ATV）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。ATSC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一個(gè)在6MHz帶寬內(nèi)傳輸高質(zhì)量的視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，在地面廣播信道中可靠地傳輸約19Mbps的數(shù)字信息，在有線電視頻道中可靠傳輸38Mbps的數(shù)字信息，使該系統(tǒng)能提供的分辨率

48、是常規(guī)電視的5倍之多。ATSC被加拿大、韓國(guó)、阿根廷、中國(guó)臺(tái)灣、墨西哥采用，亞洲及中北美洲的許多國(guó)家也正在考慮使用。2DVB DVB（Digital Video Broadcasting）即數(shù)字視頻廣播，是歐洲廣播聯(lián)盟組織的一個(gè)項(xiàng)目，目前已有220多個(gè)組織參加。DVB項(xiàng)目的主要目標(biāo)是要找到一種對(duì)所有傳輸媒體都適用的數(shù)字電視技術(shù)和系統(tǒng)。因此，它的設(shè)計(jì)原則是使系統(tǒng)能夠靈活的傳送MPEG-2視頻、音頻和其他數(shù)據(jù)信息，使用統(tǒng)一的MPEG-2傳送比特流復(fù)用，使用統(tǒng)一的服務(wù)信息系統(tǒng)，使用統(tǒng)一的加擾系統(tǒng)（可有不同的加密方式），使用統(tǒng)一的RS前向糾錯(cuò)系統(tǒng)，最終形成一個(gè)通用的數(shù)字電視系統(tǒng)。 不同傳輸媒體可選用不

49、同的調(diào)制方式和信道編碼方法，其中DVB-S采用QPSK，DVB-C采用QAM，DVB-T采用COFDM。所有的DVB系列標(biāo)準(zhǔn)完全兼容MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)制定了解碼器公共接口標(biāo)準(zhǔn)、支持條件接收、提供數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)等特性。目前，DVB已經(jīng)擴(kuò)展到歐洲以外的國(guó)家和地區(qū)。世界上現(xiàn)有30個(gè)國(guó)家、200多家電視臺(tái)開始了DVB各種廣播業(yè)務(wù)，100多個(gè)廠家生產(chǎn)符合DVB標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。歐洲的DVB重點(diǎn)放在SDTV，其COFDM制式的地面廣播正在歐洲各國(guó)陸續(xù)開播。衛(wèi)星的MPEG2/DVB-S廣播已于1996年開播。 3ISDB 日本數(shù)字電視ISDB（Integrated-Services Digital Broadc

50、asting）標(biāo)準(zhǔn)于1993年9月制定。其核心內(nèi)容包括：既傳數(shù)字電視節(jié)目，又傳其它數(shù)據(jù)的綜合業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)；視頻編碼、音頻編碼、系統(tǒng)復(fù)用均遵循MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)；傳輸信道以衛(wèi)星為主。迫于歐洲和美國(guó)的發(fā)展形勢(shì)，已將原定于2005年才開始數(shù)字電視廣播的計(jì)劃改為2000年開始。并提出了ISDB-T制式，使數(shù)字電視地面廣播再次出現(xiàn)三大制式并存的局面。nATSC和DVB標(biāo)準(zhǔn)在信道的傳輸方式、數(shù)字音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)目信息表上都有所差別。ATSC標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注的是UHF和VHF頻道的數(shù)字地面HDTV，在6MHz信道內(nèi)只提供9.3Mbps的固定碼率，歐洲D(zhuǎn)VB以單一系統(tǒng)方式針對(duì)SDTV和HDTV，可用于所有廣播媒體，在設(shè)

51、計(jì)上碼率可變，在8MHz內(nèi)可選擇4.9-31.7Mbps不同的傳輸碼率，在支持條件接收方面，ATSC還沒有進(jìn)行相應(yīng)的工作。n三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的比較，傳輸：美國(guó)首先考慮地面廣播信道，歐洲和日本考慮衛(wèi)星信道；圖像規(guī)格：美國(guó)考慮地面廣播HDTV，歐洲強(qiáng)調(diào)圖像可分級(jí)性，日本強(qiáng)調(diào)多種數(shù)字業(yè)務(wù)集成，不只傳一種HDTV信號(hào)；數(shù)字調(diào)制方式：美國(guó)地面廣播采用8-VSB或16-VSB；歐洲和日本地面廣播采用OFDM。n我國(guó)的基本情況： 衛(wèi)星：已經(jīng)確定采用DVB-S 有線：正在試行DVB-C 地面：6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的比較實(shí)驗(yàn)之中，尚未 決定。六、數(shù)字有線電視系統(tǒng)數(shù)字有線電視系統(tǒng)示意圖InternetDVB-CDVB-C前前 端端衛(wèi)

52、星頻道衛(wèi)星頻道混合混合設(shè)備設(shè)備自錄頻道自錄頻道電纜電纜DVBDVB視頻視頻服務(wù)器服務(wù)器HFCHFC數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)服務(wù)器服務(wù)器播控中心播控中心數(shù)字有線電視系統(tǒng)組成示意圖 復(fù)用加擾系統(tǒng)調(diào)制系統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)條件接收系統(tǒng)用戶管理系統(tǒng)圖1 有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖省主干SDH網(wǎng)絡(luò)HFC機(jī)頂盒PSTN或Cable數(shù)字電視信源系統(tǒng)回傳服務(wù)器存儲(chǔ)播出系統(tǒng)系統(tǒng)組成n數(shù)字有線電視前端+HFC+用戶接收端 （復(fù)雜系統(tǒng)） （機(jī)頂盒） （一）、前端系統(tǒng)n基本組成： 數(shù)字電視信源系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、存儲(chǔ)播出系統(tǒng)、復(fù)用加擾系統(tǒng)、條件接收系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)、編碼調(diào)制系統(tǒng)、回傳處理系統(tǒng)、其它輔助系統(tǒng)。前端組成實(shí)例前端組成實(shí)例1、數(shù)字電視信

53、源系統(tǒng)n包括數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)的接收系統(tǒng)、模擬信號(hào)的編碼系統(tǒng)、SDH網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的分接、轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。該系統(tǒng)以后還將逐步具備傳輸來自寬帶IP等多種網(wǎng)絡(luò)節(jié)目源的能力。它的特點(diǎn)是將信號(hào)進(jìn)行一定格式轉(zhuǎn)換，使之成為符合DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的TS流信號(hào)。它對(duì)節(jié)目的內(nèi)容不加以編輯和存儲(chǔ)，只起到節(jié)目轉(zhuǎn)發(fā)的作用。 n數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)可以直接輸出TS流。n模擬信號(hào)源需要轉(zhuǎn)換成TS流*。n數(shù)字電視壓縮編碼系統(tǒng)（略）2、業(yè)務(wù)系統(tǒng)n播出前端對(duì)素材和信息進(jìn)行編輯和整理，采用DVB-DATA標(biāo)準(zhǔn)（我國(guó)數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)正在制定）對(duì)信息進(jìn)行封裝，完成播出TS流的打包；接收端機(jī)頂盒集成相應(yīng)接收模塊完成對(duì)數(shù)據(jù)信息的解析。目前，國(guó)內(nèi)的業(yè)

54、務(wù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)廣播、Internet接入、實(shí)時(shí)股票信息等等。 3、存儲(chǔ)播出系統(tǒng) n 包括節(jié)目素材上載與收錄系統(tǒng)、節(jié)目存儲(chǔ)與節(jié)目庫(kù)管理系統(tǒng)、節(jié)目預(yù)編/審核系統(tǒng)、準(zhǔn)視頻點(diǎn)播（NVOD）系統(tǒng)和專業(yè)頻道管理播出系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是可以對(duì)多種格式節(jié)目進(jìn)行上載，收錄存儲(chǔ)多種傳輸方式的節(jié)目，并將其轉(zhuǎn)換成TS流文件，并且支持手動(dòng)和自動(dòng)采集方式；對(duì)節(jié)目庫(kù)中存儲(chǔ)的文件進(jìn)行分類編目，提供高效的文件檢索功能；對(duì)（延時(shí)）播出的節(jié)目進(jìn)行監(jiān)審/編輯的功能；通過準(zhǔn)視頻點(diǎn)播（NVOD）系統(tǒng)和專業(yè)頻道管理播出系統(tǒng)完成節(jié)目播出。4、復(fù)用加擾系統(tǒng) n此部分將上述1、2、3系統(tǒng)傳來的信號(hào)，根據(jù)碼率進(jìn)行節(jié)目、數(shù)據(jù)信息復(fù)用并完成加擾，形成

55、若干個(gè)頻道的碼流。根據(jù)使用設(shè)備的不同，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有所差別，有些復(fù)用器內(nèi)置加擾模塊，信號(hào)在復(fù)用器的內(nèi)部可以完成加擾，有些復(fù)用器內(nèi)部不具有加擾模塊，需要外接獨(dú)立加擾設(shè)備。 n復(fù)用器多路復(fù)用器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分,相當(dāng)于交通樞紐中心,把不同方向運(yùn)載的貨物經(jīng)過復(fù)用器,根據(jù)用戶的不同需求重新裝到不同的車上從不同的路徑運(yùn)到不同的用戶手中。n復(fù)用器是以模塊方式組成 n復(fù)用器支持PID的重新映射 n將加密控制信息注入到指定的節(jié)目?jī)?nèi)容中進(jìn)行加密和控制 n具有PSI/SI信息編輯能力n支持多種條件接收系統(tǒng)，復(fù)用器還能對(duì)多家CA系統(tǒng)同時(shí)支持，真正實(shí)現(xiàn)Simulcrypt方案 框圖5、條件接收系統(tǒng) （CAS）n此系統(tǒng)

56、主要完成對(duì)信號(hào)的加擾控制和加密管理信息的分發(fā)，保證節(jié)目提供商和有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的利益。n根據(jù)數(shù)字信號(hào)加密保密性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以按不同分組情況對(duì)不同數(shù)字電視節(jié)目頻道進(jìn)行收費(fèi)管理。n條件接收系統(tǒng)是推動(dòng)數(shù)字電視走向市場(chǎng)成功的重要環(huán)節(jié)。條件接收系統(tǒng) 國(guó)外國(guó)外CACA的狀況的狀況n大部分運(yùn)營(yíng)商數(shù)字化，直接用戶數(shù)以千萬(wàn)計(jì)nCA有幾十種之多，符合DVB的有10多種，國(guó)內(nèi)常見的有5-6種n沒有統(tǒng)一的CA標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)上各不相同n大部分CAS不完全符合DVB同密的標(biāo)準(zhǔn)nIP CA成為市場(chǎng)的熱點(diǎn)n大運(yùn)營(yíng)商利用CAS壟斷運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)n盜卡現(xiàn)象十分嚴(yán)重，無(wú)法解決條件接收系統(tǒng) 國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)CACA的狀況的狀況n相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GY/Z

57、175-2001，GY/Z 174-2001 n現(xiàn)參與的企業(yè)有10多家，更多的企業(yè)正在加入總局圈定試點(diǎn)6家n大多數(shù)企業(yè)處于研發(fā)階段，有較大的技術(shù)差距n引進(jìn)國(guó)外技術(shù)開發(fā)本地化產(chǎn)品是較好的選擇n從同密走向多密（多播）n國(guó)家信息安全嚴(yán)格管理，國(guó)內(nèi)CA將成為主流條件接收系統(tǒng) 選擇選擇CACA要考慮的問題要考慮的問題n政策面：總局，密碼委，國(guó)家和產(chǎn)業(yè)的支持n服務(wù)：當(dāng)前和未來服務(wù)的可能性任何一種同收費(fèi)相關(guān)的業(yè)務(wù)都需要CA廠商的支持n安全性：n安全的歷史和商務(wù)條件n數(shù)據(jù)的安全性和算法的安全性n安全性在技術(shù)上的保證手段n技術(shù)：系統(tǒng)的先進(jìn)性以及技術(shù)的發(fā)展n價(jià)格：當(dāng)前和未來系統(tǒng)所要支付的費(fèi)用當(dāng)前的價(jià)格并不代表未來

58、系統(tǒng)的費(fèi)用nSTB和中間件條件接收系統(tǒng)縮寫縮寫CASCAS：有條件接收系統(tǒng)有條件接收系統(tǒng)EMMEMM：授權(quán)管理信息授權(quán)管理信息ECMECM：授權(quán)控制信息授權(quán)控制信息SASSAS： 用戶授權(quán)系統(tǒng)用戶授權(quán)系統(tǒng)SMSSMS：用戶管理系統(tǒng)用戶管理系統(tǒng)MUXMUX：復(fù)用器復(fù)用器SMART CARDSMART CARD：智能卡智能卡TRDTRD： 安全加密設(shè)備安全加密設(shè)備PPVPPV：節(jié)目分次預(yù)訂節(jié)目分次預(yù)訂IPPVIPPV： 即時(shí)購(gòu)買節(jié)目即時(shí)購(gòu)買節(jié)目OSDOSD： 屏幕顯示信息屏幕顯示信息條件接收系統(tǒng) CA CA的劃分和區(qū)別的劃分和區(qū)別n基于算法的CA，但非通用加擾算法n基于密鑰采用DES算法的CAn基于密鑰采用Triple-DES算法的CAn基于密鑰采用RSA算法的CA，如：ChinaCryptn安全性：RSA算法優(yōu)于Triple-DES算法Triple-DES算法優(yōu)于DES算法條件接收系統(tǒng)n條件接收系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)： 密碼學(xué)算法的實(shí)現(xiàn) 密鑰的生成和傳遞 ECM與EMM的生成 用戶授權(quán)系統(tǒng)用戶授權(quán)系統(tǒng)SA