基于數(shù)字前端技術(shù)的寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)

基于數(shù)字前端技術(shù)的寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)

1dvb-c網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合化模擬根據(jù)廣東省潮汕區(qū)從高到低的設(shè)計(jì)原則，完成了班級(jí)帶寬網(wǎng)絡(luò)的改造和重建。第一個(gè)采用了兩種類(lèi)型的f轉(zhuǎn)換技術(shù)和65mhz的傳輸頻率，并建立了一個(gè)雙向的hfl網(wǎng)絡(luò)，這些技術(shù)都達(dá)到了或優(yōu)于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的860mhz。此外，通過(guò)sdh結(jié)構(gòu)體系，國(guó)家通信總局還連接了該網(wǎng)絡(luò)，并與汕頭行政區(qū)內(nèi)的朝陽(yáng)、澄海和所轄海島縣南部的華僑信息。目前在進(jìn)行鄉(xiāng)鎮(zhèn)聯(lián)網(wǎng)覆蓋工程的同時(shí),還在已有的36套數(shù)字電視節(jié)目的基礎(chǔ)上,正加緊設(shè)計(jì)、論證建設(shè)DVB-C平臺(tái)技術(shù)方案。高質(zhì)量寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)的建成,無(wú)疑為實(shí)現(xiàn)有線(xiàn)電視數(shù)字化提供了良好的條件和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),但本文僅就建設(shè)DVB-C平臺(tái)的關(guān)鍵——數(shù)字前端系統(tǒng)設(shè)備予以闡述。2平臺(tái)前端系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)為數(shù)字電視前端系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu),根據(jù)功能的不同可以將系統(tǒng)劃分為以下幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)。(1)絡(luò)信號(hào)的分接、轉(zhuǎn)換包括數(shù)字衛(wèi)星的接收,模擬信號(hào)的編碼,SDH網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的分接、轉(zhuǎn)換。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是將信號(hào)進(jìn)行一定格式的轉(zhuǎn)換,使之成為符合DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的TS流信號(hào),而對(duì)節(jié)目的內(nèi)容不進(jìn)行編輯和存儲(chǔ)。(2)ts流的打包播出前端對(duì)素材和信息進(jìn)行編輯和整理,采用DVB-DATA標(biāo)準(zhǔn)對(duì)信息進(jìn)行封裝,完成對(duì)播出TS流的打包;接收端機(jī)頂盒集成相應(yīng)的中間件,通過(guò)中間件中的接收模塊完成對(duì)數(shù)據(jù)信息的解析。采用中間件系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用,如電子節(jié)目指南、付費(fèi)收視、視頻點(diǎn)播、Internet接入等,使電視臺(tái)的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)從靠收視費(fèi)和廣告費(fèi)轉(zhuǎn)向多種應(yīng)用增值,故也稱(chēng)數(shù)字增值業(yè)務(wù)系統(tǒng)。(3)播出系統(tǒng)的功能包括節(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)播系統(tǒng)和專(zhuān)業(yè)頻道管理播出系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是對(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,并轉(zhuǎn)換成TS流文件,應(yīng)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(lèi)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(guò)準(zhǔn)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)和專(zhuān)業(yè)頻道管理播出系統(tǒng)完成節(jié)目播出。(4)加擾的碼流形成此部分將上述系統(tǒng)傳來(lái)的信號(hào),根據(jù)碼率的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化整合并完成加擾,形成若干個(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,有的復(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,有的復(fù)用器內(nèi)部不具有加擾功能,需外接獨(dú)立加擾設(shè)備。(5)接受系統(tǒng)的條件此系統(tǒng)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(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的利益。(6)用戶(hù)管理系統(tǒng)此系統(tǒng)和條件接收系統(tǒng)使用專(zhuān)用的接口連接,主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)進(jìn)行商品化定義、管理以及對(duì)用戶(hù)收看節(jié)目的權(quán)限進(jìn)行控制和收費(fèi)。(7)hfc接口調(diào)制前的信號(hào)分成兩路,一路直接QAM調(diào)制器(正交振幅調(diào)制QuadratureAmplitudeModulation,其調(diào)制效率高,要求傳送途徑的信噪比高,適合在傳輸環(huán)境最好的光纖和同軸電纜中傳輸)進(jìn)行本地調(diào)制,進(jìn)入HFC網(wǎng)絡(luò);另一路通過(guò)接口適配器轉(zhuǎn)換成E3格式的信號(hào),復(fù)接到SDH網(wǎng)絡(luò)上傳送到分前端。在分前端,使用網(wǎng)絡(luò)接口適配器,將信號(hào)轉(zhuǎn)換成TS流信號(hào),可以直接使用QAM調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制,然后混入到本地的HFC網(wǎng)絡(luò)。(8)美期巖期仿真如機(jī)頂盒的軟件更新系統(tǒng),前端將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)廠(chǎng)家和各種型號(hào)的機(jī)頂盒最新版本的程序,采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)封裝成DVB標(biāo)準(zhǔn)的TS流,調(diào)制后在網(wǎng)絡(luò)中傳輸,用戶(hù)端可以自動(dòng)完成機(jī)頂盒的升級(jí),保證新業(yè)務(wù)新技術(shù)的及時(shí)推廣。3dvb-c數(shù)字監(jiān)控平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則前端是有線(xiàn)電視的心臟和信號(hào)的源頭。有線(xiàn)電視數(shù)字化改造的最終目標(biāo)是建立集視頻、音頻和數(shù)據(jù)的采集、制作、播出于一體的綜合數(shù)字電視業(yè)務(wù)平臺(tái),使有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)承載各類(lèi)業(yè)務(wù)、覆蓋面廣、技術(shù)先進(jìn)、性能完善、安全可靠的數(shù)字化多媒體信息傳輸網(wǎng)絡(luò),所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)建設(shè)DVB-C平臺(tái)時(shí),首先必須有前瞻意識(shí),遵循下列的設(shè)計(jì)原則:(1)標(biāo)準(zhǔn)(2)創(chuàng)新(3)可靠性(4)實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性(5)安全(6)可伸縮性(7)可訪(fǎng)問(wèn)性(8)有效的緊湊性總之,建好DVB-C平臺(tái),要在各個(gè)環(huán)節(jié)把好關(guān),選用較為超前的數(shù)字前端系統(tǒng)設(shè)備,是建設(shè)高質(zhì)量DVB-C平臺(tái)的關(guān)鍵所在。4遵循系統(tǒng)故障原則,設(shè)計(jì)完善的數(shù)字前端設(shè)備前端設(shè)備的質(zhì)量決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量,為保證DVB-C平臺(tái)建設(shè)的高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量,我們要按照上述設(shè)計(jì)原則,選擇智能化的數(shù)字前端設(shè)備,這是因?yàn)?(1)選用智能化數(shù)字前端設(shè)備,符合DVB標(biāo)準(zhǔn),保證了設(shè)備間的最好兼容性與最佳穩(wěn)定性,可提供最高的節(jié)目質(zhì)量;(2)可以設(shè)置不同級(jí)別的管理員賬號(hào),對(duì)所有設(shè)備均可以完全管理,特別是能夠使用自動(dòng)矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)備份控制,使系統(tǒng)故障的反應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間極為短暫,保證了最高的安全性和可靠性;(3)智能化數(shù)字前端設(shè)備大多采用模塊化設(shè)計(jì),在一個(gè)單一設(shè)備上可以通過(guò)功能板進(jìn)行接口擴(kuò)展,同時(shí)提供給用戶(hù)多種的接口類(lèi)型進(jìn)行選擇,易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的升級(jí);(4)由于有線(xiàn)電視數(shù)字網(wǎng)絡(luò)是基于模擬環(huán)境下的數(shù)字信號(hào)的傳輸,因此必須采取數(shù)字調(diào)制技術(shù)將數(shù)字基帶信號(hào)調(diào)制到指定的載波上傳輸,因此高效數(shù)字調(diào)制技術(shù)尤為重要。汕頭廣播電視局在建設(shè)市有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程中,近年來(lái)力求從量的擴(kuò)張逐步轉(zhuǎn)向質(zhì)的提高,并以有線(xiàn)電視作為實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視的切入點(diǎn),較為超前地引進(jìn)了比利時(shí)BARCO(巴可)前端產(chǎn)品,促進(jìn)廣播電視事業(yè)跨上了新臺(tái)階。筆者在前端中心機(jī)房工作了近20年,深感前端設(shè)備必須具備先進(jìn)的穩(wěn)定性和高效的可靠性,建議在進(jìn)行DVB-C平臺(tái)建設(shè)時(shí),采用比利時(shí)BARCO(巴可)數(shù)字前端設(shè)備產(chǎn)品,因?yàn)锽ARCO(巴可)產(chǎn)品與美國(guó)哈雷公司的DIVICOM、法國(guó)的“湯姆遜”、德國(guó)的“霍斯曼”等同屬當(dāng)今世界頂級(jí)的數(shù)字電視前端產(chǎn)品,價(jià)格也較為合理,而且該產(chǎn)品具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性,又易于同其他先進(jìn)設(shè)備兼容,共同構(gòu)筑較為超前的DVB-C平臺(tái)。比利時(shí)BARCO(巴可)DVB-C產(chǎn)品主要有如下所列舉的品種。(1)rosa接口改造支持廣泛的數(shù)據(jù)速率、調(diào)制帶寬和星座數(shù);完全符合ITU-TJ.83,附錄A(DVB),B(OpenCable),C(Japan);ASI輸入接口(帶有源環(huán)通接口);可選用多種的傳輸流(TS)輸入接口;碼率調(diào)整開(kāi)/關(guān)和PCR重新標(biāo)記功能;靜態(tài)PID過(guò)濾功能;捷變頻率RF輸出;IF環(huán)通接口;前面板RF測(cè)試口(-20dB);60dBmV(RMS)輸出電平;帶控制按鈕和LCD顯示屏的前控制面板;可通過(guò)ROSA網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行遙控和狀態(tài)監(jiān)控;通過(guò)ROSA可進(jìn)行自動(dòng)備份和自動(dòng)電平調(diào)整。(2)解調(diào)參數(shù)的選擇與DVB-S標(biāo)準(zhǔn)完全兼容的衛(wèi)星接收機(jī);支持的輸出碼率高達(dá)90Mbit/s(45Mbaud/s);頻譜反轉(zhuǎn);支持MCPC和SCPC傳輸;自動(dòng)或手動(dòng)方式選擇解調(diào)參數(shù);狀態(tài)記錄(根據(jù)ITU-TG.826);增強(qiáng)的信號(hào)監(jiān)控(SNR,輸入信號(hào)電平,BER等);雙ASI輸出;950～2150MHzL波段輸入;可熱插拔;設(shè)計(jì)緊湊,3U高的GALAXY機(jī)架可安裝12個(gè)模塊;方便直觀(guān)的前控制面板;可通過(guò)ROSA管理系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)監(jiān)控;可通過(guò)軟件設(shè)置的觸點(diǎn)式繼電器;LNB供電模塊(選件)可選擇極化方式和高/低波段切換。(3)pid監(jiān)控和mpts輸入板可對(duì)多達(dá)12路(PEGASUSXT)或6路(PEGASUS)的多節(jié)目傳輸流(MPTS)進(jìn)行再?gòu)?fù)用;碼率自適應(yīng);動(dòng)態(tài)生成PSI/SI;內(nèi)置的PSI/SI瀏覽器;對(duì)輸入碼流進(jìn)行詳細(xì)的碼率測(cè)量;每個(gè)輸入碼流都進(jìn)行錯(cuò)誤監(jiān)測(cè);每個(gè)輸入碼流都可進(jìn)行PID過(guò)濾/再映射;從前面板可直接查看報(bào)警狀態(tài);內(nèi)置以太網(wǎng)接口用于與管理系統(tǒng)、Web瀏覽器和SI-Server進(jìn)行通信;高輸出比特率-凈荷高達(dá)155Mbit/s;ASI輸入接口,雙ASI輸出接口;每個(gè)輸入接口都可自動(dòng)進(jìn)行主/備輸入切換;通過(guò)Web瀏覽器進(jìn)行控制,使用方便;單路ASI,MPTS輸入板(內(nèi)置SPI接口和輸入備份切換開(kāi)關(guān),可選);兩路ASI,MPTS輸入板(帶環(huán)通輸出接口,可選);-48V電源(選件)。(4)實(shí)時(shí)私權(quán)控制對(duì)指定的節(jié)目或基本傳輸流進(jìn)行DVB加擾;支持同密(Simulcrypt);兼容多個(gè)條件接收(CA)系統(tǒng),如:Viaccess/Nagra/Irdeto/Conax/NDS/Canal+/Philips/TsinghuaTongFang(清華永新同方)/DVN(天地?cái)?shù)碼)/China-Crypt(中視聯(lián))/Mediagate(三洲迅馳)等;EMM和ECM數(shù)據(jù)流插入;生成加擾控制字;處理與CA有關(guān)的MPEG-2節(jié)目專(zhuān)用信息(PSL)表;處理與CA有關(guān)的DVB服務(wù)信息(SI)表;碼率自適應(yīng),PCR重新標(biāo)記;可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控傳輸流;ASI輸入和雙ASI輸出;可進(jìn)行自動(dòng)切換的輸入備份功能;內(nèi)嵌的用戶(hù)操作界面,設(shè)置方便快捷。(5)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)多通道編碼器,非常適合節(jié)目采集和分配傳輸?shù)膽?yīng)用;符合DVB標(biāo)準(zhǔn);適用于數(shù)字前端中的多節(jié)目編碼及統(tǒng)計(jì)復(fù)用(含一般復(fù)用);多達(dá)3個(gè)視頻通道和8個(gè)音頻通道;MPEG-2格式視頻編碼(4?2?2P@ML和/或MP@ML);對(duì)圖像進(jìn)行PreSight處理,降低噪音,改善圖像的質(zhì)量;視頻數(shù)據(jù)傳輸率從1.5～50Mbps連續(xù)可調(diào);高質(zhì)量模擬多制式復(fù)合輸入(PAL,PALplus和NTSC);支持內(nèi)嵌聲音和數(shù)據(jù)的SDI輸入信號(hào);對(duì)模擬或SDI輸入都支持多種VBI處理方式;保證高保真聲音傳輸?shù)腗PEGLayerII和線(xiàn)性音頻(SMPTE302M)編碼;支持DVB字幕插入;內(nèi)置傳輸流輸入及多路再?gòu)?fù)用功能;RosaGUI使得操作和設(shè)置更方便直觀(guān);支持冗余備份。(6)視頻編碼和視頻輸入適合節(jié)目采集交換及分配應(yīng)用的單節(jié)目編碼器;完全符合DVB標(biāo)準(zhǔn);在數(shù)字前端中,可用多個(gè)編碼器級(jí)聯(lián)形成多節(jié)目編碼器,并具有統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能;MPEG-2視頻編碼(4?2?2P@ML和/或MP@ML);視頻編碼碼率從(1.5～50)Mbit/s連續(xù)可調(diào);高保真的模擬復(fù)合輸入(PAL,PALplus,NTSC);SDI輸入(可內(nèi)嵌音頻和數(shù)據(jù));多種VBI信號(hào)處理(模擬或數(shù)字SDI視頻輸入均可);音頻信號(hào)采用MPEG-1LayerII和線(xiàn)性音頻編碼(SMPTE302M);支持DVB標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)題插入;可對(duì)傳輸流進(jìn)行本地節(jié)目插入;內(nèi)置傳輸流輸入接口,內(nèi)置傳輸流再?gòu)?fù)用功能;前控制面板和ROSA管理系統(tǒng)中的控制界面可快速進(jìn)行設(shè)置;完善的備份功能。(7)視頻輸出模塊頂級(jí)的MPEG-2解碼器,適合節(jié)目采集、分配和ATSC/STL等應(yīng)用場(chǎng)合;完全兼容DVB,有良好的互操作性;結(jié)構(gòu)緊湊,19英寸1U機(jī)架;內(nèi)置多種網(wǎng)絡(luò)接口;視頻編碼碼率:(1.5～50)Mbit/s(4?2?2P@ML/MP@ML);高質(zhì)量的復(fù)合視頻輸出:PAL/PALplus/NTSC/PAL-M;可輸出內(nèi)嵌VBI/音頻信號(hào)和Genlock的SDI信號(hào),適合演播室使用;多種VBI信號(hào)處理;1～2路立體聲音頻輸出(MPEGLayerII或SMPTE302M線(xiàn)性音頻);ASI信號(hào)時(shí)鐘再標(biāo)記功能,SMPTE210M信號(hào)輸出(ATSC標(biāo)準(zhǔn));可通過(guò)ROSA軟件進(jìn)行設(shè)置及操作;報(bào)警狀態(tài)輸出及觸點(diǎn)控制的宏命令;帶用戶(hù)設(shè)置保存功能的前控制面板;非常適合與POLARISMKII多節(jié)目編碼器、PYXISMKII等MPEG-2編碼器及POLARIS/PYXISATSC配套使用。(8)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)單節(jié)目編碼器,適合數(shù)字新聞采集DSNG、衛(wèi)星節(jié)目交換和地面新聞采集應(yīng)用;可選內(nèi)置解調(diào)器;支持高階調(diào)制QPSK,16QAM(適合DVB規(guī)范);支持MPEG-2MP@ML和4?2?2P@ML編碼方式,適合不同應(yīng)用需求;PreSight處理可以有效降噪,特別有助于改善低碼率壓縮的圖像質(zhì)量;完全符合DVB規(guī)范,通過(guò)廣泛的兼容性測(cè)試,確保與其他廠(chǎng)家的數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)配合工作;2U高的緊湊性設(shè)計(jì),極低的功耗,可以堆疊放置,最省空間;可前面板按鍵操作(帶用戶(hù)預(yù)置功能),與ROSA網(wǎng)管系統(tǒng)兼容BISS(DVB)加擾功能;支持多種輸入信號(hào)、模擬復(fù)合視頻信號(hào)(PAL/NTSC)和數(shù)字SDI信號(hào)(內(nèi)嵌音頻信號(hào)和多種場(chǎng)逆程VBI信號(hào));多至3路立體聲音頻節(jié)目可選,并支持無(wú)壓縮音頻傳輸(SMPTE302M);內(nèi)置傳輸流輸入及多路再?gòu)?fù)用功能;帶RS232異步數(shù)據(jù)和同步高速數(shù)據(jù)接口;非常適合與STELLARIRDIRDMKII一體化衛(wèi)星接收機(jī)配套使用。(9)視頻編碼及顯示頂級(jí)IRD,特別適合DSNG、衛(wèi)星節(jié)目交換和節(jié)目分配;完全符合DVB標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)廣泛的兼容性測(cè)試;結(jié)構(gòu)緊湊,19英寸1U高,低功耗,可完全堆疊;L波段輸入(950～2150MHz)包括LNB供電;支持高階調(diào)制QPSK,8PSK,16QAM(均符合DVB標(biāo)準(zhǔn));自動(dòng)檢測(cè)編碼速率和頻譜;對(duì)誤碼率(BER)和Eb/No進(jìn)行監(jiān)測(cè);MPEG-2解碼(4?2?2P@ML,MP@ML);視頻編碼碼率:(1.5～50)Mbit/s(4?2?2P@ML/MP@ML);高質(zhì)量的復(fù)合視頻輸出PAL,NTSC和/或內(nèi)嵌Genlock音頻信號(hào)的SDI信號(hào),適合演播室使用;1～2路立體聲音頻輸出(2～4單聲道)-模擬/數(shù)字/內(nèi)嵌;BISS(DVB)解擾;ASI輸出;帶用戶(hù)設(shè)置保存功能的前控制面板;非常適合與SATURNMKIIMPEG-2編碼器配套使用。(10)數(shù)字廣播接口點(diǎn)距:0.26mm;超高分辨率:1000線(xiàn);超黑屏幕,在各種環(huán)境下保持高的對(duì)比度;自動(dòng)色溫校準(zhǔn);CCC(ContinuousCathodeCalibration,連續(xù)陰極校準(zhǔn));支持多種色溫設(shè)置(3200K,6500K,9300K和1個(gè)用戶(hù)自定義色溫);帶環(huán)通接口的10位數(shù)字視頻輸入接口;2個(gè)多制式的模擬復(fù)合輸入;自適應(yīng)的梳狀電路(復(fù)合輸入);支持ClosedCaptioning(包括數(shù)字輸入);標(biāo)準(zhǔn)的廣播用功能如純紅(綠、藍(lán))、純亮度顯示、掃描延遲等;用戶(hù)界面友好,方便直觀(guān);16?9屏幕擋板(選件);可安裝于19英寸機(jī)架(選件)。除上述介紹外,還有:NEONTX/RX(電信接口適配器);ATLAS(數(shù)字開(kāi)路廣播接收機(jī));MIRA(MPEG-2解碼器);INDUS(傳輸流解擾器);REDUS(信號(hào)源選擇器);PICTOR(高清晰度電視[HDTV