基于數(shù)字前端技術的寬帶傳輸網(wǎng)絡

基于數(shù)字前端技術的寬帶傳輸網(wǎng)絡

1dvb-c網(wǎng)絡的復合化模擬根據(jù)廣東省潮汕區(qū)從高到低的設計原則，完成了班級帶寬網(wǎng)絡的改造和重建。第一個采用了兩種類型的f轉換技術和65mhz的傳輸頻率，并建立了一個雙向的hfl網(wǎng)絡，這些技術都達到了或優(yōu)于國家行業(yè)標準的860mhz。此外，通過sdh結構體系，國家通信總局還連接了該網(wǎng)絡，并與汕頭行政區(qū)內(nèi)的朝陽、澄海和所轄海島縣南部的華僑信息。目前在進行鄉(xiāng)鎮(zhèn)聯(lián)網(wǎng)覆蓋工程的同時,還在已有的36套數(shù)字電視節(jié)目的基礎上,正加緊設計、論證建設DVB-C平臺技術方案。高質(zhì)量寬帶傳輸網(wǎng)絡的建成,無疑為實現(xiàn)有線電視數(shù)字化提供了良好的條件和堅實的基礎,但本文僅就建設DVB-C平臺的關鍵——數(shù)字前端系統(tǒng)設備予以闡述。2平臺前端系統(tǒng)的一般結構為數(shù)字電視前端系統(tǒng)的一般結構,根據(jù)功能的不同可以將系統(tǒng)劃分為以下幾個相對獨立的子系統(tǒng)。(1)絡信號的分接、轉換包括數(shù)字衛(wèi)星的接收,模擬信號的編碼,SDH網(wǎng)絡信號的分接、轉換。該系統(tǒng)的特點是將信號進行一定格式的轉換,使之成為符合DVB-C標準的TS流信號,而對節(jié)目的內(nèi)容不進行編輯和存儲。(2)ts流的打包播出前端對素材和信息進行編輯和整理,采用DVB-DATA標準對信息進行封裝,完成對播出TS流的打包;接收端機頂盒集成相應的中間件,通過中間件中的接收模塊完成對數(shù)據(jù)信息的解析。采用中間件系統(tǒng)可以實現(xiàn)多種應用,如電子節(jié)目指南、付費收視、視頻點播、Internet接入等,使電視臺的利潤增長點從靠收視費和廣告費轉向多種應用增值,故也稱數(shù)字增值業(yè)務系統(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)目存儲與節(jié)目庫管理系統(tǒng)、節(jié)目預編/審核系統(tǒng)、準視頻點播系統(tǒng)和專業(yè)頻道管理播出系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點是對多種格式節(jié)目進行上載,收錄存儲多種傳輸方式的節(jié)目,并轉換成TS流文件,應支持手動和自動采集方式;對節(jié)目庫中存儲的文件進行分類編目,提供高效的文件檢索功能;對延時播出的節(jié)目進行監(jiān)審/編輯的功能;通過準視頻點播系統(tǒng)和專業(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)傳來的信號,根據(jù)碼率的對應關系進行優(yōu)化整合并完成加擾,形成若干個頻道的碼流。根據(jù)使用設備的不同,系統(tǒng)的結構有所差別,有的復用器內(nèi)置加擾模塊,信號在復用器的內(nèi)部可以完成加擾,有的復用器內(nèi)部不具有加擾功能,需外接獨立加擾設備。(5)接受系統(tǒng)的條件此系統(tǒng)主要完成對信號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)絡運營商的利益。(6)用戶管理系統(tǒng)此系統(tǒng)和條件接收系統(tǒng)使用專用的接口連接,主要對網(wǎng)絡中的信號進行商品化定義、管理以及對用戶收看節(jié)目的權限進行控制和收費。(7)hfc接口調(diào)制前的信號分成兩路,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)進行本地調(diào)制,進入HFC網(wǎng)絡;另一路通過接口適配器轉換成E3格式的信號,復接到SDH網(wǎng)絡上傳送到分前端。在分前端,使用網(wǎng)絡接口適配器,將信號轉換成TS流信號,可以直接使用QAM調(diào)制器進行調(diào)制,然后混入到本地的HFC網(wǎng)絡。(8)美期巖期仿真如機頂盒的軟件更新系統(tǒng),前端將網(wǎng)絡內(nèi)各個廠家和各種型號的機頂盒最新版本的程序,采用統(tǒng)一的標準封裝成DVB標準的TS流,調(diào)制后在網(wǎng)絡中傳輸,用戶端可以自動完成機頂盒的升級,保證新業(yè)務新技術的及時推廣。3dvb-c數(shù)字監(jiān)控平臺的設計原則前端是有線電視的心臟和信號的源頭。有線電視數(shù)字化改造的最終目標是建立集視頻、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)務平臺,使有線電視網(wǎng)絡成為一個承載各類業(yè)務、覆蓋面廣、技術先進、性能完善、安全可靠的數(shù)字化多媒體信息傳輸網(wǎng)絡,所以我們在設計建設DVB-C平臺時,首先必須有前瞻意識,遵循下列的設計原則:(1)標準(2)創(chuàng)新(3)可靠性(4)實用性和經(jīng)濟性(5)安全(6)可伸縮性(7)可訪問性(8)有效的緊湊性總之,建好DVB-C平臺,要在各個環(huán)節(jié)把好關,選用較為超前的數(shù)字前端系統(tǒng)設備,是建設高質(zhì)量DVB-C平臺的關鍵所在。4遵循系統(tǒng)故障原則,設計完善的數(shù)字前端設備前端設備的質(zhì)量決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量,為保證DVB-C平臺建設的高標準、高質(zhì)量,我們要按照上述設計原則,選擇智能化的數(shù)字前端設備,這是因為:(1)選用智能化數(shù)字前端設備,符合DVB標準,保證了設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)可以設置不同級別的管理員賬號,對所有設備均可以完全管理,特別是能夠使用自動矩陣來實現(xiàn)備份控制,使系統(tǒng)故障的反應和恢復時間極為短暫,保證了最高的安全性和可靠性;(3)智能化數(shù)字前端設備大多采用模塊化設計,在一個單一設備上可以通過功能板進行接口擴展,同時提供給用戶多種的接口類型進行選擇,易于實現(xiàn)系統(tǒng)的升級;(4)由于有線電視數(shù)字網(wǎng)絡是基于模擬環(huán)境下的數(shù)字信號的傳輸,因此必須采取數(shù)字調(diào)制技術將數(shù)字基帶信號調(diào)制到指定的載波上傳輸,因此高效數(shù)字調(diào)制技術尤為重要。汕頭廣播電視局在建設市有線電視網(wǎng)絡系統(tǒng)工程中,近年來力求從量的擴張逐步轉向質(zhì)的提高,并以有線電視作為實現(xiàn)數(shù)字電視的切入點,較為超前地引進了比利時BARCO(巴可)前端產(chǎn)品,促進廣播電視事業(yè)跨上了新臺階。筆者在前端中心機房工作了近20年,深感前端設備必須具備先進的穩(wěn)定性和高效的可靠性,建議在進行DVB-C平臺建設時,采用比利時BARCO(巴可)數(shù)字前端設備產(chǎn)品,因為BARCO(巴可)產(chǎn)品與美國哈雷公司的DIVICOM、法國的“湯姆遜”、德國的“霍斯曼”等同屬當今世界頂級的數(shù)字電視前端產(chǎn)品,價格也較為合理,而且該產(chǎn)品具有無可比擬的優(yōu)越性,又易于同其他先進設備兼容,共同構筑較為超前的DVB-C平臺。比利時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/關和PCR重新標記功能;靜態(tài)PID過濾功能;捷變頻率RF輸出;IF環(huán)通接口;前面板RF測試口(-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ROSA網(wǎng)管系統(tǒng)進行遙控和狀態(tài)監(jiān)控;通過ROSA可進行自動備份和自動電平調(diào)整。(2)解調(diào)參數(shù)的選擇與DVB-S標準完全兼容的衛(wèi)星接收機;支持的輸出碼率高達90Mbit/s(45Mbaud/s);頻譜反轉;支持MCPC和SCPC傳輸;自動或手動方式選擇解調(diào)參數(shù);狀態(tài)記錄(根據(jù)ITU-TG.826);增強的信號監(jiān)控(SNR,輸入信號電平,BER等);雙ASI輸出;950～2150MHzL波段輸入;可熱插拔;設計緊湊,3U高的GALAXY機架可安裝12個模塊;方便直觀的前控制面板;可通過ROSA管理系統(tǒng)進行遠程控制和狀態(tài)監(jiān)控;可通過軟件設置的觸點式繼電器;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輸入板可對多達12路(PEGASUSXT)或6路(PEGASUS)的多節(jié)目傳輸流(MPTS)進行再復用;碼率自適應;動態(tài)生成PSI/SI;內(nèi)置的PSI/SI瀏覽器;對輸入碼流進行詳細的碼率測量;每個輸入碼流都進行錯誤監(jiān)測;每個輸入碼流都可進行PID過濾/再映射;從前面板可直接查看報警狀態(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進行通信;高輸出比特率-凈荷高達155Mbit/s;ASI輸入接口,雙ASI輸出接口;每個輸入接口都可自動進行主/備輸入切換;通過Web瀏覽器進行控制,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關,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)實時私權控制對指定的節(jié)目或基本傳輸流進行DVB加擾;支持同密(Simulcrypt);兼容多個條件接收(CA)系統(tǒng),如:Viaccess/Nagra/Irdeto/Conax/NDS/Canal+/Philips/TsinghuaTongFang(清華永新同方)/DVN(天地數(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有關的MPEG-2節(jié)目專用信息(PSL)表;處理與CA有關的DVB服務信息(SI)表;碼率自適應,PCR重新標記;可遠程實時監(jiān)控傳輸流;ASI輸入和雙ASI輸出;可進行自動切換的輸入備份功能;內(nèi)嵌的用戶操作界面,設置方便快捷。(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?符合DVB標準;適用于數(shù)字前端中的多節(jié)目編碼及統(tǒng)計復用(含一般復用);多達3個視頻通道和8個音頻通道;MPEG-2格式視頻編碼(4?2?2P@ML和/或MP@ML);對圖像進行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;對模擬或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復用功能;RosaGUI使得操作和設置更方便直觀;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用的單節(jié)目編碼器;完全符合DVB標準;在數(shù)字前端中,可用多個編碼器級聯(lián)形成多節(jié)目編碼器,并具有統(tǒng)計復用功能;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信號處理(模擬或數(shù)字SDI視頻輸入均可);音頻信號采用MPEG-1LayerII和線性音頻編碼(SMPTE302M);支持DVB標準的標題插入;可對傳輸流進行本地節(jié)目插入;內(nèi)置傳輸流輸入接口,內(nèi)置傳輸流再復用功能;前控制面板和ROSA管理系統(tǒng)中的控制界面可快速進行設置;完善的備份功能。(7)視頻輸出模塊頂級的MPEG-2解碼器,適合節(jié)目采集、分配和ATSC/STL等應用場合;完全兼容DVB,有良好的互操作性;結構緊湊,19英寸1U機架;內(nèi)置多種網(wǎng)絡接口;視頻編碼碼率:(1.5～50)Mbit/s(4?2?2P@ML/MP@ML);高質(zhì)量的復合視頻輸出:PAL/PALplus/NTSC/PAL-M;可輸出內(nèi)嵌VBI/音頻信號和Genlock的SDI信號,適合演播室使用;多種VBI信號處理;1～2路立體聲音頻輸出(MPEGLayerII或SMPTE302M線性音頻);ASI信號時鐘再標記功能,SMPTE210M信號輸出(ATSC標準);可通過ROSA軟件進行設置及操作;報警狀態(tài)輸出及觸點控制的宏命令;帶用戶設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,通過廣泛的兼容性測試,確保與其他廠家的數(shù)字衛(wèi)星接收機配合工作;2U高的緊湊性設計,極低的功耗,可以堆疊放置,最省空間;可前面板按鍵操作(帶用戶預置功能),與ROSA網(wǎng)管系統(tǒng)兼容BISS(DVB)加擾功能;支持多種輸入信號、模擬復合視頻信號(PAL/NTSC)和數(shù)字SDI信號(內(nèi)嵌音頻信號和多種場逆程VBI信號);多至3路立體聲音頻節(jié)目可選,并支持無壓縮音頻傳輸(SMPTE302M);內(nèi)置傳輸流輸入及多路再復用功能;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)星接收機配套使用。(9)視頻編碼及顯示頂級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標準,通過廣泛的兼容性測試;結構緊湊,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標準);自動檢測編碼速率和頻譜;對誤碼率(BER)和Eb/No進行監(jiān)測;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)量的復合視頻輸出PAL,NTSC和/或內(nèi)嵌Genlock音頻信號的SDI信號,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;帶用戶設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)字廣播接口點距:0.26mm;超高分辨率:1000線;超黑屏幕,在各種環(huán)境下保持高的對比度;自動色溫校準;CCC(ContinuousCathodeCalibration,連續(xù)陰極校準);支持多種色溫設置(3200K,6500K,9300K和1個用戶自定義色溫);帶環(huán)通接口的10位數(shù)字視頻輸入接口;2個多制式的模擬復合輸入;自適應的梳狀電路(復合輸入);支持ClosedCaptioning(包括數(shù)字輸入);標準的廣播用功能如純紅(綠、藍)、純亮度顯示、掃描延遲等;用戶界面友好,方便直觀;16?9屏幕擋板(選件);可安裝于19英寸機架(選件)。除上述介紹外,還有:NEONTX/RX(電信接口適配器);ATLAS(數(shù)字開路廣播接收機);MIRA(MPEG-2解碼器);INDUS(傳輸流解擾器);REDUS(信號源選擇器);PICTOR(高清晰度電視[HDTV