談談有線電視數字前端的構成

孫顯波

一、前言

我國的廣播電視正在經歷從模擬向數字體制轉化,廣播電視的數字化將為數據傳輸系統提供方便的接口。數字電視及網絡技術是國民經濟一個新的增長點,在有線電視平臺上提供數字多媒體綜合業務,網絡運營者、機頂盒及接收卡制造商、節目提供者均可以獲得可觀的經濟收入,從而增加社會經濟效益。

二、有線電視數字前端的構成

有線電視數字前端包含的內容比模擬前端要更加的廣泛。主要可分為四個功能部分,即信號輸入部分、信號處理部分、信號輸出部分和系統管理部分,每一部分都有其特定的功能,這些各種不同的功能部分組成了完整的前端。

很明顯,過去那種全合一式的前端設計是不足以應付當今數字前端對靈活性的要求的。由于需要許多不同的設備和要求的不斷變化,未來的數字前端不僅需要很強的適應性,而且需要緊湊的結構設計。

1.輸入部分:數字前端的輸入部分接收來自不同網絡的許多節目,并將它們轉換為統一的格式。ASI標準的基帶數字信號傳輸的接口格式是按DVB標準做的,并且是國際通用的。這就保證了各種設備之間,以及與其他公司的設備之間的交互操作性。

2.處理部分:處理部分是數字前端的核心。在這里所有節目進行解擾、截取、再復用和再加擾。服務信息隨時更新以保證正確地引導機頂盒工作,并且所有的應用數據均能正確地插入。在所有的前端處理部分,ASI工作為標準接口,這樣以后就能容易地增加任何供應商所提供的設備。

處理部分包括:解擾、切換、再復用,SI處理及再加擾。

多數接收到的節目是加密的,為了進一步處理需要解密。解擾應該用全數字域的,這樣無須變回模擬視頻。

將TS解擾器作成一個帶ASI輸入、輸出接口的小插件,可以很容易地把它插到前端所用的任何接收設備中去。

這可按需要作1:1和n:1的混合式的備份,而達到無“故障點”。再復用可算是數字前端中最重要的處理了。就是在這里建立了向用戶提供的節目傳輸流。所有接收到的信號以多個ASI傳輸流的方式加到再復用器的輸入,所需要的與不想要的節目可能是在一個TS流里,首先需要將所需要的節目從傳輸流中提取,然后再將所提取的所有節目建立一個新的傳輸流,再加上附加信息以便引導機頂盒的正常接收和解碼。再復用處理是為了重新組織與更新所取得節目的服務信息(SI)。而所有其他的處理,直到建立新的傳輸流都是自動進行的。這樣才能減少錯誤碼。

在諸輸入傳輸流處理之前,首先要檢查它們是否有“錯誤”,并記錄下來,加以糾正,以免繼續傳播至用戶的機頂盒上去。同時對所有傳輸流的成分測量其比特率,從而保證既充分利用又不超過輸出的最大比特率。

再復用的另一重要特點是能讓輸出傳輸流自動跟隨輸入信號的諸多變化,及時地將這些變化反應至輸出的傳輸流中去。

服務信息SI表與節目特定信息PSI表對機頂盒正常工作是很關鍵的。應該給予極大的重視。那些僅與它們所在的傳輸流有關的表稱為“現行表”。再復用器重建傳輸流時對“現行表”進行實時處理。而那些在同一網絡中有關其他傳輸流信息的表,則必須由其他設備處理,同時這些設備應能與系統中所有的再復用器進行通信。只有這樣,所有的表才能在所有的傳輸流中保持一致,還應有手段建立與編緝那些“off-line”的表,以便下載給再復用器進行傳輸。

另一個SI服務器系統的工具是EIF(事件信息表)產生器,用該產生器可以建立與排序那些包含EPG(電子節目表)所需數據的表。而EPG對機頂盒的使用是很重要的。

在進入數字前端輸出部分前的最后處理是“加擾”。加擾器的工作是與CA系統密切相關的。用“同密”標準,可以在同一個傳輸流中,使用兩種或兩種以上不同的CA系統。這一特點能很方便增加新的和停用舊的CA系統。在系統保持原有功能下,可增加許多采用新的CA系統的新的機頂盒。加擾器在本身進行加擾的同時還有一些其他與CA有關的功能。它將來自CA系統的EMM和ECM插入到傳輸流中去,相應地更新所有相關的PSI和SI表的信息。同時適應地改變了輸出的比特率,以滿足輸出設備的要求。

3.輸出部分:數字前端的輸出部分與模擬前端相比,主要是使用QAM調制器,得到已經處理的信息后把它變成傳輸網絡所需的信號格式。QAM調制方式在現有的有線電視網絡上無需進行任何改造就可運行的實驗已完成,傳輸數據率高,誤碼率低,數據和視頻節目可以在同一個頻道傳輸。

在HFC中采用64QAM調制方式,一個標準的8M電視頻道傳數據率可達40Mbps。因此,采用DVB-C的QAM調制方式,既提高了網絡容量 ,又兼容未來的發展趨勢。

4.系統管理部分:數字前端的系統管理部分管理整個系統運行所必需的數據。主要包括:所要播出的節目的全部信息,系統用戶全部信息。因此,對于正式運營的系統,系統管理部分至關重要。

管理服務軟件是保障數字業務運轉的重要模塊。管理服務軟件主要包括:節目管理,計費管理,用戶管理,授權管理。節目管理軟件保證節目被合理的組織起來并提供給用戶節目單;用戶管理軟件控制全部的用戶賬號信息;授權管理軟件保證只有合法的用戶才能到到節目;計費管理軟件為收到節目的用戶進行計費統計。

三、總結:

只要遵循幾個簡單的設計方針,維護一個數字前端就可以做到像模擬前端一樣的簡單。然而其功能與容量卻遠遠大于后者。

飛速發展的數字電視,將逐步取代模擬電視,人們對基于DVB標準的數字電視多媒體業務的需求會越來越多,并且數字電視業務已不再局限于視頻,更為主要的是在互動式業務方面的應用,提供諸如視頻點播、數據廣播、高速INTERNET等業務。基于地面數字多媒體綜合業務有著廣闊的推廣應用前景。□ (編輯/丹桔)