標準型家庭網絡和多業務平臺總體概要設計

廣州廣聯數字家庭產業技術研究院

（廣州廣聯數字家庭產業技術研究院，廣東 廣州 541000）

1 多電視問題

標準型家庭網絡和多業務平臺與經濟型家庭網絡和多業務平臺的差別僅僅在于構建多電視業務平臺。在互動電視系統中，目前僅僅考慮“一個機頂盒對應一部電視機”。可以設想，一個家庭有兩部電視機就要使用兩個機頂盒。如此看來一個家庭“多電視”應該不會成為問題。但是，從用戶角度來看，存在多個問題:第一，機頂盒已經成為不受歡迎的電子設備，用戶不再歡迎第二個機頂盒；第二，運營商規定，第一個機頂盒免費配送，而第二個機頂盒需要用戶購買，用戶認為定價過高；第三，每一部電視機需要拉一條電視電纜，而且位置固定，用戶認為麻煩且不方便。

這些問題歸納起來就是:第一，盡可能實現一體機；第二，實現可搬移配置多部電視機；第三，不要家庭施工。

2 傳統構建多電視業務平臺的思路

目前的方法是一個電視機配置一個機頂盒。如果一個家庭有兩部電視機，只要配置兩個機頂盒，就可以分別收看不同的電視。這是一個簡單明了的思路。但是，接入電視電纜如何配置呢？如果分別使用兩條接入電視電纜各傳各的，如同兩個家庭，各自都有一部電視機一樣，自然可行。但是，實際上一條接入電視電纜已經把全部電視節目都送到了家中，因此有人提出了并聯電視機的方法。此外，還有人提出了合并機頂盒的方案。但是，此方案存在兩個電視機與一個組合機頂盒連接的問題。尤其值得一提的是高清電視與高清機頂盒之間的連接問題，其間傳輸速率可能會達到13 Gbit/s。于是又引出了超高速傳輸及其接口標準問題，更不要說13 Gbit/s傳輸的成本問題。

3 基于家庭網絡的多電視機業務平臺構建方案

參見圖1，通過電視電纜或者無源光網絡，電視中心或者電視前端系統，已經把所有廣播電視節目送到了家庭網關。因此，多個電視機可以一起分享這些電視節目。

但是，在本方案中各個電視機都是連接在同一個家庭網絡的總線上，而總線只能傳遞數字信號。一個直觀的解決思路是，把所有廣播電視節目都數字化，并且同時送至各個電視機。這時，要求總線的傳輸速率達到108×38 Mbit/s。可見，這種思路是行不通的。一種不難設想的解決方案是，各個電視機都采取類似“點播電視”的方式，分別從家庭網關中選擇一個“廣播電視”節目。這種操作與利用遙控器從機頂盒中選擇節目是等效的，如圖2所示。

為此，此處必須把傳統的“機頂盒功能”拆開，如圖2所示，把頻道選擇、解調、信道解碼和節目選擇功能留在家庭網關之內，把AC解擾、節目分解和信源解碼功能配置在電視機中或者配置在類似機頂盒的電視機適配器中。如果能夠實現CA機卡分離，就可以配置在電視機中。

4 實現“多電視”的基本構思

4.1 可搬移配置多部電視

把多部電視機分別連接在家庭局域網總線上，這樣做可以實現“可搬移配置多部電視機”，而且“不需要家庭施工”。

4.2 并列配置多個頻道選擇和節目選擇功能模塊

電視電纜已經把全部廣播電視節目送到家庭網關入口，在家庭網關中配置多個并列的“頻道選擇和節目選擇功能模塊”。這些模塊分別接受某一部電視機的遙控，然后家庭網關將對應的電視節目傳輸至相應的電視機。

4.3 把傳統的機頂盒功能分成兩個部分

這時，必須把傳統的機頂盒功能分成兩個部分:頻道選擇和節目選擇功能模塊放在家庭網關中，條件接收和信源解碼功能模塊放在電視機中。在兩個模塊中間，就是“單一節目傳遞截面”，只傳輸一個8 Mbit/s（高清電視）或者4 Mbit/s（標清電視）數字信號。

4.4 在家庭網關與各個電視機之間相互通信

在家庭網關與各個電視機之間需要通過家庭局域網相互通信:電視機發節目選擇控制信號給家庭網關；家庭網關發電視節目信號給電視機。這種通信關系可以根據局域網通信規約行事；其間通信復用可以采取統計復用（給各個模塊和各個電視機配置特定的地址編碼）或者時分復用（給各個模塊和各個電視機配置特定的復用時隙）。

4.5 把信號分接與信源解碼模塊放在電視機中

如果實現“機卡分離”方案，就可以把信號分接與信源解碼功能模塊放在一體化電視機中，把條件接收卡插入電視機面板上。這樣，便真正實現了一體電視機。

4.6 電視機與“前端”之間照常實現點播功能

上述功能都是在家庭網絡內核實現的。關于點播電視功能，仍然可以在一個電視機（包括原來機頂盒的點播功能）與前端系統之間照常進行。

5 家庭網關的多通路調諧問題

在上述方案中，需要考慮如何在一個網關產品里支持多通道解調。數字高頻頭Tunner是解決數字電視問題的一個重要部件，它負責接收電視信號的調諧及實現高頻信號放大。機頂盒通過鎖定高頻頭內諧振頻率改變來更換頻道。目前市場上的機頂盒內都只配置了一個高頻頭。數字高頻頭Tunner通過相位鎖定回路（PLL）處理選臺的控制信號，從而影響射頻信號的低通，UHF/VHF信號混合以及UHF/VHF信號放大模塊，如圖3所示。如果信號通過數字高頻頭后到達解調器，解調器使用取樣技術，把模擬MPEG TS信號轉換為數字MPEG TS流。現在此類商業產品都已十分成熟。

市場上已經開始出現多通道Tunner的商業化產品，這樣在一個作為主服務器的網關里安裝支持多通道的高頻頭，就可以比較容易地解決多通道解調問題。

6 “標準傳遞截面”選擇

6.1 數字電視傳輸過程中的“標準傳遞截面”分類

眾所周知，所謂數字電視，其實就是模擬電視信號通過數字通信網的數字傳輸。出自攝像機的信號是模擬信號，到達電視機的仍然是模擬信號。“標準傳遞截面”分類為:截面A為模擬電視信號，截面B為數字電視信號，截面C為數字壓縮電視信號，截面D為數字壓縮視頻節目流，截面E為加擾數字壓縮視頻傳輸流，截面F為加擾數字壓縮時分復用視頻節目流，截面G為加擾數字壓縮時分復用射頻節目流，截面H為加擾數字壓縮時分復用射頻/頻分復用節目流。模擬電視信號的數字傳輸過程歸納如圖4所示。

6.2 家庭網關與數字電視機截面選擇

在電視技術發展過程之中，出于種種考慮，可能選擇不同的“標準傳遞截面”。從通信技術和成本考慮，這種截面應當符合:連接回路盡可能少，通過截面的傳輸速率盡可能低，截面成本盡可能便宜。根據這些考慮，家庭網關與數字電視機之間的截面應當是E截面。此處只有一個視頻回路，標清電視傳輸速率在4 Mbit/s，高清電視傳輸速率在8 Mbit/s。

7 接收同一個電視節目的“多CATV電視機”方案

把機頂盒功能分解成兩個部分:節目選擇功能由家庭網關執行；解擾功能跟隨各個電視機一起總執行。每個電視機都可以利用遙控器選擇節目，各個電視機同時接收同一個電視節目。這種方案可以支持“可搬移CATV電視”，也可以支持接收同一節目的“多CATV電視”，例如在賓館里的應用。方案如圖5所示。

8 接收不同電視節目的“多CATV電視機”方案

在一個家庭里配置兩部獨立的電視機，同樣把機頂盒功能分解成兩個部分:節目選擇功能由家庭網關執行；解擾功能跟隨各個電視機一起總執行。各個電視機分別利用遙控器控制不同的節目選擇單元，各個電視機同時接收不同的電視節目。這種方案可以支持兩個獨立的CATV電視機同時接收不同的電視節目。方案如圖6所示。