對有線數字電視前端系統的設計的分析

文丨莫華立

對有線數字電視前端系統的設計的分析

文丨莫華立

近幾年來，有線數字電視在我國的建設獲得了極大的發展，作為有線數字電視中心環節的前端系統的設計工作也處于不斷地進步中。當前時期，設計人員充分地做好前端系統設計的優化工作，已經成為有線數字電視進一步發展的必然要求，也是推動有線數字電視為人們提供更大的便利的必要保證。而本文則從其前端系統設計工作的角度出發，通過分析有線數字電視的前端系統組成，談論了設計工作中應該注意的幾個問題，以求推動前端系統的逐漸完善。

有線數字電視； 前端系統； 組成部分； 設計； 注意問題

有線數字電視是維持我國電視媒體當前時期順利運行的有效技術保證，而其前端系統則位于有線數字電視技術的心臟部位，產生并交換有線數字網絡的所有信息。而就我國技術人員前端系統設計工作的現狀而言，由于其設計工作起步較晚，尚不能真正達到與國際先進研究水平比肩。國家廣電總局要想進一步推動有線數字電視的發展，就必須對前端系統進行全面的優化設計。本文首先分析了前端系統的組成，然后又談論了工作人員在進行具體的設計時應注意的問題，希望能夠使有線數字電視的前端系統設計取得有效的進展。

1 有線數字電視的前端系統的系統組成分析

前端系統是整個有線電視網絡運行的必要保障，其系統的工作狀況將直接對有線數字電視工作造成影響，我國有線數字電視設計人員要想全面推動數字電視技術的優化發展，就必須對前端系統進行持續的完善設計。而就前端系統的組成來講，它主要可以分為信號的接收、處理、輸出以及系統的管理工作四個部分，本文下面就對這四個部分做一下詳細介紹。

首先，就前端系統的信號接收部分來講，這一部分主要負責接受數字電視的不同網絡所發出的各種信號，然后再將這些信號轉化為與MPEG-2的標準相符的TS信息流。而數字電視網絡所發出的信號繁多、復雜，信號接受工作就變得較為繁雜。信號接收部分主要以衛星接收機、光收機以及編碼器等幾種信息轉化設備，工作人員要對系統的接收環節進行優化，就應該選用類似綜合IRD接收機的衛星接收機，這種接收機帶有AIS標準的基帶數字信號的傳輸設備。而且，還要為衛星接收機選擇具備穩定振頻及較低噪聲溫度的高頻頭以及與天線技術標準要求相符合的可靠的衛星天線等。

其次，就前端系統的信號處理部分來講，這一部分則主要利用復用器設備將信號接收環節所轉換的TS流轉換為多個電視節目所需要的TS流，同時對這些再度轉化后的TS流進行CA加密處理，最終進行信號傳輸。而處理環節的具體功能可歸納為對于傳輸碼流即TS流的監視、解擾及復用，還有對于業務信息即SI的處理等，處理環節是整個系統的核心。工作人員要采用集成管理系統來對此部分信號進行管理，而且每一個前端處理部位都具備一個異步串行即ASI的接口，以保證設備具有必須的兼容性。同時，工作人員在利用前端系統處理環節來增加節目時是虛擬進行的，他們是將節目設置到了某個隨意的復用器中，然后由機頂盒利用SI信息找尋到這個虛擬的節目。

再者，就前端系統的信號輸出部分來講，它主要是將處理部分再度處理好的加密的TS系統制作成為RF信號，然后再傳輸到整個的HFC網絡。這一環節需要使用64QAM的調制器以及38MB/S的寬帶，而且此調制器一般要低于模擬調制器10db的輸出電平。同時，模擬頻道的載頻則是以圖像載波頻率的形式呈現，而數字頻道的載頻一般處于8MHz頻道的中心位置。

此外，就前端系統的系統管理環節來講，它主要是對前端信號輸入以及輸出工作的狀態進行管理，同時監視其輸入及輸出信號有無與質量，其設備工作利用DVB-ASI進行基帶信號的傳輸連接，對所有基于SNMP的前端管理系統皆適用。從細節上來，這個系統管理環節的管理服務器需要負責對用戶信息進行收集，并做好計費工作及各種影視資料的安全保密管理，而管理的網絡控制部分則要完成對服務器收集的各種信息進行傳遞及對影視材料與數據的后臺交換等。

2 有線數字電視的前端系統設計應注意問題

2.1 前端系統設計應切實遵照設計原則

當前時期，有線數字電視應用逐漸趨于廣泛，工作人員在進行系統設計工作時，首先就應該保留出足夠多的接口以及余量，以滿足新增用戶的信號使用需求。其次，工作人員在開展設計工作時，必須做好對于臺址的研究考察，充分把握住干擾其信號的周圍因素，并積極地做好抗干擾措施。再者，工作人員還應該在為傳輸頻道較多的城市電視進行系統設計時，盡量選擇主要以中頻進行信號處理的鄰頻的前端設備。此外，工作人員設計前端系統時，還要注意系統的防雷裝置的防護，確保系統的各種防雷裝置全部齊備，以避免雷電電擊對前端系統以及設備造成損害。

2.2 嚴格做好對信號調制器的選型工作

有線數字電視的前端系統對于傳送節目套數的確定，與系統運行條件及設備具有極大的關系，如8MHz的寬帶所能傳送的數字電視節目的套數為四到八套。所以，工作人員在進行系統設計工作時，必須嚴格地做好對于設備的選型。而以信號傳輸環節中與信道編碼相關的QAM調制器選型來講，這種調制器主要利用數字信號對網絡載波的幅度以及相位進行調制，以保證載波幅度及相位能夠始終處于數字信號的控制下。當前時期，QAM調制器主要有16、32及64三種型號，工作人員在目前設計前端系統時，還普遍使用16QAM的調制器，這個型號的調制器在具備8MHz的模擬電視頻道中具備38.1Mbps的輸入碼率。

2.3 調整信號傳送方式及有效傳輸碼率

有線數字電視的前端系統運行狀況受到信號傳送方式以及有效傳輸碼率的影響，工作人員在進行設計工作時必須對這兩個方面的因素切實地做好調整。以衛星信道的傳輸工作來講，目前我國能上星的節目（DVB-S節目）一般都采取SCPC的信號傳送方式來進行傳送，這種傳送方式對電視節目的接收狀況是一臺衛星接收機只接收一套節目，它具備4.42Mbps的符號率，并且采用了RS編碼、QPSK調制方式以及四分之三卷積碼，每一套節目具備4.42乘以2乘以3乘以3/4乘以188/204即6.11Mbps的有效傳輸碼率，一臺復用器可以承擔六套節目的傳送任務，即能夠承擔6.11乘以6的36.66Mbps的傳輸碼率，其尚未達到最大的傳輸碼率（38.1Mbps），復用器會利用填空包自動地將這些余量空間補足，而假若傳輸七套節目，那么需系統將不會對第七套節目進行傳輸。我國全部省市區當前主要有30多套有線數字節目，對于8MHz模擬電視頻道的需求數量為六個。而以MCPC的傳送方式來講，其每一臺衛星接收機都能夠承擔多套電視節目的接收任務，這樣就可以滿足較多的電視節目套數傳送任務。因此，工作人員在對前端系統進行設計時，要根據有線數字電視節目的套數來選擇傳送方式，并對特定傳送方式的有效傳輸碼率進行精確計量，保證前端系統能夠正常接收所有需要接收的節目。

3 結語

前端系統的設計直接關系著整個有線電視系統的運行狀況，當前時期，工作人員一定要積極應對日益提升的有線數字電視的應用數量及質量要求，采取有效的措施全面做好對于前端系統的優化設計。

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(浙江省莼湖鎮廣播電視站，浙江莼湖 315506)