甘肅省網絡整合后的技術探討

劉國發

（甘肅省廣播電視網絡公司天水分公司，甘肅 天水 741000）

2011年8月29日，甘肅省廣播電視網絡有限公司掛牌成立，標志著甘肅省廣電網絡實現了全省范圍內的一省一網，結束了以往條塊分居、各自為政的局面。網絡整合以后如何在全省范圍內開展各項業務，成為新成立的網絡公司當務之急。面對百廢待興的形勢，結合多年來的工作實踐，從前端到用戶終端建設、技術選型等方面展開探討，與業內各位同仁分享交流。

1 前端建設與優化

根據整合規劃，整合后全省廣電網絡建設統一DVB（數字視頻廣播）前端，采用OTN（光傳輸網）光網絡方式將直播節目（含數字、高清及廣播）和點播節目統一下傳到各個地州市。甘肅省DVB信源中心采用二級架構，分為省信源中心和各地市平臺。省數字電視直播信源中心系統建設的目標是建立信源整合、匯聚、調度、分發、監測為一體的統一數字電視直播信源中心平臺。通過省域骨干網為各地市輸送統一的直播節目以及全省統一的數據業務。新建的全省DVB平臺如圖1所示。

省DVB信源中心包括信號接收與處理系統、安全播出與監控系統（含綜合顯示部分）、核心處理系統、CA（條件接收）系統、EPG（電子節目指南）系統、SMS（用戶管理系統）、數據廣播系統。

圖1 新建甘肅省DVB平臺示意圖

1.1 機房設備選型

機房設備選擇應具備開放性、先進性、可擴展性、可管理性等方面，在設備選型上應首先考慮集成化、模塊化設備，具備較高的集成性，盡量不使用分立設備，以降低機房空間占用和功耗。

1.1.1 ASI（異步串行接口）還是IP

傳統的機房采用ASI方式傳輸，傳輸距離近，交換與分發不靈活。隨著技術的發展，目前基于IP的數字電視系統已經成熟，主流省級前端信號接收與處理系統的設計思路是IP化，系統不僅要為廣播式業務提供信號源，還要為時移和回看視頻業務提供節目內容，為媒資系統提供節目信號，IP作為基本的業務協議已被業界廣泛認可，它對于系統間的資源共享、多業務的快速規模部署和各類創新應用的開發提供了保證。本地數字電視節目、數據廣播以及NVOD（準視頻點播）等以TS流傳輸的信號通過帶有IP輸出口的編碼器完成信號源IP化處理。同時，為了兼顧已有的大量ASI設備，要求前端核心設備同時具備ASI和IP兩種接口。

1.1.2 MPEG-2還是H.264

針對標清節目，由于支持H.264將增加終端成本，并且兩種編碼格式在帶寬占用及圖像質量改善上，影響并不大。因此，在標清編碼選擇采用MPEG-2的編碼格式，節目碼率可以采用統計復用及碼率修正等功能，壓縮在4.5～5 Mbit/s碼率。針對高清節目，目前終端均支持H.264解碼能力，因此，在高清直播節目處理上，可以考慮采用H.264編碼格式，從而大大節省網絡帶寬，且不降低圖像質量，信源采用7～7.5 Mbit/s碼率。

1.1.3 有卡CA還是無卡CA

1.1.4 1 310還是1 550

由于光發射機是根據業務發展不斷采購而來的，因此各地都存在光發射機種類品牌雜亂等情況，從形式上看，工作波長既有1 310 nm，也有1 550 nm；從結構上看，既有模塊式也有分體式。早期的發射機以1 310 nm為主，近年來隨著1 550 nm光發射設備價格的不斷降低，1 550 nm光發射系統優勢已經凸現，特別是大功率EDFA（摻餌光纖放大器），一臺可以替代多臺原1 310 nm光發射機，一個分前端甚至有一兩臺就可以實現原來十幾臺分體式發射機的全部功能，因此在新購設備時應優選1 550 nm光發射設備。

在使用IPQAM（基于IP的QAM調制方式）作為互動點播接入方式的地區，由于一臺EDFA覆蓋用戶過多，為了避免出現頻率資源不足的現象，應該事先做好規劃，不可一味追求過大功率的設備。

1.1.5 均勻分光

由于目前光接收機技術的不斷進步，對接光功率有較大的動態范圍，在+2～-8 dB的接收光功率范圍內均可以保證良好的技術指標，再加上隨著小區機房、二次光發等形式的推廣，光信號在城域網光纜內傳輸的距離越來越小，隨著1 550 nm光發射設備的普及，距離形成的衰減因素在傳輸中的影響日趨降低。因此在設計光分路器時應該采用均分的形式，對原有13 dB左右的1 310光發射機而言，分光比以1∶10～1∶12左右為宜；而對20 dB以上的EDFA來說，需采用二次光分，提高靈活性。

1.1.6 IPQAM還是IPTV

在互動點播實現方式上，業內主要有IPQAM和IPTV兩種形式，國內大部分地區采用IPQAM方式，但是采用IPQAM方式不可避免的一個難題就是頻點資源的瓶頸，如表1所示。

表1 有線電視頻率需求預計表

以目前廣電網絡傳輸主流帶寬860 MHz計算，在100套標清節目、16套高清節目的前提下，有70個空余頻點可以使用。但到2015年，隨著高清、3D節目的開播，頻點僅剩余不足30個。再加上由于各地具體情況不同，某些頻點由于種種原因無法使用，因此頻道資源難免不足。而IPTV是通過建設A，B兩個平臺，A平臺用廣播方式傳輸直播信號，B平臺用IP方式傳送互動節目，兩個平臺互為補充，既保留了直播節目的廣播傳播優勢，又體現了互動節目在管理控制方面的長處，因此采用IPTV方式更適合廣電現狀。隨著技術的成熟，支持QAM和IPTV的雙模機頂盒在價格上已經和普通機頂盒相差無幾。因此在建設設計階段，應該充分調研，從投資、建設以及未來發展等多方面綜合考慮來決定采用何種技術方式。

2 傳輸線路建設與優化

2.1 骨干網

2.1.1 骨干網現狀

甘肅省廣電光纜干線網是1999年底與甘肅境內的國家廣電光纜干線網同期建設的。從1999年底到2002年完成了省到14個市州以及甘肅礦區和敦煌的省級廣電光纜敷設工程，大部分市州也在同期或稍后的時間內完成了市州到縣區的光纜敷設。

2002年省級光纜干線選用了SDH（光同步數字網）同步數字光傳輸技術開通了2.5 G的業務傳輸系統。起初是無保護鏈路，后來通過置換等方式形成了自愈保護環路，保證了業務的正常傳輸。各地市州在完成光纜建設后也都建立不同的業務傳輸系統，有SDH的，也有1 550光傳輸的，接口標準不一，無法互聯互通。

2.1.2 改造思路

傳統的廣播類電視節目傳輸，主要有衛星、SDH以及長距離1 550光傳輸3種形式。建立全省統一DVB播出平臺，應采用光纜傳輸方式。長距離1 550光傳輸雖然有造價低、結構簡單等優點，但采用這種方法，地州市前端很難對節目再進行二次調整，無法適應當地的具體情況。波分、OTN（光傳輸網）等技術的出現，取代了傳統的SDH技術。根據當地的具體情況，宜建設OTN傳輸網，將直播類節目下傳到各個地州市，各個地州市接收后進行轉碼、加載本地節目等處理后送到本地接入網。

互動類節目，由于其雙向的特征，宜通過IP承載網的形式傳輸，IP網絡可以搭建在OTN上，利用OTN傳輸通道承載。

標桿管理法[1]由美國施樂公司于1979年首創，其本質是向組織外部的參照物學習，持續地進行組織自身與一流實踐的比較，驅使組織改善績效行為的有用方式，其核心是向業內或業外的最優企業學習。通過學習，企業重新思考和改進經營實踐，創造自己的最佳實踐，這實際上是模仿創新的過程。標桿管理方法較好地體現了現代知識管理中追求競爭優勢的本質特性，因此具有巨大的實效性和廣泛的適用性。

2.2 城域網

2.2.1 城域網現狀

目前天水分公司設立總前端1個，分前端5個，各個前端通過市內環網光纜連接，兩個方向用兩臺1 550光發射機發射，分前端信號來自兩個不同方向，不同路由的環網，互為備份以提高整體可靠性。從每個前端引出的光纜都在10條左右，芯數12～144芯不等，基本采用管道敷設方式。

2.2.2 改造思路

隨著業務的發展，原有的光纜已經不能滿足實際需要，實踐中采用以下4種方式解決：

1）從原有光節點抽取備用纖芯

原有設計每個光節點6芯光纖，實際中數字電視和數據各需要1芯即可實現，將剩余4芯光纖繼續向下延伸，可以再開通1～2個光節點。該方法優點是不需要對原有線路做大的改動，改造周期短。缺點也很明顯，相當于透支未來預留發展空間，改造潛力有限。

2）采用二次分光形式

在一些集中的小區，采用二次分光的形式，在小區里安裝光交接箱，將原有光節點信號作為交接箱輸入信號，交接箱里安裝光分路器等設備，將原有光信號按需要分成若干路后送到新的光節點。該方法施工快、結構清晰，對原有線路也不需要做較大的改動，可以在該小區范圍內靈活實現光纖資源的調配，適合在新建小區內推廣。

3）對原有線路進行改造，新增光纜交接箱

由于各個地段實際情況不同，經常出現某個地區光纖資源已經告罄而其他地段還有大量富余纖芯的情況，而用傳統的光纜接頭盒接續方式，光纖調配的難度比較大。根據線路的實際情況，可以在光纜交匯的關鍵地點安裝光纜交接箱，入箱光纜宜60～90芯，出箱光纜根據實際情況而定，實現從機房到各個光節點光纖的靈活調配。

4）新增線路

新增有線電視光網絡設計的拓撲結構以樹形為主。以機房為中心向四周擴散，半徑5 km覆蓋用戶，光纖擴容以大芯數光纜為主，即一級光纜（大于120芯）到主要的十字路口，占用管道資源少，二級光纜（60～120芯）到小區，三級光纜（60芯以下）按需敷設到樓棟，樓棟處安裝有源設備箱。

3 終端優化

3.1 機頂盒升級

由于各地州市進行數字電視平移時間不同、要求不同，目前甘肅廣電網絡內存在多達18個廠家的機頂盒，每個廠家的機頂盒又存在單向、雙向、經濟型等多個版本。各地主頻點設置各不相同，節目套數、排序、付費節目等均不一致，造成高清、互動電視及新業務的開展遇到頻點占用、全省終端無法統一等問題。為了開展全省范圍的統一運營，必須全省統一規劃，統一對機頂盒進行升級。由于品種繁雜，數量眾多，升級難度大，目前業內存在“換機頂盒找死，不換機頂盒等死”的說法。盡管如此，只要精心組織，分步實施，完全可以實現平穩升級，最大限度地發揮已發機頂盒的利用率。

3.2 機頂盒配置要求

新購機頂盒，根據目前的情況以及不遠的將來的發展，筆者認為硬件方面的最低要求，CPU主頻不應低于450 MHz，內存應不低于256 Mbyte。同時應該支持H.264編碼格式，有HDMI（高清晰度多媒體接口）、USB和以太網接口，支持外接鍵盤或者手柄和硬盤，支持WiFi接入。以前的機頂盒多基于Linux或者其他實時操作系統為主，界面單一、呆板，遙控器操作復雜。在2012年CCBN上，發現已有廠家推出基于Android系統的機頂盒，不僅有類似于手機的操作界面，也可以兼容大量的應用，同時遙控器按鍵也大幅度減少，值得進一步推廣。

3.3 針對不同用戶，靈活使用不同機頂盒

由于用戶的需求不同，對機頂盒的要求也不一樣，比如中老年用戶以基本廣播類節目為主，對互動、高清節目基本沒有需求，就沒有必要更換為新的機頂盒，原有機頂盒只要能滿足新的技術要求中廣播類節目的收看，升級以后可以繼續給中低端用戶繼續使用。對高端用戶，發放高清互動類機頂盒的同時，將原有機頂盒回收，升級后用于故障機頂盒的替換，這樣就避免了因更換機頂盒而投入大量資金的局面。

4 小結

目前廣電產業的勃勃生機帶來了眾多的可選技術，應該根據本地的實際情況摸索出適合自身發展的路線，不能一味照搬異地的模式。在接入網方面，由于廣電與電信相比底子薄弱，因此應該充分發揮同軸線的優勢，不要盲目地進行光纖入戶競賽，應想方設法用盡量少的投入創造良好的社會和經濟效益。

[1]于志華，王俊杰，刑君九，等.村村通廣播電視技術手冊[M].蘭州：甘肅民族出版社，2000.

[2]殷永明，肖慧娟，馬波.數字電視技術400問答[M].北京：中國廣播電視出版社，2007.

[3]SHLOMO Ovadia.寬帶有線電視接入網從技術到應用[M].北京：人民郵電出版社，2002.

[4]李遠東.省網整合后有線電視網絡雙向化改造思考[J].電視技術，2012，36（6）：5-11.