普寧數字電視平臺的構建

【摘要】本文簡要介紹普寧廣播電視臺結合自己的實際和數字電視的特點，構建有線數字電視平臺的情況。

【關鍵詞】復用 加擾 條件接收系統（CAS)用戶管理系統（SMS )QAM調制

普寧市有線電視網絡為單向HFC網，帶寬為550MHZ，主干線用光纖傳輸，光節點115個，光纖1200芯公里。普寧是國家、省干線網的中繼站，信號源直接取自省網。普寧廣播電視臺結合自己的實際，開展數字電視業務，進行技術方案選型，構建數字電視平臺。

一. 數字電視設計思想

（1)建立基于DVB-C的寬帶多媒體信息服務系統平臺；

（2)已單向業務為主，提供多樣化數字電視業務；

（3)具備用戶管理和加解擾功能；

（4)系統具有較強的可擴展性以滿足后期的擴充要求。

二. 平臺結構

平臺由信源輸入、傳輸流處理、信號傳輸、前端系統管理4大部分組成，圖1是系統的拓撲圖。

1. 信源輸入

(l）衛星信號流收轉方式

CCTV-2、10、11、12、音樂臺、3、5、6、8節目通過該方式接收，其中CCTV-3、5、6、8由于中央電視臺實行一機一卡限定，每臺機只能輸出一個節目的清流，因此只能用4臺衛星解碼器進行接收。

（2）編碼器輸出

把模擬視頻信號編碼壓縮成MPEG-2數字信號再進行復用，我們一般選擇編碼碼率4－5.5Mbit/s，這樣的碼率下能較好保證圖像質量。

（3）SDH下傳方式

接收來自省SDH骨干網的數字節目信息，SDH輸出的是DS3信號，經適配器將DS3信號轉換成ASI碼流，平臺大多數節目已這種方式獲取。

（4）通過市區光纖網從證券公司獲取股市行情IP數據包打包成MPEG-2傳輸流后，送進復用器的輸入模塊進行后續處理。

（5）通過揭陽市光纖網接收揭陽數字平臺射頻信號，通過射頻解碼器轉換成ASI流，目前數據廣播、數字音頻廣播節目通過這種方式獲取。

2. 傳輸流處理

（1）復用加擾

復用器把輸入的多個節目源進行復用，輸出一路多節目傳輸流。加擾過程是用一個偽隨機二進制序列（Pseudo Random Binary Sequence， PRBS )對復用后的TS進行加擾，而這個偽隨機二進制序列的生成由控制字發生器提供的控制字（Control Word，CW）來確定。

在復用設備中除了完成了節目的復用加擾，還完成了PSI/SI信息及私有數據的插人，并且對PID碼進行再映射。復用器還具備一些額外功能，如支持PSI/SI信息表編輯、修改節目名稱、編輯NIT表等；提供與CA系統的接口，實現在TS插人控制信息(ECM/EMM)和SI信息的功能；利用PID或PSI/SI里的描述信息來選擇源數據和服務進行再復用等功能。提供全面的MPEG-2碼流分析功能，支持TS中PSI/SI信息的再處理，支持碼率自適應和PCR的再調整功能等。

復用設備我臺選用SA公司生產的數字信號處理器（DCM）和兩臺D9608復用器，這三臺復用器內置加擾器，加擾器能實現同時與多個CA系統聯合工作，以便實現一個業務（或節目）可同時用兩家以上的CA進行加密（同時加擾）。復用器內置的加擾器本身與復用器共同含有SCS，CWG，DDM和SCR加擾卡。這樣一個未加密/加擾的TS流只需經加擾器（它直接與各CA系統相連接）就可輸出加密/加擾的TS流。

（2）條件接收系統

條件接收系統主要是通過對傳輸的視頻節目和數據信息進行加密和加擾來達到控制訂戶對廣播電視節目和服務進行有條件接收的系統。

來自用戶管理系統的命令信息，綁定了對用戶進行管理的EMM信息及對節目進行管理的ECM信息，送入復用加擾系統。

對節目進行加擾的CW經SK（業務密鑰）加密后封裝在ECM中傳送，而SK經多層加密后在EMM中傳送。ECMG、EMMG、加密機、SMS命令管理模塊及網管設備通過以太網進行數據傳輸與交換。按CA標準構成的系統運行完成加擾、加密的過程。在接收端，通過智能卡所獨有的PPK密鑰逐層解出CW并送到解擾引擎，就可以對已加擾的TS進行解擾輸出。

CA系統是數字電視系統的核心，確保CA系統的安全性尤為重要，需要在加密算法、加擾技術、密鑰分配和系統穩定性等多方面加以重視。我臺從經濟性和可靠性考慮，最后選用的是清華同方CA系統。

（3）電子節目指南(EPG)

EPG就是為了方便用戶對信息的獲取而制作的運行于用戶端綜合接收解碼器的應用程序，它通過電視屏幕向用戶提供由文字、圖形、圖像組成的人機交互界面，負責電視節目和各種業務的導航。

普寧數字電視平臺采用清華同方的EPG系統，該系統構成為三層體系構架，包括客戶端程序、服務端程序和數據庫服務器。系統的持續對象統一存儲在數據庫中，保證數據的完整性。服務端完成對客戶端的身份驗證、數據訪問、維護所有的內部業務邏輯，客戶端為表現層，提供人機交互，如圖2所示。EPG碼流輸出后，經過碼流分配器，分成3路分別輸入到2臺復用器和DCM。

3. 信號傳輸

QAM調制器實際包括基于DVB-C標準的信道編碼和QAM調制兩部分功能。信道編碼的目的是保證信號傳輸的可靠性，QAM調制是對經過信道編碼的數字電視信號進行調制，輸出射頻信號，使其具有高的抗干擾能力，便于在有線電視HFC網中傳輸。在信道編碼調制注意一下事項:

（1）通常數字調制器的輸出電平比模擬調制器的輸出電平低8-12dB ，盡量使頻道間電平一致，一般前端模擬頻道之間、數字頻道之間電平差不要趕過士0.5dBuV。

（2）調制器的頻率設置。模擬電視調制器的頻率是按圖像載波頻率設置的，而數字電視調制器的頻率要按照該頻道的中心頻率來設置。

QAM調制器我臺選用了SA公司的9630 調制器，該設備支持PID的過濾和PID再映射及PSI/SI信息表全部信息的提取、編輯和PSI/SI表的動態再生成，星座圖支持64QAM、256QAM。我們用64QAM調制，在一個8MHz模擬頻道帶寬為38Mb/s，可傳輸6套數字電視節目。規劃了Z-12至Z-14、Z-16至Z-24共12個頻點傳送71套視頻節目，Z-15傳送股票信息，Z-25傳送數字音頻節目，Z-26傳送數據廣播，Z-27至Z-29傳送NVOD節目。

4. 前端系統管理

（1）用戶管理系統

由于用戶管理系統是整個有線數字電視系統的運營核心，因此要求該系統具有非常高的可靠性，可擴展性及安全性。

我臺采用珠海天人光電技術有限公司的SMS系統，該系統模塊功能包括系統管理、用戶管理、資源管理、產品管理、費用管理、客服管理、業務授權、統計分析等，系統具有實用的對外業務接口，如CA系統接口、節目庫管理系統接口、節目單管理系統接口、呼叫中心接等。

（2）網管系統

為了節省資金，我們利用復用器、編碼器內置的網頁生成功能，通過以太網接口用瀏覽器可方便地對它們進行設置和監控，DCM 通過一個簡單直觀的GUI 管理。用戶電腦中不需安裝軟件，DCM的GUI純粹是基于HTMLD的用戶接口，可用微軟的Internet Explorer 來打開。GUI 界面通過簡單的拖拉就能對節目進行設置。該界面為用戶提供DCM配置的詳細信息、輸入輸出比特率測量、傳輸流的報警和其他信息。節目信息的分類可按輸入輸出端口、比特率和節目名進行。DCM 完全和SA的ROSA網管系統兼容。所有功能都通過HTML接口聯通ROSA控制系統所以目前能進行完成比較簡單的網管功能，把整個數字前端設備都統一管理起來。

三. 結束語

普寧數字電視平臺建成經過兩年多的運營，系統各項性能指標已基本達到設計要求，并在實際使用中不斷改進升級，隨著網絡雙向改造和高清數字電視的開展，相信系統的業務將越來越豐富，功能越來越完善。

參考文獻

1. 王明生.珠海有線數字電視前端系統設計 有線電視技術

2. 范祥林，丁美蓮.商丘有線電視平臺的建設 有線電視技術