牡丹江數(shù)字電視前端平臺的改造與實施

楚飛舟

摘 要：本文闡述了牡丹江數(shù)字電視前端為了改變ASI前端模式在節(jié)目調度、節(jié)目備份、節(jié)目切換上存在的諸多弊端，積極探索新型前端的平臺模式。通過與原有ASI前端模式進行比較，直觀的體現(xiàn)出改造后的IP組網(wǎng)前端模式的優(yōu)勢，改造后達到了安全優(yōu)質播出和為增值業(yè)務提供更好支持的目的。

關鍵詞：牡丹江數(shù)字電視；前端系統(tǒng)；改造；重要性

1 引言

始建于2007年9月的牡丹江數(shù)字電視前端平臺其整體采用ASI架構，設備采用接收復用一體機加雙路加擾機及QAM調制器實現(xiàn)。隨著近年來數(shù)字電視的業(yè)務不斷發(fā)展和推進，ASI模式前端自身的痼疾日益暴露出來。為了更好地開展數(shù)字電視業(yè)務，前端播出平臺的改造已經(jīng)成為亟待解決的問題。我們在前端系統(tǒng)的改造前，考察比較主流的前端傳輸技術發(fā)展以及各省地市級電視臺改造后的傳輸模式，最終采用IP前端組網(wǎng)模式。

2 新型前端系統(tǒng)與傳統(tǒng)前端的比較

牡丹江數(shù)字電視原有ASI前端平臺主要由接收機、編碼器、復用器、加擾器、調制器設備構成。由于系統(tǒng)中未采用ASI切換矩陣，故無法實現(xiàn)設備的熱備份，在出現(xiàn)故障時，需要使用碼流分析儀逐節(jié)點確定故障設備之后進行更換，且更換后需要重新配置參數(shù)，整個過程導致故障處理時間過長。并且系統(tǒng)配置依托單個頻點的配置來實現(xiàn)前端的級聯(lián)耦合。這樣的組網(wǎng)方式給節(jié)目調度帶來一定困難，當系統(tǒng)內節(jié)目流增加或功能增加時，整個前端網(wǎng)絡呈等比擴大，管理復雜度和故障處理的難度相應增加。

隨著數(shù)字電視的高速發(fā)展以及互動雙向業(yè)務的快速推進，對數(shù)字電視前端平臺提出了大容量、多種格式、安全服務等新的要求。針對這些變化，IP組網(wǎng)式前端平臺模型應運而生。與傳統(tǒng)前端相比，它具有很多新的技術特點。

2.1 更加靈活的節(jié)目調度

新型IP組網(wǎng)式前端采用IP交換模式，將IP路由技術擴展到數(shù)字電視領域。該組網(wǎng)模式利用了成熟的IP協(xié)議及網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)了數(shù)字視頻前端與IP傳輸網(wǎng)絡的接軌，突破了傳統(tǒng)意義的前端局限： IP路由交換可以實現(xiàn)節(jié)目層的交換調度。隨著業(yè)務數(shù)據(jù)的不斷擴容，這種高度自由的調度優(yōu)勢將更加明顯，它不受限于物理設備的連接方式，是一個完全基于內容的媒體路由交換平臺，并且此平臺可以無需改變前端設置直接提供給時移電視需要的數(shù)據(jù)源。

2.2 多級安全備份機制

IP組網(wǎng)式前端，通過網(wǎng)管系統(tǒng)的設置和調度，可以實現(xiàn)節(jié)目層、傳輸流層、設備層的熱備份，其中設備層備份包括板卡間備份和設備間備份，在節(jié)目或設備出現(xiàn)故障后系統(tǒng)自動切換到備路，IP方式的優(yōu)勢得到了很好的體現(xiàn)。

2.3 高集成化設計

傳統(tǒng)ASI設備基本都為單路或雙路型設備，系統(tǒng)密集化程度低，占用機柜較多，原有150套數(shù)字電視節(jié)目，占用了超過12個42U機柜的空間，并由此造成發(fā)熱量大，耗電多的附屬問題。采用IP組網(wǎng)后，前端設備僅占用3個機柜空間，并且布線簡單，操作全部集中在網(wǎng)管系統(tǒng)中，降低了系統(tǒng)的復雜性和維修難度。

3 數(shù)字電視前端的改造

牡丹江數(shù)字電視前端改造后全部采用全哈雷設備進行信號的接收、編碼、復用、加擾、調制，系統(tǒng)設計最低可以面向用戶輸出150套標清節(jié)目和30套高清節(jié)目。并且實現(xiàn)重要節(jié)目的節(jié)目層備份，設備板卡N+1熱備份，設備1+1熱備份等功能。圖1為網(wǎng)絡拓撲圖及系統(tǒng)中各核心設備情況。

3.1 信源處理部分

根據(jù)原有網(wǎng)內節(jié)目計算，總計48個QPSK頻點需要進行接收（其中開路衛(wèi)星信號39路，高清衛(wèi)星信號4路，加密衛(wèi)星信號7路），選用哈雷Proview7000接收機實現(xiàn)單臺4個QPSK輸入、雙CI插槽的來完成接收解密處理部分，輸出為IP流進入交換機，前端總計使用17臺Proview7000。

3.2 數(shù)據(jù)交換部分

核心交換機采用Cisco公司的3750系列千兆交換機，Cisco交換機配置標準化、規(guī)范化，便于日常的維護和管理工作，同時交換機運行安全穩(wěn)定，完全滿足前端播出的安全性要求。

3.3 核心處理平臺

采用美國哈雷公司的4臺Prostream1000和2臺NSG9000設備完成對輸入節(jié)目流的復用、加擾和QAM調制功能，并且設備間采用1+1熱備方式。單臺NSG9000每板卡最大輸出12個QAM頻點，主用設備插5塊板卡，采用4+1板卡備份模式，可以輸出48個QAM頻點，備用設備插4塊板卡對主用設備進行熱備。

3.4 網(wǎng)管控制

編碼、復用、調制系統(tǒng)是前端的核心部分，它包含的設備數(shù)量較多，功能要求最復雜，因此對它的管理也是系統(tǒng)中最關鍵一環(huán)。網(wǎng)管軟件NMX主要有實現(xiàn)以下功能：

①性能管理：保證系統(tǒng)的運行性能，利用網(wǎng)管系統(tǒng)的智能化軟件管理，與系統(tǒng)內其他設備實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的統(tǒng)一、協(xié)調的管理和控制。如：支持優(yōu)先級別化的設備的備份和切換。

②配置管理：網(wǎng)絡節(jié)點、插板和端口的增加、刪除、改變及拓撲結構的顯示；在初始化的安裝時對參數(shù)進行配置，對軟硬件進行檢查；配置各個模塊；配置文件可存為本地xml文件，便于導入導出。

③故障管理：網(wǎng)管系統(tǒng)能在設備失效、指標劣化到一定程度時發(fā)出告警，網(wǎng)管系統(tǒng)能對故障進行定位并且以圖形方式顯示網(wǎng)絡的故障位置。

3.5 信號路由

衛(wèi)星接收機或ION編碼器將節(jié)目源處理后輸出IP清流，進入主備交換機，主路2臺Prostream1000對組播流進行接收，并對復用加擾整形處理完成后的碼流進行IP封裝，輸出雙路組播傳輸流進入核心主備交換機。NSG9000調制器連入核心交換機對復用器輸出的組播流進行接收，并按分配的頻點進行輸出后進行混合。NMX網(wǎng)管對所有設備進行統(tǒng)一管理，完成備份切換機制、日志告警、信息查詢。

4 結束語

牡丹江數(shù)字電視前端改造為IP組網(wǎng)模式后，其強大的系統(tǒng)備份熱切換能力有效地保障了系統(tǒng)的安全播出，可靠性和安全性較比原有前端系統(tǒng)有了很大提高，隨著數(shù)字電視業(yè)務的擴展，改造后的IP組網(wǎng)模式數(shù)字前端平臺必定會發(fā)揮出更大的作用。