NGB-W系統綜述

王 聯

（國家新聞出版廣電總局NGB-W工作組；中國國際廣播電臺，北京 100040）

近年來，隨著移動互聯網、OTT、物聯網等技術的蓬勃發展，廣播電視的業務形態也發生了根本性的變化，逐步由單一的單向廣播業務轉變為單向廣播與雙向互動相結合、可為用戶提供多樣化、精細化服務的新媒體業務，因此研發新一代具有廣播、組播及單播功能的廣播系統，以承載多樣化的業務形態，支撐未來全媒體業務的發展，成為下一代廣播電視網（NGB）技術領域研究的重點。

NGB無線系統（NGB-Wireless，NGB-W）是下一代廣播電視網的重要組成部分，它結合廣播電視無線傳輸技術和無線寬帶通信技術的優勢，充分考慮廣播電視業務特性，形成全國范圍的傳輸覆蓋體系，構建覆蓋個域、局域和廣域范圍的，支持廣播、組播、單播、交互相結合的下一代廣播電視無線網絡。

NGB-W作為新一代的智能融合媒體網絡，具有雙向互動架構、超高速帶寬、可管可控可信的能力，采用開放的業務平臺，可承載多種多樣的三網融合業務，為用戶提供精細化的服務，從而實現對現有無線廣播電視網絡體系的全面升級換代。

1 系統架構

NGB-W是覆蓋全國的廣域網絡，不同區域的NGBW網絡通過骨干網彼此聯結，以實現業務和用戶數據的共享傳輸；使用統一的運營支撐及核心網系統，支持用戶的全網漫游和網間結算。每個區域的NGB-W網由前端系統、傳輸系統以及終端系統組成，其架構如圖1所示。

NGB-W前端系統是以智能引擎為核心驅動的NGBW業務和管理體系，由內容服務平臺、集成播控平臺、智能引擎平臺與安全管控平臺組成，以滿足用戶需求為出發點，通過信息匯聚與大數據處理，建立內容、網絡、用戶及終端資源之間的智能關聯，提供基于用戶的、多種類型的全媒體業務應用服務，并對NGB-W網絡中內容安全和內容運營進行監測和管理，以確保NGB-W網絡的可管理、可控制、可信任。

NGB-W傳輸系統是銜接前端系統和終端系統，完成單向廣播業務和雙向交互業務高效率傳輸任務的NGBW子系統。NGB-W傳輸系統以信息傳播領域的二八原則為指導，在智能引擎的統一調度下，通過廣播大塔、交互小塔與網絡節點等各子系統之間的協同工作，通過廣播傳送共性內容，通過雙向傳送個性內容，緩解內容冗余傳輸帶來的巨額網絡流量壓力，節省雙向流量，降低網絡運營經濟成本。

終端系統由包括電視機、筆記本電腦、平板電腦、智能手機等在內的多種形式終端組成。終端可直接接收NGB-W單向廣播信號，也可通過無線局域網（Wireless Local Area Networks，WLAN）方式接入NGB-W網絡。終端采用智能操作系統，可支持NGB-W應用的下載安裝和使用。

2 系統特點

2.1 以智能引擎為核心驅動

以智能引擎為核心驅動的業務系統與傳輸系統，可有效提高傳輸效率，貼近用戶個性化需求，提升全網整體服務質量。

2.2 廣電業務聚合和新媒體業務的融合

NGB-W網絡節點在接收新型廣播電視業務的同時，可以接收傳統廣播電視業務（如DTMB、CMMB等），統一轉換為終端可訪問的信號格式，從而實現各類新業務與傳統業務的有效聚合。

通過單向廣播信道與雙向交互信道的協同傳輸，NGB-W系統可以有效支撐三網融合新業態，在終端實現各類新媒體業務的有機融合。

2.3 廣播大塔與交互小塔的協同覆蓋

采用廣播大塔與交互小塔結合的協同覆蓋網絡，廣播和雙向交互傳輸方式智能協同、無縫銜接，實現對廣播、推送和雙向交互業務的支撐。其中，廣播大塔以NGB-W單向廣播傳輸技術為基礎，面向網絡節點和終端，實現NGB-W廣播信號的大區域覆蓋，支持廣播和推送業務；交互小塔以NGB-W雙向交互傳輸技術為基礎，面向網絡節點實現NGB-W雙向信號的中大區域覆蓋，支持雙向交互等業務，同時采用NGB-W廣播傳輸技術，依據必要性和可行性原則，與廣播大塔共同構建NGB-W廣播信號的同步傳輸網絡，實現對網絡節點和終端的NGBW廣播信號智能協同覆蓋。

2.4 信號的分層覆蓋機制

廣播信號由廣播大塔對網絡節點和終端進行大區域覆蓋、由交互小塔對網絡節點和終端實現中大區域同步覆蓋或補點覆蓋，再通過網絡節點實現對終端的中小區域覆蓋，形成NGB-W單向廣播信號的分層覆蓋機制。

交互小塔將雙向交互信號傳輸至網絡節點，再由網絡節點傳輸至終端。交互小塔實現對網絡節點單元的接入控制，網絡節點實現對終端用戶的接入控制，實現了用戶的多級分流。雙向交互信號先由交互小塔對網絡節點進行中大區域覆蓋，再通過網絡節點實現對終端的中小區域覆蓋，形成NGB-W雙向交互信號的分層覆蓋機制。

2.5 分布式節點接入

采用分布式的網絡節點接入方式，可根據負載需要，在覆蓋區域中靈活部署網絡節點，組網靈活，易于NGBW系統快速部署。并且可通過多種類型的網絡節點單元配置，應對各類NGB-W業務應用場景的需求，方便用戶采用最簡單、便捷的方式接入，并獲取高質量的業務服務。

2.6 基于IP的數據傳輸和交換

系統的數據傳輸和交換采用基于IP協議的分組傳輸模式，具有較強的靈活性與適配性，與其他控制協議具有良好的兼容特性，易于實現QoS控制。

采用IP進行數據傳輸的方式，便于與其他異構網絡進行數據交換，提高了業務兼容性與終端兼容性。

2.7 廣泛的應用場景

NGB-W系統架構應用范圍廣，可以進一步提高廣播傳輸效率，填補公共場所深度覆蓋、建筑物深室內覆蓋等原有無線覆蓋盲區，提高傳統廣播電視業務與智能融合新媒體業務的覆蓋率，并通過在民航客機、旅客列車、長途汽車、城市軌道交通等具有密集用戶的移動接收場景的應用，為廣播電視的跨行業專網應用、物聯網應用等打下良好的基礎。

2.8 業務的快速部署與用戶規模的快速形成

NGB-W的業務部署與用戶規模的形成相輔相成，快速的部署NGB-W業務才能夠有效擴展用戶規模。

采用智能操作系統的融合型終端，支持智能應用的下載、安裝和使用，可方便、快捷地獲取NGB-W網絡提供的新一代智能融合業務，實現業務的快速部署。

網絡節點采用WLAN的無線接入方式，支持802.11ac、802.11b、802.11g、802.11n等標準，具備WLAN接入功能的各類智能終端都能夠快速訪問NGB-W網絡，接收廣播電視業務，便于用戶規模的快速形成。

2.9 可管、可控、可信

NGB-W是一個具備可管、可控、可信能力的新一代智能融合系統。

1）可管是指其具有對內容高度感知的監管功能。采用先進的視聽節目內容自動識別技術來對節目內容進行自動審核和過濾，可對非法內容進行及時地檢測、告警、過濾和追溯，以實現對視聽節目內容的精準識別，凈化視聽節目內容傳播環境。

2）可控是對網絡安全和業務質量可控制。保證核心網絡設備不受非法用戶的攻擊，隔離受病毒感染的用戶，禁止非法用戶接入，采用CA、DRM等技術進行版權保護，并可根據業務需求進行QoS控制。

可信體現在兩個方面：對于業務和內容提供商而言，能夠保護合法版權，防止非法接收、非法拷貝和非法傳播；對于終端用戶而言，其接收的內容安全可信，并保護用戶隱私信息，防范垃圾信息的侵擾。

3 業務覆蓋

NGB-W業務能夠覆蓋戶外公共區域、建筑物深室內以及民航、鐵路、公路、地鐵等具有大范圍移動特性的業務場所。

3.1 公共場所的覆蓋

廣場、機場車站、商業街區、旅游景點等公共場所，可通過NGB-W的覆蓋，為公共場所內的智能終端用戶提供實時廣播電視、資訊信息服務、網頁瀏覽、收發郵件、語音/視頻聊天等多種業務服務。此外，由于人員眾多，還可以針對公共場所的特點，設計個性化和多樣化的業務應用，例如場館內電子地圖、用戶生成內容（User Generat?ed Content，UGC）上傳等。公共場所通常擁有高分辨率戶外大屏，戶外大屏可以通過接入NGB-W網絡，為場所內用戶提供4K超高清廣播電視服務。

3.2 對建筑物深室內的增補覆蓋

對于建筑物深室內等應用場景，可通過NGB-W的深室內覆蓋機制，接入NGB-W網絡，為深室內區域的辦公用戶、家庭用戶等提供實時廣播電視、電子郵件、網頁瀏覽、語音/視頻聊天、在線視頻等多種業務服務。

3.3 移動業務場所內部的覆蓋

移動業務場所是指采用大型移動交通工具時其內部空間相對封閉，與外部聯系方式受到限制，旅客對于實時信息獲取的需求高于其他場合。現有廣播電視網絡僅有車載音頻廣播、公交車移動電視和“漁船通”等幾種特定業務覆蓋了交通工具，遠遠滿足不了交通工具內乘客的應用需求。

NGB-W可實現如下幾種交通工具的內部覆蓋：

1）公交車、地鐵

公交和地鐵等城市內部交通工具，可以通過NGBW的覆蓋，為車廂內的乘客提供實時廣播電視、網頁瀏覽、在線游戲、在線閱讀等多種業務服務。公交車和地鐵車廂內通常具有車載顯示屏，車載顯示屏也可以接入NGB-W網絡，為車廂內用戶提供高清實時廣播電視等服務。

2）旅客列車

旅客列車等跨地域交通工具，運行時間跨度可從半小時到四十多小時，最高時速可達300 km，可以通過NGB-W的覆蓋，為列車上的乘客提供實時廣播電視、電子郵件、影音點播、新聞瀏覽、旅游信息查詢、在線游戲、在線閱讀、網聊、通話等多種業務服務。旅客列車內的車載顯示屏也可以通過接入NGB-W網絡，為車上的乘客提供高清廣播電視、影視點播等服務。

3）民航客機

民航客機等跨地域空中交通工具，運行時間跨度可從1小時到5個多小時，時速可達900 km，可以通過NGB-W的覆蓋，為飛機上的乘客提供實時廣播電視、電子郵件、影音點播、新聞瀏覽、旅游信息查詢、在線游戲、在線閱讀、網聊、通話等多種業務服務。飛機內的機載顯示屏也可以通過接入NGB-W網絡，為機內的乘客提供高清廣播電視、影視點播等服務。

4 應用場景

NGB-W的應用場景非常廣泛，既支持傳統的廣播電視業務，也支持各類新媒體業務。

4.1 基礎廣播電視

廣播電視具有獨特的信息內容資源優勢以及普及率高的用戶優勢，是國家現代服務業及國家信息化建設的重要組成部分。作為最普及、最便捷、最直接、最生動的信息工具和信息載體，廣播電視對社會和人民群眾的生活影響巨大，在國民經濟和社會發展中具有十分重要的地位和作用。

基礎廣播電視業務仍然是NGB-W網絡的基礎業務。包括高質量數字音視頻廣播、EPG、信息廣播等，逐步完成廣播電視的高清化、超高清化。

4.2 交互廣播電視

NGB-W的交互式廣播電視業務可以滿足大眾在觀賞電視節目的同時所產生的系列觸動需求、關聯需求及延伸需求，從而拓展新的用戶價值和商業價值增益點，以推動傳統媒體的升級換代。

交互廣播電視業務是基于雙向交互、可管可控的NGB-W網絡開發的增值服務，包括電視信息服務類、電視應用服務類和電視交易服務類，用戶通過NGB-W終端就可以查閱各種信息、玩電視游戲、進行電視投票、使用電視銀行等。

該系統在豐富了數字電視服務和百姓文化生活的基礎上，還為用戶提供了極大的使用便利。這使得NGB-W終端既是電視終端，又是信息終端、應用終端及支付終端，真正實現了從“看電視”到“用電視”的轉變。

4.3 移動互聯網接入

隨著移動互聯網技術的迅猛發展，百姓生活真正進入了信息時代。NGB-W能夠為個人、家庭、政府、企業、行業等客戶提供內容可控、傳輸可信、終端可管的寬帶無線接入業務，可進行電子郵件、網頁瀏覽、OTT TV、多媒體通信等業務。

移動互聯網接入業務根據應用場景的不同，分為寬帶移動互聯網接入、寬帶多媒體通信兩大類。

寬帶移動互聯網接入：基于NGB-W為用戶提供高速的寬帶移動互聯網接入服務，如高帶寬的OTT TV、電子郵件、網頁瀏覽等。

寬帶多媒體通信：寬帶多媒體通信業務包括前端與終端之間的多媒體通信業務、終端與終端之間的通信業務、終端與電腦等其他設備之間的通信業務、電視語音視頻聊天、電視短信和電視郵箱等。

4.4 物聯網業務

物聯網業務包括公共安全管理、智能交通綜合管理系統、社區及家庭服務、節能減排、地下管網管理、機動車智能識別和停車場管理。

1）公共安全管理

通過對城市公共安全日常監管的現狀分析，重點研究信息化手段、精細化管理、標準化規范、常態化檢查、協同化機制、效能化監察和社會化參與的監管模式。包括危險源數據采集監管，電梯運行監測，易燃、易爆、有毒環境監測等。

2）智能交通綜合管理系統

智能交通綜合管理系統可滿足交通部門智能交通、移動執法、公眾信息服務和警務移動辦公的信息化需求。包括智能交通、移動執法、公眾信息服務、警務移動辦公等。

3）社區及家庭服務

家庭綜合預警、家庭成員看護、圖像監控。

4）節能減排

通過物聯網智能傳感器對環境溫度、濕度等信息的采集和處理，反饋控制樓宇的自動中央調溫系統，實現樓宇的自動溫度和濕度控制，達到節能減排的目標。

5）地下管網管理

在各類地下管線和井口安裝帶有天線的物聯網傳感器，實現對管線資源的自動化管理，還可實現對管網的實時監測以及快速的應急處理。

6）機動車智能識別

通過物聯網技術構建的智能車輛識別管理系統由智能標簽、監控識別節點、移動監測設備、后臺管理系統組成，實現對各種場合的車輛智能識別和管理。

4.5 跨行業應用

雖然互聯網以其開放性海納百川，容納了創新速度最快，內容及形式最豐富的各類服務模式，但是由于存在信息內容良莠不齊、缺少有效的監管機制、應用繁復、需要一定的專業知識等缺點，從而限制了信息的有效傳播。

NGB-W作為具備雙向高帶寬、安全可靠、可管可控可信、開放的架構和平臺體系等特性的泛在網，可以實現跨行業的可管可控的應用服務。跨行業應用可充分利用NGB-W的網絡特性，為廣電之外的行業提供開放的高可信網絡，既利于國計民生，又能夠通過和重大行業需求的結合，產生直接的經濟效益和社會效益，提高了社會的服務能力。

NGB-W網絡可管可控可信的特性，還可為市政網、教育網、企業網等提供專網應用服務。

4.6 緊急廣播

緊急廣播是通過NGB-W的廣播電視業務平臺向公眾通告政府公告或緊急事件的方式。緊急廣播提供一種迅速快捷的通告方式，平日可作為政務信息、政府公告的傳達平臺，保證政令通達；當發生自然災害、事故災難、公共衛生和社會安全等突發事件，造成或者可能造成重大人員傷亡、財產損失、生態環境破壞和嚴重社會危害，危及公共安全時，可及時有效控制、減輕和消除突發事件引起的社會危害，保護人民群眾生命財產安全。

4.7 其他

隨著移動用戶對信息業務的需求量快速增長，信息加油站、個人熱點、區域熱點等一些新的應用場景不斷涌現。

1）信息加油站

提供短距離、高速下載服務，經停的終端可高速下載熱門電影電視劇等高點擊率信息內容，實現“信息加油”。

2）區域熱點

為媒體業務運營商提供類似內容分發網絡（Content Delivery Network，簡稱CDN）的媒體分發服務，便于用戶提供就近取得所需媒體內容的渠道，從而解決媒體網絡擁擠的狀況，提高用戶訪問媒體內容的響應速度。

3）個人熱點

用戶可以建立個人接入熱點，在短距離內為周邊的便攜終端提供網絡接入服務。

5 長期演進策略

NGB-W是廣播電視技術與無線通信技術長期演進融合的新一代廣播網，未來仍將考慮廣播電視行業發展和未來信息社會演變趨勢，其長期演進策略遵循以下原則。

1）魯棒、靈活、易擴展的網絡架構

為了便于與現有或者未來的無線接入方式融合，為用戶選擇最優的接入方式并提供隨時隨地、統一的寬帶多媒體業務，NGB-W應提供一個魯棒、靈活、易擴展的網絡架構，具有自組織、自愈合的能力。應通過合理的技術創新和標準設計，保證NGB-W系統具備面向未來平滑演進的能力，可以依據技術發展狀況和產業成熟條件，不斷地將更先進的技術納入NGB-W系統中來，持續地推動NGB-W系統優化，滿足用戶不斷增長的業務需求。

2）具備良好的兼容性

系統應具備良好的兼容性：一是向后兼容性，系統應通過合理的技術創新和標準設計，保證NGB-W系統具備向后兼容能力；二是向前兼容性，系統應能與現有系統兼容并存，并可有效利用已有的產業基礎。

NGB-W遵循NGB系統的整體演進，兼顧有線、無線、衛星的協同發展，實現全網絡協同覆蓋，以擴大產業應用，降低投入成本。

3）泛在網演進的能力

廣播電視業務與人民生活息息相關，隨著無線個域網技術的興起和數字家庭應用的推進，NGB-W網絡架構應考慮泛在網的演進需求，可擴展支持與短距離寬帶無線通信系統、傳感器網等異構網絡的互聯互通，支持大容量、無所不在的業務。