數字電視分前端機房設計與規劃

高敏

摘 要：隨著技術的不斷發展，數字電視因為頻道多，內容豐富，已經越來越多的進入到用戶家中，面對數字電視發展的迫切要求，新一代數字電視的傳輸技術構建了基于IP技術的多功能、集成式數字電視前端，為有線電視網絡多功能業務的開展提供了平臺。數字電視前端機房的設計包括對數字鏈路、播出系統前端備份、信號源備份等，在SDH保護環控制鏈路中，可以有效的控制鏈路的動態變化，使外環信號經過跨頻導致外側鏈路中。在信號源備份系統設計中采用添加冗余碼和檢測碼的方式，保證傳輸數字鏈路中的有效部分。使數字信號的傳輸和接收都處于穩定狀態。

關鍵詞：數字電視；前端機房；前端備份；信號源備份

近年來，數字電視用戶人數的顯著增多，為數字電視前端進行播放工作的人員帶來了巨大的工作壓力，結合這一社會現象，本文從實際工作出發就數字電視前端播出設備、播放系統設備備份與實時信號源備份、播放設備檢測與管理系統、工作人員職能體系設計等等具體工作進行簡要分析與總結。

一、機房設計的總體要求和等級劃分

前端機房必須具備較高的自動化水平，并且能共長期處于穩定工作的狀態內。在滿足公司發展業務需求的同時，要切合實際的執行國家相應的技術標準和行業準則。所有新建前端機房必須符合城市標準化建筑的設計規范，要具備消防、防雷、人防、抗震等多種能力。在機房等級劃分上分為A、B、C、D、E五個等級。A級機房為市級容量機房。B級機房為覆蓋用戶達5萬戶以上分前端機房。C級機房為覆蓋用戶達3～5萬戶分前端機房，并且作為下級機房信號唯一來源的分前端機房覆蓋整個鎮級行政區域的分前端機房；D級機房的覆蓋等級要達到5000～3 萬戶的設備間，而E級機房則為覆蓋用戶 2000～5000 戶的接入間。

二、前端機房的基礎設計

安裝機房等級進行設計時，A、B級機房的整體設計相同，而C、D、E等級的機房則為統一標準。例如就門窗使用標準為例，A、B級機房要設置兩道以上的門，并且最少有一道門為甲級防火門，門在滿足消防要求的基礎上還能夠防潮、防塵、防電磁屏蔽等。同時門在配置上還要有鉸鏈、閉門器、把手等部件。而C、D、E等級的機房在門要求上要以不少于一道門為基礎，這道門一般使用甲級防火門。在入口的設置上，與前端機房有相同作用的設備間都要在門口設置防鼠板，防鼠板的高度不得低于350mm，并且防鼠板上要粘貼合理的警示標志。所有前端機房都不應設計水管防止水管發生泄漏引起設備故障，同時設備區域的隔壁間不能設置洗手間，如果有特殊需求，洗手間必須在機房區域以外，并且在設備間門口設置防水坡。

三、數字電視前端播出系統中的設備備份

數字電視前端播出系統有信號接收器、發光二極管、編碼器、譯碼器、數字復用器、信道噪聲加擾器、在數字電視機前端播出系統采用SDH雙向鏈路傳輸系統。加大了數據傳輸的穩定性以及安全性。如圖1所示，在數字網路傳輸中，通常由A點傳輸至D終端，為了加大傳輸的穩定性，在通道傳輸上加大了保護環路。假設在C點位置處出現傳輸信號的堵塞，則會使傳輸的數據流無法達到的終端D處，所以在B處進行網路自愈，實現內部幀結構的調整。傳輸通道改為A→B，在B處進行轉至，再由B轉至A，實現內部雙向環路的控制結構，再有A轉至D最后到C，再由C進行外轉至D。這種網絡自愈功能將復接技術、復用技術以及交換技術融為一體，能夠在多方面實現網絡安全的控制，在傳輸比特幀結構上，采用STM—N的形式，以4的倍數為傳輸單元，幀結構的外在形式，以通道段開銷的模式進行劃分，每個比特幀結構為9×270×N的結構，每秒傳輸的網絡速率為155.52Mbit/s，對于4節復用的幀結構傳輸的比特速率為622Mbit/s。在局域網絡數據結構保護上，采用SDH單向通道保護環，實現網絡數據的轉至上穩定可靠的傳輸，在加密和解密功能上，采用編譯碼的形式。

四、數字電視前端播出系統的信號源備份

當下數字電視前端播放的信號源主要包括標清與高清兩種，兩種信號源分別需要各自的編碼器進行整合并輸入前端電視播出系統。而某些諸如實時新聞、天氣交通情況等節目往往受到廣大百姓普遍關注，所以這些節目必須做到實時備份處理，假如出現某些突發情況導致播放工作出現故障就可以做到任意切換播放，從而保證節目播放工作的安全穩定進行。標清信號源的備份主要受當地編碼信號源通過本地的標清編碼器，在信號傳輸信道上添加擾碼，這種信息傳輸的帶寬較窄，用于一般視頻的傳輸帶寬。高清則用于大型的處理前端系統，這種模式傳輸的帶寬較寬，并且傳輸信息的速率較快，適用于ASI信號源的傳輸，在傳輸信號鏈路上不僅添加了冗余碼并且在檢錯系統中添加了前向信息糾錯碼，對傳輸的錯誤信息及時糾正，確保傳輸數字信號的可靠性。

五、數字電視前端的監控系統和網管系統

根據現有監控模式的選用，現主要采用的監測系統有兩種，一種是基于PC單臺控制的監測系統，另一種采用的是基于對終端設備IP地址控制的監測系統。對PC單臺控制的監測系統在設計結構原理上簡單化，并且只能對電視畫面清晰度和對比度進行稍微的調整，起不到任何的顯著效果。而終端IP地址控制的監測系統，結構設計靈活，能夠對不同的終端處理器進行調整，對畫面的清晰度和質感都有顯著的變化，在監測技術領域上都是采用IP地址控制的方式。主要從傳送數據的流量包、安全系統的穩定性以及軟件系統的兼容性三方面進行。當發送端傳送大量數據包時在傳輸設備上進行流量壓縮，以數據包的形式傳送到終端設備，在數據進行打包時，要對傳送的數據進行抽樣、量化以及編碼，其中對于抽樣主要是把傳輸的數據信號進行離散型處理，確保在信道傳輸過程中不會產生失真現象。并且信號傳輸的波形也會發生相應的變化，對抽樣的頻率根據實際的需要做出了調整，傳統監控系統在抽象信號頻率的取定范圍為fm，而現在抽取的范圍為2fm，其取值為8000Hz，所以當抽取的信號頻率f≥2fm，時，才能在終端系統上恢復原來的信號；當抽取的頻率f<2fm，則傳輸的信號會出現失真現象，一般監控系統中語音傳輸的頻率為300～3400Hz，而要抽取的信號頻率為8000Hz，中間周期間隔為125us，每秒抽取樣本的信號的次數為8000次。

六、設備房的電纜鋪裝

在設備房中所有的電氣設備和機柜都要進行良好的結算設計，這是為了有效避免高電壓負荷所采取的必要手段。很多設備的外露物都有導電性，所以機柜之間要形成一套完整的等電位連接網絡，并且使直流配電屏中的直流電直接用于接電引線之中，機房中的接地裝置要根據使用年限進行不同程度的檢測，并且記錄好每次監測的電阻值，機房區的現場環境要設置獨立的防雷接地，所有前端區域的線纜都要上走線，將強電和弱電纜線分開鋪設。如果建筑結構在纜線鋪設上受到限制，就必須進行合理的調整并且控制好橋架距離和層數。

結語：綜上所述，數字電視用戶人數急劇增加，因此數字電視前端的播放系統工作諸如播放設備的工作環境、數字技術升級、人員職能管理體系、播放信號采集處理、抗干擾系統運行等等，需要相關的技術工作人員在長期實踐工作中進行精心體會細心總結。

參考文獻：

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