张掖市数字电视基本构架及相关问题的思考

张掖市数字电视基本构架及相关问题的思考摘要：本文介绍了数字电视的相关概念、特点，阐述了我市广电网络的现状以及发展前景。关键词：数字电视EPGSDH传输平台HFC网络EOC技术当前，我国正面临着从模拟电视向数字电视演进的变革。和通信领域以往所有模拟技术向数字技术演进历程一样，在用户需求和科学技术进步的巨大拉动下，数字电视技术日趋成熟，在不断为人们提供更高质量、更多功能、更个性化的音视频节目服务的同时，逐渐成为电视系统的主流。本文试图从系统的角度出发，简单分析我市数字电视系统构成的关键技术和系统发展趋势。一，我市广电网络发展概况我市有线电视网络初始，是由当地广电部门自筹资金、各级政府自主协助扶持建设的，带有一定公益事业性质的市场经济产物。总体上经历了公用天线系统和有线电视系统。至今具有生长自发性、系统分散性和资源局限性的特点。二，我市有线电视数字化基本构架在有线电视系统的发展阶段，我市充分借鉴先进技术，建成骨干SHD环网，构成了辐射各县的2.5G、155M、2M数据传输通道，可承载DS3、E1等码流传输。在市、县、乡各行政区域范围内建设有线电视管理部门，因地制宜地采用光纤、电缆、MMDS微波等传输技术传输模拟电视信号，覆盖用户25万户。目前．网络整体正朝着大容量、数字化、双向多功能等方向发展。三，我市数字电视构建整体思路数字电视是电视数字化和网络化后的产物。具体是指从电视节目采集、制作、编辑、播出、传输、用户端接收、显示等全过程的数字化，换句话说就是系统所有过程信号全是由O、1组成的数字流。在此，只考虑播出和传输的数字化建设。利用我市广电现有SDH构建网络分配、控制中心，采用交换机模型,使用万兆核心传输设备组成一级光传输平台，以光信号方式将大量的节目及其信息内容在骨干传输网中交换。各县、区建立的二级传输平台从SDH端口经过DS3/ASI适配器转换，获得包括数字电视业务在内的多频道、多业务的复合大码流数字信号，经过相应的业务处理后，将信号送入本地HFC网络或无线数字网络传输数字电视节目，同时，由核心路由交换机提供业务拓展冗余和网络监测控制，并根据情况适时使用EOC技术，以满足不同用户需求。1，前端设计有线数字电视前端服务平台应满足同时提供数字视音频、数据广播和交互电视三大类业务的需求，并兼顾根据实际需求进行新业务的扩充，以获得新的利润增长点。我市数字前端平台的搭建上，应本着立足现有条件，高起点设计、循序渐进、兼顾各县业务开展的可持续发展和均衡发展原则，按照“由准动态到动态，由单向到双向”的步骤设计实施。1.1设备资源分配：根据实际情况，每个物理频道使用64QAM可调制的码率大小一般为38Mbps，去除2Mbps用来传输PSI/SI信息和ECM、EMM信息等。每路节目的码流大约为6M左右，由此可见，每个8MHz带宽的物理频道可传6套节目。如首期共使用15个8MHZ模拟频道。具体的业务开展有：数字电视：提供60套视频节目，占用10个模拟频道。准视频点播：占用3个模拟频道。预留高清晰度数字电视：占用1个模拟频道。数据广播：占用1个模拟频道。主要实现设备由数字卫星码流接收机（信源接收）、节目复用器（解开TS流并对其重新进行压缩打包后进行下一步传输）、QAM调制器（进行帧交织、RS编码及QAM调制，输出适合HFC网络传输的射频信号）、VOD点播系统和条件接收系统组成。1.2节目源类型：1）卫星数字电视节目：卫星传送的数字电视是数字电视平台重要的节目来源。这类节目源分为模拟和DVB－S数字信号两类，调制方式为QPSK。在数字信号中有一个码流一个频道或者一个大码流包含多个频道。数字信号码流中往往包含有原频道的服务信息及其他无关信息。例如：码流中包含有节目提供商的加密授权信息等。国内省市的上星节目，为节约资源大多会将本省市的调频广播打入数字信号码流中。对数字电视平台的接入要求：模拟信号要实时转换为数字信号；数字信号要过滤掉节目供应商的服务信息，区分开码流中各个频道，按照本地的实际需要，重新编辑、插入新的服务信息，将这些资源变为本地的内容。2）视频服务器输出数字信号：模拟转数字电视节目。目前，电视台储存的节目源有两种存放方式，一是以模拟方式记录存放，对这类信号必须转换为数字格式存储进视频服务器或实时转换为数字信号播出。二是将编辑、编码、压缩好的待播数字节目储存在视频服务器上，由日程控制器按电子节目菜单或由视频点播控制服务器控制播出数字电视节目。它应能与媒体资产管理、硬盘节目存储、非线性编辑等系统实现节目数据交换。它输出的是包含多个节目的复合码流，在平台插入相关的服务信息。3）SDH节目传输：目前，广电总局及省局都已建立了骨干传输SDH网。节目运营商建立“影视信息资源库”、“影视超市”等方式，将海量信息资源通过各种合作关系以光信号方式骨干传输网中交换。这类码流一般以6个或8个频道为一组，其中包含节目供应商的服务信息。必须在送入本地网前，过滤掉这些信息，插入本地编辑、生成的服务信息。4）数据广播：数据广播节目的编辑采用现行各类编辑软件，内容的控制及链接为专用的SML编辑软件，数据转换为SML格式，采用SML广播软件将存储在数据广播服务器内的I帧多媒体数据打包成传输流，由注入设备加载进复用器，以电视网站（阳光政务、外宣专网、社会服务等）形式播出。用户通过机顶盒在电视上类似电脑连接网站一样阅读电视网站信息。在整体平移阶段，还可以制作机顶盒使用方法，图文并茂地将数字电视的接收方法、服务内容、电视节目单及重点节目介绍给观众。5)扩展业务：通过加载拓展板卡和软件支持，配合网络设计提供的电视电话会议、互联网接入、远程教学、远程医疗、数据通讯、社区保安监控等多媒体信息服务。2，EPG系统EPG是（ElectronicProgramGuide的英文缩写）指电子节目菜单。数字电视所提供的各种业务的索引及导航都是通过EPG系统来完成，主要作用就是系统的提供一个良好的导航机制。用户利用EPG提供的菜单，可以选择自己喜欢的组播频道；点播自己喜欢的视频节目；查找运营商提供的各类动态或静态的多媒体内容，不但方便用户更是数字电视的重要增值业务之一。据统计，EPG在美、欧等数字电视发展较早的国家已得到了广泛的应用，成为数字电视的基本业务之一，在我国数字电视的各类业务中，EPG的点击率也是最高，并逐渐成为数字电视的重要标志一。实际上，EPG已成为观众进入数字电视的门户。EPG系统作为业务的门户系统，关键在于可以快速响应各类操作，完成用户命令的解析和交互并将结果发回给用户，最终为用户消费提供指引。2.1EPG系统建设要求信息准确、全面，便于浏览与查询。EPG的数据源自DVB广播的SI信息(ETSIEN300468V1.5.1标准)、流媒体/CDN系统媒体信息以及IPTV内容管理系统生成的媒体元信息等。EPGServer作为服务器端，STB作为客户端，STB的请求数据在URL中体现。EPG系统架构从应用划分上可以主要分为如下的模块：Web表现层、系统和业务逻辑层和应用服务层。Web表现层主要是与用户交互的表现，负责向用户展示交互界面和响应解析用户的请求，并能支持根据不同的用户属性下发相对应的EPG用户界面。EPG系统和业务逻辑层是EPG的核心功能部分，主要完成系统的业务逻辑功能，包括用户的业务请求和管理节目元信息，负责和EPG的应用服务层以及和增值业务服务系统的接口。系统和业务逻辑层还与应用服务层配合，通过和内容管理系统/运营支撑系统/流媒体服务系统，主要完成用户的认证、计费、业务鉴权以及用户profile的缓存、机顶盒的配置和管理、用户MediaShelf管理等一系列的应用。在这种EPG系统架构下用户点播节目和选取频道时，其相应的信息也将会存入到EPG服务器上。用户可以通过机顶盒浏览EPG服务器上的网页，完成操作指南、价格查询、节目订购等操作，选择所需的电视频道和节目或感兴趣的电影节目观看。实际工作中，也通常通过GPG系统的信息发布来完成某种经营策略，特别是数字电视整体平移初期，通过EPG发布大量相关信息，以达到顺利实施的目的。2.2EPG所需的基本信息由市局统一来提供，以保证机顶盒获取EPG基本信息时的兼容性，这样就会涉及六县区的问题：如果各个区县不建立自己的分前端系统，则不存在EPG信息整合的问题，机顶盒用户直接接收处理市网的EPG信息就可以了。如果区县想建立自己的前端系统，编排自己的节目，产生自己的EPG信息，那么就存在一个如何处理市干线EPG和本地自己的EPG问题。（1）通过机顶盒来实现这是一种不用增加任何成本的方案，对传输的EPG信息内容也没有任何形式的限制，只需对机顶盒的软件功能做一些简单的调整就可以实现。具体做法是：在机顶盒上对增加市网节目和本地节目分别进行搜索的功能选项，在搜索市地网节目时，设置市网的基本频点，对网内的节目实行全网搜索，将节目单保存下来；对本地节目也采取同样的方法，只是基本频点和市网的基本频点肯定不能相同。当市网和区县网的节目都搜索完成以后，机顶盒据此组织出统一的菜单，用户在观看节目的过程中并没有感觉有其他网的存在。下面以一个简单的示意图来进行描述。从机顶盒方面来理解，有两个网络系统同时存在，要通过不同的频点分别进行区分，搜索节目和播放节目按照各自网提供的信息来完成。这样做，对机顶盒有一个要求，那就是必须具备分网搜索的功能。（2）EPG信息直接透明播出如果市网和本地网在物理频道上只播出当前频道的EPG信息，而不包含其他频道的EPG信息，主要是指SDT表table_id=0x42和EIT表当前/后续事件table_id=0x4E(不包括table_id=0x4F)、EIT表时间表事件table_id=0x50~0x5F(不包括table_id=0x60~6F)的情况，那么就可以将市网的EPG信息直接透明播出，本地自办的节目也只产生当前频道的EPG信息实行播出。利用传输流协议转换器（如：TT6010）将本地网络的频道信息同时描述到NIT表里。对于机顶盒而言，只要符合DVB标准，都可以正确接收EPG信息，不需要做任何特殊的修改。这种情况，在本地一定要有自己的EPG发生器，和市网的EPG发生器可以不是同一产品，但要求产生的EPG数据格式是一致的。（3）利用EPG发生器来实现如果某地市网和本地网在物理频道上播出EPG信息，不仅包含当前物理频道的EPG信息，同时还包含其他物理频道的EPG信息，主要是指SDT表table_id=0x42（同时包括table_id=0x46）和EIT表当前/后续事件table_id=0x4E(同时包括table_id=0x4F)、EIT表时间表事件table_id=0x50~0x5F(同时包括table_id=0x60~6F)的情况，问题就相对复杂一些，这就要求对EPG信息进行重新整合。利用EPG发生器可以实现EPG信息的重新整合，也就是说可以将市网和本地网整合成一个网。干线网（省或市网）接入到EPG发生器里的ASI信号必须是干线网的EPG基本频点，也就是说在这个频点上有完整的干线网发布的EPG信息，EPG编辑器对本地的节目信息进行编辑，提供本地的EPG信息，产生的信息格式和干线网的EPG信息格式要保持一致。接入干线网信号的复用器要对原信号中的省EPG信息实行过滤，即过滤掉原有的SDT表和EIT表。EPG发生器对干线网和本地的EPG信息进行整合，也就是重新生成SDT表和EIT表，产生新的EPG信息。以本地EPG发生器产生的信息（新的SDT表和EIT表）为实际的EPG内容，与节目复用后，产生MPTS进行播出。采用这种方案要求每一个频道都配备一个复用器，其次要求EPG发生器必须能做到实时处理干线网的EPG信息，同时和本地的EPG信息进行整合复用。采用这种方法对于机顶盒没有什么特别的要求，但由于每个物理频道都要配备一个复用器，因此对区县台来讲，成本了增加许多。3条件接收系统（CA）条件接收就是对视频、音频和数据等信息加密、传输并为合法用户接收、解密的过程。采用某种方法将明文（可以是视频、音频和数据）变换为另一种不能被非授权者所理