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第十三讲有线数字电视系统的组成数字有线电视系统与模拟有线电视的主要区别在于以下两点:1.前端系统是融合了电视、计算机、数字通信等技术，含有数字电视播出、用户管理等硬件和软件的综合系统。2.用户端需要增加数字机顶盒以便开展各项业务。开放式有线数字电视系统由基本前端子系统、有条件接收子系统(CAS)、中间件业务平台、空中软件下载升级子系统(Loader)、NVOD子系统、用户管理子系统(SMS)等组成，如附图有线数字电视前端系统(DVB-C前端)由四个部分组成：1)信号输入部分2)信号处理部分3)信号输出部分4)系统管理部分信号输入部分信号处理部分信号输出部分TS切换器解扰器数字卫星接收机备份单元备份单元MPEG-2编码器MPEG-2编码器MPEG-2编码器编码器备份单元DS-3适配器适配器备份单元播控服务器交换机节目库服务器视频服务器VOD/NVOD服务器SI/EPG发生器节目采编工作站数据广播系统节目磁盘阵列SDHAVAVAVAV传输流处理器QAM调制器传输流处理器QAM调制器备份TS处理器QAM调制器QAM调制器再复用器再复用器QAM调制器备份再复用器备份QAM调制器传输流处理器加扰器备份加扰器加扰器加扰器模拟电视频道CA系统SMS路由器交换机系统管理部分SMS远端工作站DVB-C数字电视前端系统配置图光发射机混和器1）有线数字电视前端的信号输入部分有线数字电视前端的信号输入部分的功能是：接收来自不同网络的许多数字电视节目，如卫星、开路、上级骨干SDH网络等各种接入方式；本地自办节目经MPEG-2编码压缩形成以及存储在节目磁盘阵列经采集编辑后存入节目库服务器通过视频服务器形成的；所以，信号输入部分的设备种类比较多。但是它们接收传输信号的格式和控制方式不相同，应该将它们转换为统一的格式后再送入信号处理部分。信号输入部分涉及到的硬件有：a)卫星接收机应采用接收与解码为一体的带有TS传输流输出的数字卫星接收机（IRD），将数字卫星电视信号接收下来，直接进行QPSK解调后输出TS流。此类设备多为国外设备，如SA-BARCO的Titan,Philips,韩国现代等产品，国产品牌机如同洲CDVB99Plus，北京汇视源DVSS4，浙广电科技ZBL9041A等。b)数字电视开路信号接收机接收来自地面广播的数字电视信号的接收机，由于基于DVB-T标准的地面数字电视的编码器是可以在HDTV（高清晰度电视）和SDTV（标准清晰度电视）之间切换，因此接收机也应能作相应的切换。目前我国的DVB-T标准尚未出台，此类接收机还未商用。c）来自上级SDH骨干网的传输流接收设备从上级（国家、省、地区）SDH骨干网传输来的数字电视信号为基带数字信号，它通过SDH网络的DS3信道传输，要将DS3信道传输的TS流接收下来并转换成DVB-ASI信号。这种设备称为DS3适配器，国产设备如华为的产品，浙广电科技ZBL9200A，国外产品如HairwerDVS6501。d)本地节目源A/V信号的MPEG-2编码器MPEG-2编码器有单节目编码器和多节目编码器两种，前一种一套自办节目要一台，后一种有多达三套节目用一台的。国外产品如SABARCO公司的PYXIS单节目MPEG-2编码器和POLARIS多节目MPEG-2编码器、SAD9030MPEG-2编码器，以色列的Scopus，国产产品如创维ENC1520MPEG-2编码器北京汇视源DVEN2XMPEG-2编码器，上海三洲迅驰ADT-D30系列MPEG-2编码器。e)视频服务器视频服务器主要有存储系统和建立在这之上的各种控制管理系统组成，其目的是实现压缩媒体数据的存储以及按请求进行媒体信息的检索和传输。2）信号处理部分a）信号处理部分包括：传输流TS的监视、解扰、复用与业务信息（SI）处理等，它是数字电视前端的核心。在这部分主要完成的功能是对所有节目进行解扰、截取、复用等处理。业务信息应随时更新，以保证正确地引导机顶盒的正常工作，并且所有的应用数据均能正确地插入。b）在模拟电视前端，若要增加一套节目，只需简单地将一台接收机与一台调制器相连接就可以了；而在数字电视前端，增加一套节目是以虚拟方式进行的，该节目是被加在某台复用器中，至于在整个通路中的什么地方加入并不重要，机顶盒会自动地用每个传输流的SI信息找到该节目。c）信号处理部分的管理必须采用集成的管理系统，在所有的前端处理部分均以ASI（异步串行接口）作为标准接口，这样在以后就能容易地增加任何厂家所提供的设备，并具有良好的兼容性。d）来自卫星和开路的数字电视节目的业务信息SI不同于DVB-C分配系统所需的PSI（节目特定信息）和SI信息的，所以要进行重新定义的处理，更新PSI/SI信息。由于节目的取舍，复用成新的TS流，所以PAT（节目关联表）、PMT（节目映射表）等也要更新。e）复用是有线数字电视前端的一个重要组成部分，它将所有接收到的信号以多个ASI传输流的方式加到复用器的输入端，你所需要的节目与不需要的节目可能是在一个传输流里面。复用器首先将所需要的节目从传输流中提取，然后再将提取的所有节目建立一个新的TS传输流，再加上附加信息以便引导机顶盒的正常接收和解码。复用处理应可以重新组织与更新它所提取节目的业务信息SI。在对输入传输流处理之前，要检查与分析TS流的传输误码率，并记录下来，加以纠正，以避免其继续传输到用户机顶盒中去。同时对所有传输流的成份测量其比特率从而保证既充分利用比特率，又不超过输出的最大比特率。复用的另一重要特点是能让输出的TS流自动跟随输入信号的诸多变化，及时地将这些变化反映到输出TS流中去。f）复用可分为一般复用和统计复用：一般复用是将多个输入TS流的信息汇总成一个比特率更高的TS流输出，不改变各TS流中所含节目信息的比特率。统计复用则可分析各输入节目的具体情况，按需分配，使有限的比特率能尽可能合理的在所有的节目间进行动态分配，以达到压缩总比特率而尽量不影响节目质量的目的。g）业务信息SI表与节目特定信息PSI表这些表对机顶盒正常工作十分关键，那些仅与它们所在的传输流有关的表称为“现行表”。复用器重建传输流时对“现行表”进行实时处理，而那些在同一网络中有关其它传输流信息的表则必须由其它设备处理，同时这些设备应能与系统中所有的复用器进行通信。只有这样，所有的表才能在所有的传输流中保持一致。此外，EPG（电子节目指南）发生器也很重要，EPG发生器可以建立与排序那些EPG所需数据的表，它对机顶盒的使用是必不可少的。信号处理部分涉及的设备如下：*传输流再复用器和处理器这种设备实现对多个TS流进行再复用，并对输入TS流进行详细的比特率（或码率）测量，误码检测、PSI/SI动态生成以及对每个输入TS流进行PID过滤/再映射。国外产品如SA-BARCD的TAURUS，国产产品如上海三洲迅弛的ADT-D40复用器。*加扰器这种设备在CA系统控制下对复用的TS流进行加扰。国产产品如上海三洲迅弛ADT-DOO加扰器，北京汇视源DVSC2DVB数字加扰器。3）信号输出部分由64QAM(256QAM)调制器组成，该设备实现信道编码和调制功能。国外产品如SA-BARCO的QUASARQAM调制器，它属于数字方案，德国赫斯曼（Hirschmann）的DVB-7500QAM调制器，国产产品如三洲迅弛的ADT-D10QAM调制器，浙广电科技ZBL9020，北京汇视源DVQM2QAM调制器。4）系统管理部分各种管理服务器主要完成用户信息管理和计费工作，以及影视节目的管理工作和安全保密等，控制网络主要完成各种服务器中的各种信息传递工作及后台的影视节目和数据的交换。在TS流进入数字电视前端输出部分之前的最后处理是“加扰授权”，而加扰器的工作是与有条件接收（CA）系统密切相关的。加扰器应可支持现在市场上的主要CA系统，并基于开放标准，传输流TS的输入/输出口应采用ASI接口，同时设计上是基于DVB的“同密”标准。系统管理还要能实时了解前端输入/输出的工作状态，能够监视输入信号和输出信号以及所需节目的有无和质量。前端所有的设备之间都是用DVB-ASI工作为基带数字传输的连接，并可使用任何基于SNMP的管理系统。有条件接收子系统CAS产生的EMM和ECM注入复用器，实现对业务内容的加扰及对用户的收看权限进行管理，从而实现对业务的控制和管理，保护合法用户的权利和运营商的商业利益。它是开放式系统中的安全子系统，对外界必须是封闭的、专有的。中间件业务平台在开放的数字电视系统中，如果要支持除基本音视频业务之外的数字电视增值业务，则必需中间件业务平台；否则，可以暂不考虑中间件业务平台。空中软件下载升级子系统基于底层而不是基于应用的空中软件下载，可根据运营商的需求，通过定义SI中描述符的私有数据、Loader数据结构、与执行机制相关的命令包和数据包规范(协议)及其他相关的辅助数据，可以形成以数字电视业务运营为中心的统一的Loader规范。在商业运营的环境中，通过灵活的空中软件下载升级功能，通过HFC网络执行：(1)在线升级机顶盒的软件。(2)确保商业运行的安全性。NVOD子系统在一个开放的有线数字电视系统中，可根据市场和业务的需求建立NVOD子系统。该子系统主要由视频服务器、硬盘阵列和节目压缩编码器及相应软件、节目上传服务器和播控服务器及相应软件等组成用户管理子系统数字电视商业运行必需SMS系统，通过该系统实现运营商的市场策略、市场调查、用户管理和服务，以及何时、以何种价格推广业务和应用等一系列商业、服务行为。有线数字电视传输技术1．四级传输网国家干线网：北京到各省会城市环网+网状网+支线网SDH+DWDM（2.5Gb/s+4/8/16/32波分复用）省干线网：省会到地市（县）环网+支线网SDH2.5Gb/s地市-县干线网SDH2.5Gb/s622Mb/s或光纤射频副载调制接入网HFC网750、860MHzHFC接入网接入网省节点核心骨干网中继网地市骨干网国家骨干网中央传输中心省节点省节点省节点HFC接入网2.SDH与HFC网络的接口1)数字电视信号如何进入SDH网络传输：数字电视信号的MPEG-2帧格式通过映射，封装到SDH的物理帧，通过SDH的DS3接口进入SDH网传输。一个DS3信道可容纳6—7套SDTV节目。2)SDH网络传输的数字电视信号如何进入HFC网络传输：SDH信号传输到数字电视前端，由数字电视前端的DS3网络适配器将SDH物理帧中的数字电视MPEG-2数据帧提取出来，形成ASI码流从DS3网络适配器的ASI端口输出。输出的ASI码流进入数字电视前端，经过信号处理和QAM调制后，由光发射机发射进入HFC网络传输。3.地市—县有线数字电视传输方式1)通过SDH网传输2)有线数字电视载波传输方式3)二者比较传输方式SDH系统64QAM+载波传输系统占用信道45Mb/s(DS3)8MHz带宽(6套SDTV)县前端DS3适配器，码流复用器不需增加设备需要设备64QAM调制器传输距离无限制200Km价格高低数字基带传输（SDH）采用SDH系统，一个DS3信道可传7套SDTVMPEG2编码器卫星接收机SDH网络适配器复用、加扰网络适配器地市前端SDH系统网络适配器码流分配器QAM调制器QAM调制器混合器模拟光发射机县乡村HFC网模拟频道县前端64QAM+载波传输系统将多路数字电视信号采用QAM方式调制到模拟载波上，通过频分复用实现多频道传输。MPEG2编码器卫星接收机SDH网络适配器复用、加扰QAM调制器QAM调制器混合器1550nm光发射机EDFA地市前端EDFA市县光纤链路光接收机本地模拟电视混合器模拟光发射机县前端县乡村HFC网4.HFC网络传输数字电视的技术指标分配1)HFC网络传输数字电视时的系统构成2)系统的技术指标a)我国现在还无标准b)国际标准ITU-J.112附录A(数字视频广播有线电视分配系统DVB-C的交互信道)、IEC“数字调制信号的技术参数及要求”规定,在机