中国科技城绵阳市数字电视系统设计平台探讨

摘要:有线数字电视是一个全新的、庞大的、复杂的、多层次、多功能的系统。它的出现必将改变传统模拟有线电视的管理模式、技术体系以及经营机制。四川九州电子科技股份有限公司是绵阳数字电视系统总集成商,完成了绵阳有线数字电视系统总体技术方案的制定,对前端功能的实现作了详尽的规划、建设、扩容。

关键词:数字电视;系统设计;电视系统平台;光纤同轴混合网;电缆调制解调器;媒体访问控制

中图分类号:TN919文献标识码:A 文章编号:1009-2374 (2010)10-0038-02

一、绵阳数字电视系统平台概述

四川绵阳是全国最先实行数字电视试点的城市,广播电视网络公司是绵阳市广播电视局领导下的,由绵阳市广播电视中心直接管理的绵阳市区有线电视网络建设、管理、经营机构。

绵阳城区有线电视宽带网的业务包括:

1.数字电视节目播出:目前传送节目共64套 (包括股票信息、电视网站等)。

2.普通模拟电视节目播出:29套模拟电视节目,3套调频广播节目。

3.高速互联网的接入:为用户提供Internet服务、网上证券、网上游戏、IP电话、大容量数据信息服务,VOD业务,天气预报,交通数据广播,招聘、招工、房产交易。出租、买卖及其他商品交易等信息。

4.专用网和专用线路出租:建立政府机关办公自动化数据网,实现电子政务;为大企业、部门 (如银行、交通、公安消防、军工等)提供专线接入、虚拟专线、电路仿真、局域网互联等接入服务;建立交互式远程医疗、远程教学、会议电视、电子商务等,为各行各业提供服务;通过HFC网络实现自动抄表、监控系统、小区物业管理等功能。

二、数字电视节目的内容与数量

我国电视的模拟制式为PAL D/K,频道带宽是8MHz。由于在信源端采用MPEG-2图像压缩的编码技术,在传输信道中采用64QAM数字调制技术,使得1个8MHz模拟频道可以通过41Mbps的数据流,考虑到开销字节 (即从中加入的加密等信息),这样一个模拟通道理论上可以传送多达8套标清数字电视节目 (当然,根据国家标准,在传输平台中,每个38Mbit/s的传输流复用的节目数应不超过6套)。

1.数字电视平台传输节目内容。绵阳市有线数字电视服务平台同时提供数字视音频、数据广播和交互电视三大类业务,首期共使用15个8MHz模拟频道,与29套模拟节目并播,具体的业务有:数字电视:提供64套视频节目,占用13个模拟频道;准视频点播:占用3个模拟频道;股票信息:占用1个模拟频道;数据广播:占用1个模拟频道。

2.绵阳数字电视平台设备。绵阳数字电视DVB平台总前端位于绵阳市中心,共计有54台TS流卫星接收机,8台编码器。其中编码器用以处理本地节目,模拟卫星节目和部分加密卫星节目,13台MPEG2/DVB数字电视复用器,具有TS码流恢复转发功能;SPTS/MPTS接收功能,并且可以具有PSI/SI信息,另有一台扰码器接收复用器复用后输出的ASI码流。所有的ASI码流最后通过13台QAM调制器送入用户分配网。

3.提供全新服务方式。首先是数字化平移节目,即考虑将现有有线模拟电视节目平移到数字电视中,提高节目播出质量;提供付费频道节目,由用户按月按需选择;提供付费准视频点播 (NVOD),定期不间断播放精彩的影视节目;收费提供实时股票财经信息;免费提供绵阳市人民政府政务信息、社区动态、外宣电视网站、绵阳电视网站。随后还将开通电视短信、家居银行、电视商务等增值服务。

三、数字电视信号源

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最重要的节目来源。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。

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。

数字卫星信号主要是中央和国内省市的上星节目。

另有部分数字加密卫星信号是模拟输出重新编码的方式。

2.本地模拟转数字电视节目。正在网内播出的本地模拟电视节目要实时转换为数字信号再播出。如绵阳本地的三套节目。

3.SDH骨干网信号。目前,广电总局及省局都已建立了骨干传输SDH网。以光信号方式将大量的节目内容在骨干传输网中交换。经过DS3/ASI适配器转换,能从SDH端口,获得多频道复合的大码流数字信号。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。要求在送入本地网前,过滤掉这些信息,插入本地编辑、生成的服务信息。如四川公共频道和四川妇女儿童频道。

4.视频服务器输出数字信号。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。

5.数据广播。数据广播节目的编辑采用现行各类编辑软件,播出电视网站 (绵阳政府网)。利用I-Frame画面质量高的优点,可以制作当地政府的公众信息、电视黄页,提供本地消费信息、旅游信息等综合类消息,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。

6.股票行情及股评信息的播出。从合作的证券公司 (国信证券)和财经信息提供商接收股票实时行情及股评等财经信息,经相应的处理后输出到复用系统,可以无时延地下传数千只股票, 通过回传接入及股票交易系统,可实现股票实时交易,账户信息查询,交易方便直观,信息量大 (一次可完成10笔交易),占线时间短。

7.可下载信息的播出。将包含最新服务功能的机顶盒软件放到IP数据服务器上,采用数据广播软件将存储的数据打包成传输流,作为复用系统的输入基本流。利用CATV宽带网络将这些软件数据高速下传,用户在家中,按照机顶盒的操作提示,下载新版软件和EPG信息,实现机顶盒的在线升级。

四、机顶盒的应用要求

按照广电总局的技术规范要求,从图像清晰度来分,机顶盒分标准清晰度 (SD)和高清晰度 (HD)两类;从功能上来分,标清机顶盒功能分为基本型、增强型、高级型三类。绵阳有线数字电视根据上述有线数字电视业务经营要求及所传输信号类型、业务种类等,按照自己的实际需要和整体平移的成本,综合三类标清机顶盒的功能特点,定义自己的机顶盒标准是选用基本型标清机顶盒。

五、绵阳有线数字电视系统结构

绵阳有线数字电视系统由节目源接入系统、节目监控审查系统、EPG系统、DVB信号播出系统、条件接收系统、用户管理系统、传输系统、用户接收系统、回传系统、网络管理系统、监管数据采集系统及中间件构成。

1.编码器。对模拟的音、视频节目按MPEG-2的标准进行数字化编码,产生标准的数字电视节目传输流。

2.复用器。将多个标准的数字电视节目传输流复合为一个数字传输流,实现一个物理电视频道上传输4～8路数字电视节目。

3.数字数据广播器。将多种格式的数据转换为MPEG-2格式的数据包,然后,可对多个数据流复合为一个数据流在CATV网上传输。

4.QAM调制器。QAM调制器主要是对经过信道编码和复用后的数字电视信号进行调制,使其具有很高的抗干扰能力,便于在有线电视网络中传输。

5.准视频点播服务器。包括标准的DVB编码工作站、多数字节目的软件复用、节目存储和多频道播出软件等。

6.条件接收和用户管理系统。条件接收系统对广播的数字节目和数据进行加密,从而实现数字电视的付费功能。

用户管理系统包括用户档案信息、用户收视信息、银行收费系统和用户结算及授权信息的管理。实现服务提供、最终用户反馈和统计记录以及用户智能寻址和收费管理等。

7.节目管理系统。接收所有来自内容和服务提供商的信息源,将不同信息源(数据库、Internet、其他应用),不同格式(文本、比特流、图像)的信息转换为符合DVB/DDB结构支持的服务或页面以及按照节目要求的页面格式进行编辑,并对这些信息进行相应的包装和分配。

8.用户机顶盒。用户机顶盒 (STB)是数字有线电视信号的终端接收装置,它将电缆传来的调制在高频上的信号经过同步解调,还原为基带信号,再经过发送端编码的反过程,还原成未压缩前的多个频道的数据信号送入电视机供用户观看。

9.电话回传系统 (暂未开通)。许多STB有一个调制解调器通过电话网络形成的返回频道信息,计算机用户也是通过调制解调器和电话网络形成的返回信息。采用电话回传系统不需对现有的CATV网进行改造就能实现部分双向交互式功能。目前正在集成过程中。

10.因特网连接。电视台数字数据广播系统通过专线或其他方式同因特网连接,获得大量因特网信息资源,经过分类整理再通过数字电视广播系统传输给用户,实现电视机用户对因特网信息的浏览功能。

参考文献

[1]刘亚光.长虹数字高彩色电视电路分析与故障检修[M].北京:人民邮电出版社.

[2]杨伦铭.电视卫星接收系统[M].成都:四川科学出版社.

[3]刘毓敏,等.新媒体融合与数字电视[M].北京:机械工业出版社.

[4]薛留忠.城市数字电视发展模式与竞争策略研究[M].南京:东南大学出版社.

作者简介:蒋宏彬 (1966-),男,四川三台人,绵阳师范学院物理与电子工程学院高级实验师,研究方向:应用电子技术;田普先 (1989-),男,四川越西人,绵阳师范学院物理与电子工程学院电子信息科学与技术专业学生,研究方向:电子信息。

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