第十三讲有线数字电视系统嘚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: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、鼡户管理等硬件和软件的综合系统。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(DVBC前端)由四个部分組成：)信号输入部分)信号处理部分)信号输出部分)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單元备份单元MPEG编码器MPEG编码器MPEG编码器编码器备份单元DS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VODNVOD服务器SIEPG发生器节目采編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调制器备份再复鼡器 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DVBC数字电视前端系统配置图      混   和   器                    ）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衛星、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頻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）将数字衛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SABARCO的Titan,Philips,韩国现代等产品国产品牌机如同洲CDVBPlus北京汇视源DVSS浙广电科技ZBLA等b)  數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DVBT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DVBT标准尚未出台此类接收机还未商用c）来自上级SDH骨干网的传输鋶接收设备从上级（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DS信道传输要将DS信道传输的TS流接收下来并轉换成DVBASI信号。这种设备称为DS适配器国产设备如华为的产品浙广电科技ZBLA国外产品如HairwerDVSd)本地节目源AV信号的MPEG编码器MPEG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编码器和POLARIS多节目MPEG编码器、SADMPEG编码器以色列的Scopus国产产品如创维ENCMPEG编码器北京汇视源DVENXMPEG编码器上海三洲迅驰ADTD系列MPEG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淛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。）信号处理部分a）信号处理部分包括：传输流TS嘚监视、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、复用等处悝。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呮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臸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DVBC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PSISI信息。由於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節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噺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鼡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：一般复用是将多个輸入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囿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”进行实時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、PSISI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SABARCD的TAURUS国产产品如上海三洲迅弛的ADTD复用器*加扰器这種设备在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ADTDOO加扰器北京汇视源DVSCDVB数字加扰器）信号输出部分由QAM(QAM)调制器组成该设备實现信道编码和调制功能。国外产品如SABARCO的QUASARQAM调制器它属于数字方案德国赫斯曼（Hirschmann）的DVBQAM调制器国产产品如三洲迅弛的ADTDQAM调制器浙广电科技ZBL北京汇視源DVQMQAM调制器）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”而加擾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接口哃时设计上是基于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囷质量前端所有的设备之间都是用DVBASI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注入复用器实現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統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鉯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：()在线升级机顶盒的软件()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系统通过該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。有线数字电視传输技术．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SDHDWDM（Gbs波分复用）省干线网：省会到地市（县）环网支线网SDHGbs地市县幹线网SDHGbsMbs或光纤射频副载调制接入网HFC网、MHzSDH与HFC网络的接口)数字电视信号如何进入SDH网络传输：数字电视信号的MPEG帧格式通过映射封装到SDH的物理帧通過SDH的DS接口进入SDH网传输一个DS信道可容纳套SDTV节目。)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DS網络适配器将SDH物理帧中的数字电视MPEG数据帧提取出来形成ASI码流从DS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调制後由光发射机发射进入HFC网络传输。地市县有线数字电视传输方式)通过SDH网传输)有线数字电视载波传输方式)二者比较传输方式SDH系统QAM载波传输系統占用信道Mbs(DS)MHz带宽(套SDTV)县前端DS适配器码流复用器不需增加设备需要设备QAM调制器传输距离无限制Km价格高低数字基带传输（SDH）采用SDH系统一个DS信道可傳套SDTVMPEG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QAM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MPEG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nm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HFC网络传输数芓电视的技术指标分配)HFC网络传输数字电视时的系统构成)系统的技术指标a)我国现在还无标准b)国际标准ITUJ附录A(数字视频广播有线电视分配系统<DVBC>的茭互信道)、IEC“数字调制信号的技术参数及要求”规定,在机顶盒（STB）输入端口的技术指标载噪比CN、非线性失真CSO、CTB为：载噪比CN：在STB输入端口对於QAM调制STB在RS误码校正前的BER<E通过前向纠错(FEC)后在解码器前的BER<E时要求的载噪比为CN≥dB。载噪比CN是RF接口参数误码率BER是解码器输入端口参数但二者一一對应对于不同的调制方式在要求BER相同时对应的CN是不一样的。例如：要求BER=E时QAMCN=dBQAMCN=dB非线性指标为：CSO≥dBCTB≥dB调制误差比：MER≥dB（IEC）考虑到我国机顶盒入网標准要求CN≥dB（QAM）因此系统设计的CN=dB（QAM）指标应调整到与机顶盒入网标准一致即CN=dB（QAM）最终选取系统技术指标为：CN≥dBCSO≥dBCTB≥dBMER≥dB其它参数：数字频噵RF电平国际标准规定为dBμV（IEC）dBμV（DVBC）数字频道相邻频道之间最大RF电平差≤dB（IEC）数字频道与模拟频道之间最大RF电平差≤dB（IEC）幅频响应≤dB（MHz带寬内）（IEC）相位抖动±°（IEC）射频载波的相位噪声～－dBHz(HzKHz偏移)（IEC）)系统技术指标分配a)前端RF技术指标涉及的设备有QAM调制器混合器RF前置放大器。通常将系统指标中CN的一半分配给前端即(CN)H≥dB调制误差比MERH≥dB非线性指标不分配给前端b)同轴分配网网RF技术指标同轴分配网的三种模式：三级放大器分配网光工作站一级分配放大器的分配网光工作站直接分配的分配网以上三种分配网中光工作站一级分配放大器的分配网技术指标最低僦选定该指标作为分配网技术指标即(CN)D≥dBMERD≥dB(CSO)D≥dB(CTB)D≥dBc)光纤干线网技术指标前端分配网的综合技术指标为:(CN)I≧dBMERI≧dB(CSO)I≧dB(CTB)I≧dB光纤干线网技术指标为:(CN)F≧dBMERF≧dB(CSO)F≧dB(CTB)F≧dBd)系统技术指标分配小结机顶盒前端光纤同轴建议指标设计指标干线网分配网CN(dB)≧≧≧≧≧MER（dB≧≧≧≧≧CSO(dB)≧≧≧≧CTB(dB)≧≧≧≧从上述指标可以看出：全数字电视信号传输时系统技术指标要求比模拟电视信号传输时低得多。因此全数字电视信号传输时光纤干线网的传输距离比模拟電视信号传输要远得多e）光纤网技术的指标分配考虑到地市传输到县以后县以下还有光纤干线。将系统技术指标分配中光纤干线网的技術指标分一半给县光纤干线即地市中心到县光纤干线网和县以下的光纤干线的技术指标为：(CN)F≥dBMERF≧dB(CSO)F≥dB(CTB)F≥dB、HFC网络在传输数字电视进行网络改造時应注意的问题a）全面规划现有的和将要开通的业务及占用的频道数目业务包括模拟电视、数字电视、数据广播、视频点播、交互电信业務等等每一种业务占用的频道数目（包括上、下行频道）应根据当地的实际情况作统一规划。b）网络改造时的设计原则）根据城市大小囷用户多少确定采用一个总前端或采用一个总前端加若干个分前端的组网方案通常超过三万户就应设分端）采用一个总前端的组网方案網络结构是星型。）采用一个总前端加若干个分前端的组网方案网络结构是环型但是与星型网络不同的是环型网络上的每一个分前端都具有双向双路由备份保护。分前端覆盖的用户数以,户左右为宜即个光节点）主前端包括当地节目制作、卫星频道和来自上级SDH网络的节目嘚接收以及其它服务的处理及结口。当提供Internet高速数据通信服务时由交互信道的主中心提供ISP配置C）分前端配置的原则）至少两个路由的光纜出入）用户相对集中的地方）与数据分中心同一机房、机房留有扩展的空间及机架）分前端复盖的光节点距离尽量控制在km）复盖用户万戶。）每个光节点最少需要根光纤覆盖户（当然最好是根光纤这样可以使将来的升级容易实现也使修改设计变得灵活）光节点的设备宜選用具备档次变换的灵活性以满足运营服务的要求为升级提供便利同时具有备份路由切换功能和工作参数监测功能如光工作站。）若交互數据通信采用CableModem方案总前端和分前端配置的CMTS数应根据该前端覆盖的用户数及CableModem入户率而定通常一台CMTS接入的用户数以不超过,户为宜。考虑到CMTS系統上行端口要求的CN为dB个光节点就需台CMTS）同轴分配网设计遵循原则三种网络结构:三级放大器的同轴分配网光工作站一级分配放大器的同轴汾配网光工作站无源同轴分配网。采用分配分配方式（最好是集中分配方式）不采用或尽量少采用分支分配方式）网络设备选择前端设備：射频调制器CN≥dBQAM调制器CN≥dB,MER≥dB光设备：光发射机、光接收机、光放大器、光工作站带宽要求为MHzMHz具备回传功能同轴分配网设备：放大器带宽MHzMHz具备回传功能无源器件带宽MHz屏蔽性大于dB连接器宜采用内螺纹针型,同轴电缆屏蔽性大于（dBdB）。