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1數字電視多業務發展對傳輸平臺的要求

（1）有線數字電視每一個傳輸通道要具備統計復用（異步時分復用）和碼率自動調整功能，可對每個數據傳輸通道的流量進行管理。采用DVB-C64QAM調制模式時，每個8M模擬電視頻道帶寬承載的數據碼率為38Mbps，能傳輸6～8套4Mbps碼率左右的節目，還需保留一定帶寬用于傳輸加擾、EPG、廣告業務等數據，實際應用中，接收的節目源都采用可變碼率（VBR）傳輸，碼流波動在2～10Mbps，此情況下，一般的碼流復用器不能實時調整節目流量和附加數據流量。（2）能夠把任意一個信源輸入端口的電視節目分配到任何一個節目輸出端重新排序組合，實現基于單個節目流的任意調度。（3）傳輸平臺不僅要能提供基本的TS流輸出，同時要能提供ip輸出、SDI基帶信號輸出、光輸出等輸出端口，以滿足不同信號接收端需要以及后期多業務發展的需求。同時，隨著有線電視光纜網絡雙向改造的進行，傳輸平臺還能夠平滑升級，以便后期實現電視節目時移、點播、回看等功能?；贗P技術的內容調度分發加上IPQAM調制能很容易達到這些要求。（4）可靠性、穩定性及易維護性，由于行業要求，系統必須要有很強的可靠性，核心部件要能實現熱備份，能滿足長期高負荷的運轉。所有硬件設備采用冗余電源，關鍵節目實現一加一熱備，所有設備及板卡可實現熱插拔，全系統可實現遠程監測及維護。

2傳統ASI前端與全IP前端的區別

2.1前端系統架構不一樣。ASI前端主要有節目源接收、節目信息處理、節目輸出三部分組成，每一部分設備都是采用獨立的標準19英寸機架設備，每個設備之間通過同軸電纜進行連接，需要按單一頻道進行節目配置，這就造成電視節目和其他系統業務信息不容易跨頻道調度調整。另外，ASI切換矩陣只能實現ASI傳輸流的切換，而對單一電視節目的切換則無能為力。IP前端采用TSoverIP路由交換技術，所有節目和附加信息都通過千兆以太網交換機來實現調度、切換，管理，網絡結構簡單，可以處理多節目流（MPTS），也可以是單節目流（SPTS），甚至是某個節目的PID信息。2.2運營維護成本比較。ASI前端使用的都是獨立設備，這些設備功能單一、占用空間大，設備連線復雜，故障點多，故障恢復時間長，運營成本較高，且傳統設備的各類端口相對固定，在進行節目擴充及頻道調整時限制較大，可能調整一套節目就要調整十幾根線纜路由。而新的IP方案采用集成式設計，非常方便操作，利用一臺網管電腦就能對系統內所有節目進行調度、加解擾、復用調制，能夠靈活地進行端口的配置調整，使每個端口資源都得到充分利用，由于大量減少了設備之間的連線，系統安裝也輕便快捷。2.3可靠性比較。ASI方案采用獨立衛星解碼器、視音頻編碼器、節目復用器、CA加擾器、QAM調制器等，設備和連接線都很多，自然故障點也多，只能通過ASI切換矩陣來單個節目流備份，如果要做到每個節目流都備份，就需要N倍多的硬件設備來實現，這樣幾乎是不可能的。而全IP方案在省去上述大量設備及連線的同時，使用雙數據背板及冗余電源，通過各功能模塊的組合，可形成一個多級別系統備份方案，不僅能對某個頻道鏈路備份，還能做到針對每個數據端口的備份以及單個節目的備份。系統出現故障時，ASI系統備份方案切換時間至少需要幾分鐘，而IP方案切換時間一般在0～5秒。2.4擴展性及可升級性比較。ASI方案采用獨立設備，每臺設備功能單一，整個數字電視前端平臺搭建完成，以后如需要增加新業務或擴充節目容量，特別是高清節目的全面鋪開，這樣的話就需要增添大量硬件設備，系統本身也需要進行大的調整，且不同廠家設備間會存在兼容性問題，給安裝調試造成許多困難；采用IP技術方案搭建的前端綜合擴展能力強，以標準模塊化機箱設計，后期擴容及新增業務可通過增加不同功能的模塊來實現，系統升級平滑性較強，幾乎不存在兼容性問題。

3IP前端的幾個關鍵技術

3.1TSoverIP。TSoverIP就是指TS流通過以太網以IP方式進行傳輸，數字前端采用TSoverIP技術，系統設備送出的TS流承載到IP流上，通過以太網交換機進行數據的交換和傳輸。視音頻傳輸主要考慮它的實時性，而對可靠性也就是數據的正確率要求不是很嚴格，因此一般采用UDP協議（單播或組播）方式傳輸，UDP是一個分發信息的理想協議，廣泛用在多媒體應用中，它的特點是數據傳輸延遲小、數據傳輸效率高、容錯功能強，雖然如此，我們建設數字電視前端時，也要盡量做到簡化網絡結構，優化節目路由，因為網絡情況過于復雜時就會有數據包丟失、抖動等問題出現，UDP協議就無法處理了，這一點要特別注意。3.2采用IP技術的信息處理流程。首先，把從信源輸入端口的每個TS流（多節目流或單節目流）轉換成IP數據包，通過TS流中的PAT表解析出每個節目的PID信息，然后對每個節目單獨打包，也就是說，每個節目都有自己獨立的IP地址、MAC地址及端口號，這就可以根據需要把任意一個節目通過設備內部數據交換插入到任意一個輸出端口的SPTS（單節目流）或MPTS（多節目流）中去，再把TS流送入交換機進行下一步處理，從而實現基于單節目的調度。交換機是整個系統的核心，它要具備強大的CPU處理能力和足夠的背板帶寬才能滿足大量視頻數據的交換。

4采用IP傳輸的明顯優勢

（1）IP傳輸系統的結構簡單，設備之間連線少，節約空間，易于管理和維護。（2）用千兆以太網交換機替代ASI矩陣，可實現交換機1+1冗余備份，從而提高了系統的安全性。（3）靈活性大大提高，信源接收編碼、復用加擾、QAM調制等功能模塊可以放置在中心機房，也可放分前端機房和其他地方。（4）IP傳輸增強了系統的擴展性，便于開展數字電視新業務。

5長葛市電視臺IP數字前端介紹

正是基于IP傳輸方式的很多優點，長葛市廣播電視臺于2015年底采用偉樂科技公司的DMP數字電視集成前端設備搭建了全IP有線數字電視前端，節目規模為19個模擬通道傳輸108套標清電視節目、2套高清電視節目，采用64QAM調制方式，每個模擬通道傳輸6-8標清電視節目。節目由中央、省、自治區衛星節目，河南省及許昌市光纜傳送節目、河南省長葛市廣播電視臺2套自辦節目組成。系統采用集成式、模塊化結構，用戶只需根據實際情況插入不同的板卡（模塊）以實現不同的功能。5.1節目源接收部分。衛星電視節目通過衛星接收模塊送入DMP主機，經路由復用后以TSOVERIP的方式通過DMP主機的IP輸出板送至交換機，每個衛星接收模塊可同時接收4路衛星信號；省市光纜傳送的模擬電視節目及自辦需要編碼的節目通過MPEG2編碼板送入DMP主機，處理后同樣通過IP輸出板送至交換機，每個編碼板可同時處理兩路模擬音視頻信號。5.2加擾調制部分。根據具體系統配置情況在DMP主機上加裝IP輸入模塊、加擾模塊、QAM調制模塊，通過IP輸入模塊將所需的電視節目信號從交換機送入該主機，然后經過加擾板進行節目的加擾，再送入調制板進行調制輸出，當然，這其中信號的處理可在同一個DMP主機內完成的，也可根據實際情況在不同的DMP主機內完成，靈活度非常大。5.3信號輸出部分。每塊調制板可以輸出連續8個頻點的射頻信號，本系統中只需3塊調制板就能滿足19個頻點的需求，而且還有5個頻點作為以后業務擴充預留。三塊調制板輸出的信號經混合器混合后可直接進入光發射機入網傳送。5.4EMM、EPG、機頂盒廣告信息。EMM用戶授權信息通過IP方式直接送入加擾板IP輸入口，EPG、機頂盒廣告信息也通過IP方式送入千兆交換機。上述各種附加數據根據情況或通過主頻點或通過其他相關頻點和電視節目復用在一起調制輸出。在這里要著重說明，為了保證以后機頂盒廣告業務的質量和流暢度，建議后期選購機頂盒時芯片性能要強一點，運存要大一點。5.5系統備份問題。本系統中所有硬件設備全部采用雙電源冗余；核心交換、QAM調制器、關鍵信源設備采用1+1雙機熱備，其中任意一臺主設備出現問題，備份設備可自動接管工作，切換時間小于2秒鐘，主設備恢復正常后又能自動接管工作，保證整個系統安全可靠地運行，保養維護時也可以做到電視信號零中斷。

6結語

IP技術作為有線數字電視發展的方向，已成為廣播電視設備廠家和有線電視運營商的共識。據了解，以前采用傳統ASI前端的電視臺大多數已經著手升級改造自己的前端了，新型的IP數字電視前端，支持視頻點播、回看、節目時移等功能，為用戶提供了更多的服務，提升了用戶的滿意度及收視率。

參考文獻：

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[3]師志廣.IP技術在青海廣電城域網中的應用[J].廣播電視電影技術,2013(2):23-26.

作者:胡海濤 單位:河南省長葛市廣播電視臺