程遠東

（四川信息職業(yè)技術(shù)學院，四川 廣元 628017）

1 引言

鑒于數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展的自身規(guī)律和區(qū)域特定情況，必須本著“需求夠用、功能實用、兼顧前沿、逐步實施”的原則，分階段、分層次循序漸進地推進西部邊遠地區(qū)數(shù)字電視建設進程。一般來說，一個完整的數(shù)字電視系統(tǒng)由前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)（又稱網(wǎng)絡系統(tǒng)）和用戶終端系統(tǒng)3部分構(gòu)成，根據(jù)不同的應用、使用范圍以及傳輸方式，這3個部分的構(gòu)成也有所不同。其中，傳輸系統(tǒng)相對獨立，前端系統(tǒng)和用戶終端系統(tǒng)有很大的關聯(lián)性，前端系統(tǒng)是整個數(shù)字電視系統(tǒng)的核心部分，它搭建的好壞直接關系到整個系統(tǒng)能否正常運行[1-3]。筆者以西部邊遠地區(qū)某市為例，談談數(shù)字電視前端系統(tǒng)建設。

2 數(shù)字電視前端系統(tǒng)設計思路

數(shù)字電視前端包含的內(nèi)容非常廣泛，是整個電視數(shù)字化的重要環(huán)節(jié)之一。數(shù)字電視前端包括許多關鍵性的數(shù)字設備，如MPEG-2壓縮編碼器、數(shù)字多路復用器、加擾器、QAM調(diào)制器等。數(shù)字電視前端集成了許多領域的新技術(shù)，如數(shù)字視頻/音頻技術(shù)、通信技術(shù)、條件接收技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、計算機科學技術(shù)及微電子技術(shù)等。因此，數(shù)字電視前端的管理模式比模擬電視前端更為復雜，在進行數(shù)字電視前端設計之前，必須了解和掌握其組成及設備功能，并且要考慮到該地區(qū)實際情況，根據(jù)經(jīng)濟收入水平、有線電視用戶的消費水平及應用情況，采取以下措施：

1）選用能直接輸出ASI信號的衛(wèi)星接收機，不再通過音視頻信號進行MPEG-2編碼器編碼形成ASI信號，從而節(jié)省大量的MPEG-2編碼器。

2）選用具有防非功能的衛(wèi)星接收機，使整個數(shù)字電視系統(tǒng)信號的安全性得到充分保障。

3）系統(tǒng)前端設備采用斯高帕斯全套設備作為整個數(shù)字平臺的基礎，使用其復用/加擾一體機取代獨立的復用器、加擾器，從而在降低系統(tǒng)集成費用的同時，減少了設備數(shù)量和系統(tǒng)的集成難度，方便管理、維護，更加提高了系統(tǒng)的可靠性。

4）CAS的選擇決定能否進行精確授權(quán)和管理。CAS能否保證節(jié)目加密的安全性和可靠性，同時可在將來完成各縣區(qū)數(shù)字電視分前端建設后，防止機卡漫游，并且能很好地保障各縣區(qū)運營商的根本利益。這里采用北京數(shù)碼視訊公司的CAS，通過該系統(tǒng)和數(shù)字前端系統(tǒng)的緊密集成，建立符合DVB標準的安全加擾平臺，保證節(jié)目只被授權(quán)用戶接收。

5）選擇SMS要考慮多方因素，一是安全性和穩(wěn)定性，二是開放性和兼容性，三是靈活性和可擴展性，四是可尋址系統(tǒng)兼容性。

6）考慮到要利用EPG能播發(fā)私有數(shù)據(jù)的特點，將打好包的廣告TS流直接同其他EPG數(shù)據(jù)一起播發(fā)進入大網(wǎng)等因素，應選擇EPG系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)和數(shù)字前端系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)EPG的插入功能。

3 數(shù)字電視前端系統(tǒng)設計方案

前端系統(tǒng)是有線電視網(wǎng)絡的信息源和交換中心，可分為信源接收及處理、條件接收系統(tǒng)（CAS）、用戶管理系統(tǒng)（SMS）、電子節(jié)目指南（EPG）、數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)和呼叫中心系統(tǒng)等7部分，總體設計如圖1所示。

圖1 前端系統(tǒng)設計框圖

3.1 信源接收及處理

3.1.1 信源接收

根據(jù)實際情況，節(jié)目源大致分為來自衛(wèi)星節(jié)目、省網(wǎng)絡公司SDH下傳節(jié)目、自辦節(jié)目3種類型。

數(shù)字衛(wèi)星信源中，國內(nèi)中央、各省衛(wèi)視、上海文廣付費衛(wèi)視節(jié)目、中數(shù)傳媒付費節(jié)目、鼎視傳媒付費節(jié)目接收時用DVB-S專用衛(wèi)星接收機輸出TS流，并輸入復用器。

SDH信源中，帶網(wǎng)絡接口的適配器將電信接口轉(zhuǎn)換為ASI接口，轉(zhuǎn)換后為MPTS可直接輸入復用器。

本地自辦節(jié)目信源中本地5套自辦節(jié)目和4套廣播節(jié)目經(jīng)過MPEG-2編碼器編碼后形成TS流輸入復用器。

3.1.2 信源處理

ASI信號同節(jié)目管理、信息用戶的授權(quán)控制信息、EPG信息等經(jīng)過復用、加擾后到達數(shù)字電視64QAM調(diào)制器，經(jīng)過調(diào)制后形成中頻信號，使其具有很強的抗干擾能力，再經(jīng)混合器混合后，送入HFC網(wǎng)。

3.2 條件接收系統(tǒng)

條件接收系統(tǒng)（CAS）和發(fā)卡體系是實現(xiàn)數(shù)字電視節(jié)目的管理系統(tǒng)。

發(fā)卡體系與CAS安全性緊密相關，但又獨立于CAS的完整系統(tǒng)。智能卡只有經(jīng)過發(fā)卡體系發(fā)卡，即寫入?yún)^(qū)域碼等私有數(shù)據(jù)后，才能進入CAS，發(fā)卡體系能夠保證智能卡發(fā)卡的獨立性，保證密鑰的安全性和機密性，保證智能卡生產(chǎn)商、CAS提供商、運營商、政府主管部門都無法獨立發(fā)卡，從而從源頭上徹底杜絕了盜版卡，保護運營商的根本利益。

CAS是數(shù)字電視廣播（DVB）實現(xiàn)收費所采用的系統(tǒng)，也是數(shù)字電視平臺不可缺少的部分，CAS負責完成用戶授權(quán)控制與管理信息的獲取、生成、加密、發(fā)送和節(jié)目的分包以及IPPT、IPPV節(jié)目的實現(xiàn)等工作，保證只有已付費的被授權(quán)的用戶才能正常收看電視節(jié)目，從而保護廣播電視運營商的利益。

3.3 用戶管理系統(tǒng)（SMS）

該市有線電視用戶約40萬，其中包括9個自主經(jīng)營的縣（區(qū)）網(wǎng)絡，隨著前端建設的完成和運營，整合各個縣區(qū)網(wǎng)絡及大力推廣有線數(shù)字電視業(yè)務將成為各省級網(wǎng)絡公司的工作重點。SMS作為數(shù)字電視技術(shù)體系中的用戶管理部分，是數(shù)字電視運營營銷的技術(shù)核心，如圖2所示。

SMS是通過對用戶訂購信息的記錄與處理，形成用戶數(shù)據(jù)庫，并經(jīng)由與CAS的接口，向CAS發(fā)送用戶授權(quán)管理信息（EMM）的基本數(shù)據(jù)，據(jù)此實現(xiàn)對用戶進行精確的授權(quán)控制與授權(quán)管理。SMS的應用可以保證數(shù)字電視運營商精確地控制每個用戶觀看節(jié)目及觀看時間，并開展豐富的增值業(yè)務，制訂各種資費策略、進行多種多樣的營銷活動、開發(fā)新的業(yè)務類型。

圖2 用戶管理系統(tǒng)

為了保證系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，對SMS應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器實現(xiàn)了雙機熱備份，增加了數(shù)據(jù)庫的異地實時備份，從而使系統(tǒng)的安全性得到很大的提升。

3.4 電子節(jié)目指南（EPG）

EPG是數(shù)字電視特有的一項服務，也是數(shù)字電視發(fā)展的先導。EPG是指在符合MPEG-2編碼的TS傳輸流中插入DVB標準定義的業(yè)務信息（SI），使機頂盒（STB）的綜合接收解碼器（IRD）可以從TS流中提取出節(jié)目提供商播出節(jié)目的列表和播出參數(shù)，以直觀的方式顯示給數(shù)字電視用戶，使得用戶可以方便的接收、選擇數(shù)字電視節(jié)目。

EPG應用是以EPG數(shù)據(jù)為核心，已成為數(shù)字電視用戶收視的導航。EPG數(shù)據(jù)包括豐富的節(jié)目附加信息，如節(jié)目簡介、演員信息、節(jié)目分類，通過它可以方便地瀏覽各頻道的節(jié)目單、每個節(jié)目的簡介和演員列表，并分類查詢節(jié)目信息，快速定位自己喜歡的節(jié)目，預定節(jié)目等。同時EPG的附加功能——EPG廣告，不僅為用戶購物、休閑等提供信息，更加為數(shù)字電視節(jié)目運營商帶來了較豐厚的經(jīng)濟效益。

3.5 數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)

數(shù)據(jù)廣播是一種能夠以很高的速度將文本、圖形、視頻、音頻、數(shù)據(jù)等傳輸?shù)街T如PC、機頂盒等智能設備的技術(shù)。數(shù)據(jù)廣播服務商可以從Internet網(wǎng)或其他途徑獲取大量的信息，通過數(shù)字廣播信道，將豐富的多媒體信息送到用戶家中，通過鏡像存儲，由用戶按照需求取用。通過有線電視網(wǎng)絡為廣大用戶提供的豐富便捷的信息服務，可以為百姓的日常生活提供更多便捷的指引。同時以數(shù)據(jù)廣播為基礎，向增值業(yè)務逐步過渡的趨勢，也是增值業(yè)務發(fā)展的必由之路。

3.6 網(wǎng)絡管理系統(tǒng)

按國際標準化組織ISO的定義，網(wǎng)絡管理是指關于規(guī)劃、監(jiān)督、設計和控制網(wǎng)絡資源的使用和網(wǎng)絡的各種活動，網(wǎng)管設計的要求是使網(wǎng)絡性能達到最優(yōu)。網(wǎng)絡管理系統(tǒng)是針對設備而言的，主要用于對本地和遠程設備進行監(jiān)控和管理。隨著數(shù)字電視平臺的搭建，設備數(shù)量增多，種類增加，各種設備的控制和設置方式不盡相同。建立網(wǎng)管系統(tǒng)可以實現(xiàn)對前端設備統(tǒng)一有效的集中管理與監(jiān)控，同時對保證信號質(zhì)量、降低維護成本等也有十分重要的意義。

3.7 呼叫中心系統(tǒng)

數(shù)字電視設備的高故障率、用戶的操作不當?shù)葐栴}必然增加客戶服務的工作量，而建立客戶服務中心（即呼叫中心）是提升服務水平的有效措施，通過中心信息反饋和統(tǒng)計還能找出降低業(yè)務推廣、故障維修等環(huán)節(jié)的成本的方法，而且避免了各個部門相互推卸責任的現(xiàn)象。所以建立呼叫中心系統(tǒng)顯得尤為重要。呼叫中心系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 呼叫中心系統(tǒng)

4 小結(jié)

數(shù)字電視前端系統(tǒng)設計采用以上方案具有如下優(yōu)點：

1）系統(tǒng)可以支持不同的用戶終端 （機頂盒或計算機），支持靈活的節(jié)目配送方式（包括接收和發(fā)送），該系統(tǒng)具有良好的擴展性（包括功能擴展和容量擴展）。

2）數(shù)字電視開機廣告、EPG旗幟廣告、數(shù)據(jù)廣播廣告，不僅為用戶的交通出行、生活、休閑、娛樂等提供了極大的方便，而且為運營商帶來巨大的經(jīng)濟效益。

3）使用斯高帕斯的復用/加擾一體機，可以對輸入的節(jié)目ASI信號進行靈活的拆分和重新打包成傳輸流；并且利用其管理系統(tǒng)，將節(jié)目中的冗余數(shù)據(jù)和不需要的私有數(shù)據(jù)刪除，充分利用帶寬資源，使每個頻點復用節(jié)目數(shù)提高到6～9套，只占用了13個頻點，不但節(jié)省了頻點資源，還使網(wǎng)絡中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)更加“干凈”。

4）利用永新同方的EPG系統(tǒng)，前端不但不用額外增加設備，還節(jié)省了頻點資源，便于工作人員的管理與維護。

[1]韓牧麒.基于ASI傳輸?shù)臄?shù)字電視前端單機備份解決方案[J].電視技術(shù)，2008，32（12）∶10-11.

[2]李慶超.有線數(shù)字電視前端設計[J].有線電視技術(shù)，2006（6）：78-80.

[3]楊勇.有線數(shù)字電視DVB平臺設計[J].中國有線電視，2005(6)：522-523.