曹 衛(wèi)，葉衛(wèi)東

（江蘇省如東縣文廣傳媒中心，江蘇 南通 226400）

江蘇省南通市如東縣有線數(shù)字電視前端平臺按照江蘇省廣播電視網(wǎng)絡股份有限公司數(shù)字電視平臺總體方案，統(tǒng)一數(shù)字電視技術體系標準、前端播出系統(tǒng)、綜合計費系統(tǒng)、內(nèi)容集成平臺、互動電視播出平臺，按照先進性和實用性、標準性和開放性、可靠性和安全性、靈活性和可擴展性、可運營和可管理的總體技術要求，于2010年3月進行機房設備的安裝、調(diào)試，2010年5月開始試運行，2010年7月開始進行全縣有線數(shù)字電視的整體轉(zhuǎn)換，截至2011年1月整體轉(zhuǎn)換結(jié)束。廣播式數(shù)字電視一共傳輸32個TS流、150多套標清節(jié)目、10套高清節(jié)目、21套音頻廣播、8套NVOD節(jié)目、4套數(shù)據(jù)廣播和1套股票信息?；与娨曁峁┝诵侣剷r移、影視點播、頻道回看、卡拉OK、高清電視點播等板塊。在數(shù)字電視平臺建設過程中，系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性是考慮的重點。

1 數(shù)字電視核心設備

如東縣按照江蘇省有線數(shù)字電視平臺統(tǒng)一性的要求，采用BigBand公司的新一代寬帶多媒體業(yè)務路由平臺BMR1200建立了一個安全、可靠、穩(wěn)定、靈活，并可開展增值業(yè)務的數(shù)字電視前端平臺。采用此IP傳輸方案不僅可以從根本上解決傳統(tǒng)平臺在ASI矩陣切換、VBR碼率溢出、IP遠程傳輸?shù)戎T多方面的局限，而且可以實施各種靈活、有效的1+1、N+1冗余方案。如東縣有線數(shù)字電視前端采用IP清流方案，如圖1所示，市前端清流輸出的數(shù)字電視節(jié)目以TS OVER IP的方式，用4個GE通道通過DWDM傳輸?shù)娇h前端機房，其中主備各2個GE通道。BMR1200對IP信號進行接收、解析和再處理。另外插入本地業(yè)務，插入內(nèi)容包括本地EPG、本地自辦節(jié)目編碼器輸出、本地TS流衛(wèi)星接收機輸出等。最后經(jīng)過加擾和QAM調(diào)制，主備系統(tǒng)同時輸出32路QAM信號。

圖1 數(shù)字電視前端系統(tǒng)連結(jié)原理圖

1）系統(tǒng)硬件構(gòu)成

整個系統(tǒng)采用 1∶1主備冗余方式建設，共由4臺BMR1200機箱組成，其中BMR#1和BMR#3完成對節(jié)目的復用與碼流修整；BMR#2和BMR#4完成復用后信號的加擾和調(diào)制。配置4臺服務器，2臺用于主備網(wǎng)管，其中主路網(wǎng)管管理BMR#1和BMR#2，備路網(wǎng)管管理BMR#3和BMR#4。2臺用作同密同步服務器SCS，SCS服務器用于產(chǎn)生CW控制字，發(fā)送給CA系統(tǒng)的ECMG，并保持同步。其中一臺SCS服務器為冷備，主備系統(tǒng)同時播出，主備系統(tǒng)可以通過射頻切換開關手動切換。BMR1#和BMR3#各配置了1塊AFA24-2-4XA輸入輸出端口卡、2塊GNA114XA千兆輸入卡、1塊GFG404千兆傳輸卡和1塊Ensemble高密卡。AFA24-2-4XA卡具有24個ASI輸入端口，和4個ASI輸出端口，本地節(jié)目編碼器和TS流衛(wèi)星接收機輸出以及EPG，LOADER等輔助數(shù)據(jù)通過ASI輸入端口送入BMR1#和BMR3#的AFA24-2-4XA輸入端口，完成對所有本地節(jié)目復用、碼率修整處理及SI/PSI信息進行相關處理。2塊GNA114XA千兆輸入卡接收DWDM下來的GbE光信號。處理好的TS流由GFG404卡的GbE千兆口打包成1路GbE光信號輸出到BMR2#和BMR4#機箱。對應復用機箱，BMR2#和BMR4#機箱各配置8塊GFR222A，每一塊GFR222A可以對4路TS流進行DVB同密加擾和QAM調(diào)制。BMR#2機箱可以同時接收BMR#1號機箱和BMR#3機箱的千兆GbE信號，正常工作時BMR#2機箱接收來自BMR#1機箱傳輸?shù)腉bE信號，當BMR1#號機箱輸出的千兆GbE信號中某個TS流中斷時，系統(tǒng)會自動切換到BMR3#的千兆GbE信號中相應的TS流信號，實現(xiàn)了復用處理1∶1自動冗余備份。

2）網(wǎng)絡管理軟件配置

BMR的網(wǎng)絡管理軟件主要有兩部分，一個為管理節(jié)目的軟件BCM（Broadcast Control Manager，廣播控制管理器），用于配置節(jié)目輸入輸出以及對節(jié)目的加擾。BCM軟件可自動識別出輸入輸出板卡、輸入輸出節(jié)目。界面的左半部分為輸入部分，右半部分為輸出部分。從右側(cè)可以觀察到節(jié)目的輸出帶寬、是否加擾（有一把鎖的標志即代表加擾節(jié)目）等。配置時只需將左側(cè)輸入的節(jié)目直接用鼠標拖至右側(cè)輸出的板卡即完成了節(jié)目的輸入至輸出的配置。

網(wǎng)絡管理軟件的另一部分為EM（Element Manag?er，網(wǎng)元管理器），用于配置板卡，管理和監(jiān)視BMR板卡狀態(tài)，對系統(tǒng)、板卡及端口軟件的重啟。該軟件具有直觀、操作簡單的特點。界面的左半部分為BMR中插入的所有板卡的直觀圖，需要察看或配置哪一部分或端口時只需用鼠標點擊它，界面的右側(cè)則會相應的顯示該部分或端口的相關配置。每一個部分或端口都有4個內(nèi)容可察看或配置，即選單中的Configuration（基本配置）、Band?width（顯示端口內(nèi)容的帶寬信息）、Alarms（顯示警告信息）和Software（軟件版本和升級）。主路GbE信號經(jīng)過插播處理，而備路信號沒有經(jīng)過插播處理，所以在日常維護過程中要經(jīng)常通過網(wǎng)管服務器上的網(wǎng)元管理器EM軟件檢查某個TS流是否切換到備路，由于BMR的保護機制信號不會自動切回，所以必須手動切回到主路信號。另外對BMR系統(tǒng)配置應做相應的備份以便意外時盡快恢復系統(tǒng)，在EM軟件中備份BMR的配置信息，在BCM軟件中備份系統(tǒng)配置和節(jié)目映射信息，在SMU管理器備份軟件授權(quán)控制。如果打開BCM和EM軟件出現(xiàn)問題，應檢查SMU Manager管理器中的4個服務Alarm Server，Broadcast Control Server，Service Manager 和 Topology Server運行是否正常，如果運行狀態(tài)不正常，可以先重啟服務再進行檢查。在日常維護過程中還應經(jīng)常檢查EM上的加密鎖是否按預設的周期在奇偶間變換，EM上是否有ECM，EMM流，EM上系統(tǒng)各部分是否有報警信息，不同的顏色代表不同的警報等級，要根據(jù)警報內(nèi)容檢查系統(tǒng)各部分正常與否。另外在SCS服務器中應備份出mux_map.cfg，scs_params.cfg和 simcrpt.cfg這 3個文件。在SCS服務器上，通過檢查Control Panel-Administrative Tools-Services檢查SCS服務是否正常，檢查SCS服務日志是不是已滿，可以用軟件scscleanup.exe清理系統(tǒng)日志。

2 互動電視系統(tǒng)

如東縣互動電視信號通過省市縣的波分系統(tǒng)的萬兆通道和千兆通道傳送，其中萬兆通道用于視頻流傳輸；千兆通道用于傳輸頁面和信令信號、本地IPQAM網(wǎng)管接入、以及計費系統(tǒng)接入。用戶點播的視頻流從省互動電視前端視頻點播系統(tǒng)發(fā)出，通過核心視頻流交換機轉(zhuǎn)發(fā)，經(jīng)省網(wǎng)波分系統(tǒng)發(fā)送到南通市機房的C150匯聚視頻流交換機，再通過地市—縣市波分系統(tǒng)與如東縣前端機房的3560E推流交換機互聯(lián)，然后再通過光纖送到分前端的IPQAM調(diào)制成射頻信號。頁面信號通過市機房頁面匯聚交換機Cisco 3560G送到光纖收發(fā)器，波分連接如東縣本地的光纖收發(fā)器，轉(zhuǎn)換成千兆電口后與光纖收發(fā)器Cisco 2960交換機連接，再與如東縣城域網(wǎng)交換機互聯(lián)。IPQAM采用的是華為StreamXP 1000，IPQAM單機滿配置均支持輸入兩路GE信號、輸出6×8=48個8 MHz頻道。每個8 MHz頻道采用64QAM調(diào)制方式速率可以達到38 Mbit/s，每個互動電視節(jié)目流碼率為4.5 Mbit/s，每個頻道可以支持8個節(jié)目流。1臺IPQAM設備滿配置可以支持48×8=394個節(jié)目流，按照30%的開通率和10%的點播并發(fā)率計算，可以支持11820個互動電視用戶。目前配備了兩臺IPQAM，這樣基本上能滿足縣城30000數(shù)字用戶點播需求。目前頻率規(guī)劃8個頻道DS14～DS21（478～542 MHz），其中482 MHz和514 MHz兩個頻點為專用于傳輸互動電視區(qū)域信息配置流，隨著互動電視用戶的增加，以后可以增加IPQAM和頻點?；与娨晫崿F(xiàn)了用戶與播出的交互操作，在用戶和電視之間建立起雙向互動的關系，向用戶提供“點對點”的個性化、差異化服務，大大提高了用戶的個性化體驗?；与娨曄到y(tǒng)連接如圖2所示。

3 電子節(jié)目指南（EPG）系統(tǒng)

圖2 互動電視系統(tǒng)連接圖

如東縣前端采用與江蘇省播出主前端技術標準一致的EPG系統(tǒng)，遵照全省統(tǒng)一制定的SI信息規(guī)范對NIT，SDT，BAT，EIT等進行配置，以便節(jié)目單導入前后統(tǒng)一管理。該EPG系統(tǒng)遵循“統(tǒng)一標準、分級制作、本地插入”的原則，即按照統(tǒng)一的節(jié)目Service ID規(guī)劃，由省內(nèi)容集成平臺統(tǒng)一制作公用EPG，節(jié)目單由省內(nèi)容集成平臺對所有節(jié)目進行統(tǒng)一編輯制作，將制作好的XML文件通過互聯(lián)網(wǎng)傳送給技術人員，技術人員再將本地自辦節(jié)目加入XML文件導入播出系統(tǒng)即可。采用北京永新視博公司EPG系統(tǒng)，配備兩臺HP DL380G6服務器作為EPG應用、數(shù)據(jù)庫和播出服務器，服務器配備3塊72 Gbyte硬盤構(gòu)成RAID5陣列，兩臺服務器采用1∶1的熱備方式，這樣確保了整個系統(tǒng)的安全。每臺服務器各配備了1塊DTA2145播發(fā)卡，并配備了1臺科迪Kd7021-201T數(shù)字ASI2X1智能應急切換器，它能夠?qū)崟r監(jiān)測播發(fā)卡輸出的ASI信號，在信號中斷或發(fā)生錯誤時能發(fā)出報警信號并自動或手動切至備用信號，以確保EPG信號輸出到BMR復用機箱。然后在BMR平臺的BCM軟件中拖拉SI信息中的4個表：NIT（網(wǎng)絡信息表）、SDT（業(yè)務描述表）、EIT（事件描述表）和TDT（時間和日期表），它們的PID分別為16，17，18，20。為了保證EPG系統(tǒng)正常運行，需定期對系統(tǒng)進行維護記錄，目的是提前發(fā)現(xiàn)隱患，檢查EPG系統(tǒng)的服務管理（ServiceMgr）、軟件狀態(tài)（DataSender）、設備管理控制（DeviceConsole）、EIS控制臺（EisConsole）和數(shù)據(jù)同步管理器的日志，通過日志查找是否有報錯信息等。

4 CA系統(tǒng)

安全性及穩(wěn)定性是CA系統(tǒng)關鍵所在，經(jīng)過綜合考慮選擇了CA省網(wǎng)入圍廠家永新視博公司的產(chǎn)品。CA系統(tǒng)主要功能是完成EMM、ECM的生成，在加擾器的配合下完成節(jié)目的加密與加擾。系統(tǒng)硬件配置為：2臺應用服務器、2臺數(shù)據(jù)庫服務器、2臺加密機。所有設備全部做到1∶1熱備份，提高了系統(tǒng)的安全性能。

系統(tǒng)軟件配置為CDCAS3.0，主要由EMMG，ECMG，EMMS，EMMU，Router等模塊組成。EMMG是授權(quán)管理信息發(fā)生器，ECMG是授權(quán)控制信息發(fā)生器，EMMG負責EMM包的發(fā)送，Router是CA系統(tǒng)與外部程序交互的通道。軟件界面為拓撲結(jié)構(gòu)圖，顯示了每個模塊的運行狀態(tài)。這樣通過對軟件的監(jiān)看可以監(jiān)測到CA系統(tǒng)運行狀態(tài)。

在整轉(zhuǎn)期間要大量發(fā)放智能卡，先對智能卡做了預授權(quán)處理，利用卡同步工具把最新的授權(quán)信息寫入智能卡，這樣減少了EMM包傳輸，避免用戶等待開卡時間過長，智能卡一插入機頂盒就可以收看。針對近期出現(xiàn)的布瑞克BREAK智能仿真卡，利用智能卡授權(quán)的BUG，使其延長無限收視期限，及時聯(lián)系廠家技術人員針對性進行系統(tǒng)軟件升級，啟用CAS自動密鑰更換功能，通過設定部分或全部產(chǎn)品定期自動更換產(chǎn)品密鑰（產(chǎn)品密鑰是用來解密ECM包的密鑰），通過EMM包下發(fā)給智能卡，這樣前端在啟用新的產(chǎn)品密鑰加密節(jié)目的時候，正常收看數(shù)字電視的用戶，由于其智能卡已經(jīng)接收到了該密鑰，所以仍可以正常收看節(jié)目，而對于不接收EMM包授權(quán)的用戶則由于沒有收到本周期的產(chǎn)品密鑰，故無法解密收看節(jié)目。啟動自動密鑰更換功能，定期更新密鑰，提高了系統(tǒng)的安全性，同時由于采用了組授權(quán)，大大減少了系統(tǒng)中的EMM包，縮短了EMM包的循環(huán)周期，減少了EMM帶寬占用。通過升級軟件提高了系統(tǒng)的安全性，杜絕了共享機頂盒和布瑞克卡的使用，維護了運營商的利益。

5 安全播出監(jiān)測系統(tǒng)

安全播出監(jiān)測系統(tǒng)是任何播出系統(tǒng)之中不可缺少的一部分，對于如東縣數(shù)字電視前端機房也是如此，為了做好對數(shù)字電視信號傳輸各個環(huán)節(jié)的安全監(jiān)測，如省網(wǎng)前端發(fā)送的 IP碼流、核心系統(tǒng)BMR1200處理后的碼流、QAM調(diào)制輸出RF信號質(zhì)量等，在數(shù)字電視前端機房安裝了兩套監(jiān)測系統(tǒng)：北京博匯公司的多畫面監(jiān)測報警系統(tǒng)和北京金數(shù)信公司的碼流監(jiān)測系統(tǒng)。

1）多畫面監(jiān)測報警系統(tǒng)

如圖3所示前端系統(tǒng)輸出的射頻QAM信號經(jīng)過分配器，將數(shù)字電視加擾后的QAM射頻信號送給“CI解擾器”，兩臺多畫面解擾器可插20塊CI解擾板卡，每塊解擾板卡上插上CAM大卡可實現(xiàn)對一個頻點8套節(jié)目的解擾，輸出解擾的IP清流信號送到碼流匯聚交換機CIS?CO3560G。博匯多畫面監(jiān)測報警系統(tǒng)有5臺多畫面分割服務器，每臺服務器有兩個網(wǎng)口，一個為網(wǎng)管口，另一個碼流輸入口，將碼流輸入口和碼流匯聚機相連，多畫面分割服務器就從交換機獲得IP節(jié)目流，并進行解碼圖像顯示、音量柱顯示、視音頻丟失報警和實時轉(zhuǎn)碼錄像。QAM信號節(jié)目進行多畫面分割顯示和報警存儲，配置的5臺多畫面主機可以對20個TS流的150多套節(jié)目進行監(jiān)測。

圖3 如東縣數(shù)字電視安播監(jiān)測系統(tǒng)

2）碼流監(jiān)測系統(tǒng)

碼流監(jiān)測系統(tǒng)采用北京金數(shù)信公司的碼流監(jiān)測系統(tǒng)，對數(shù)字電視碼流ETR101-290測試標準3級錯誤檢測、PSI/SI信息分析、PCR分析等，另外通過QAM監(jiān)測模塊對數(shù)字電視前端系統(tǒng)輸出的QAM射頻指標，如電平、MER、BER、符號率偏離、頻率偏離等參數(shù)進行輪詢監(jiān)測，并由金數(shù)信公司的安播網(wǎng)管軟件進行數(shù)據(jù)采集、閾值比較和語音報警。配置的QAM監(jiān)測模塊為新加坡的Pixel?metrix的QAM-POD 090，該設備同普通QAM模塊相比具有更高的測量精度和穩(wěn)定性。碼流分析卡使用的是Dec?tek公司的DTA-160 SXP，此碼流分析卡有3個ASI雙向口，一個千兆網(wǎng)口，加上計算機的兩個網(wǎng)口也可以作碼流分析使用。DTA-160 SXP碼流分析卡碼流監(jiān)測點覆蓋了系統(tǒng)中幾個關鍵環(huán)節(jié)點，有DWDM下來的主備IP碼流和QAM射頻信號的碼流等，通過碼流監(jiān)測系統(tǒng)可以很快地分析、判斷系統(tǒng)哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題[1-3]。

6 小結(jié)

數(shù)字電視平臺建設是一個復雜的系統(tǒng)工程，每個子系統(tǒng)相對獨立又相互聯(lián)系，技術維護人員要對整個系統(tǒng)深入細致的了解與掌握，了解各系統(tǒng)間的配置與聯(lián)系，才能快速排除故障。技術人員還要熟悉數(shù)字電視理論，還得將所學到的理論與實踐相結(jié)合，根據(jù)實踐操作制定出切實可行的應急預案，平常加強設備巡查與維護，在不斷分析、解決問題的同時，總結(jié)經(jīng)驗教訓，不斷提高維護技術水平，確保有線數(shù)字電視前端安全、穩(wěn)定運行。

[1]莊宜學，陳周烽.有線數(shù)字電視平臺安全播出策略探討[J].電視技術，2009，33（3）：50-52.

[2]宗瑞朝.互動電視系統(tǒng)并發(fā)流的探討[J].電視技術，2007，31（9）：7-9.

[3]李陽，黃文明.IPTV中EPG模塊的設計與優(yōu)化[J].電視技術，2011，35（21）：79-82.