郭獻(xiàn)崇 郁杰

【摘要】近年來(lái)，計(jì)算機(jī)的快速普及，使互聯(lián)網(wǎng)得以成為人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾纳缃还ぞ?，而互?lián)網(wǎng)的接入則是通過(guò)寬帶路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，寬帶路由器的更新?lián)Q代速度也不斷加快，并由此誕生出新一代的寬帶多媒體路由平臺(tái)。本文便對(duì)BMR平臺(tái)，即BigBand寬帶多媒體業(yè)務(wù)路由平臺(tái)進(jìn)行了探討，分析該平臺(tái)的應(yīng)用特點(diǎn)及相關(guān)解決方案，并以數(shù)字電視建設(shè)項(xiàng)目為應(yīng)用實(shí)例，對(duì)其具體功能應(yīng)用進(jìn)行深入的思考。

【關(guān)鍵詞】寬帶;多媒體;路由平臺(tái)

引言：21世紀(jì)是科技的時(shí)代，在科技的推動(dòng)下，人們的生產(chǎn)生活方式發(fā)生了巨大改變，計(jì)算機(jī)在其中則起到至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)已經(jīng)滲透到家家戶戶，并已成為社會(huì)生產(chǎn)中的重要工具，計(jì)算機(jī)借助于網(wǎng)絡(luò)，能夠使人們從網(wǎng)絡(luò)中獲取所需的信息，而網(wǎng)絡(luò)則是利用寬帶路由平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)接入的，寬帶路由平臺(tái)的快速升級(jí)，使寬帶多媒體路由平臺(tái)的功能變得日益豐富。為此，本文便對(duì)新一代寬帶多媒體路由平臺(tái)的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1. 技術(shù)概述

BMR平臺(tái)指的是BigBand寬帶多媒體業(yè)務(wù)路由平臺(tái)，該平臺(tái)具有多業(yè)務(wù)、智能化、電信級(jí)以及多功能特點(diǎn)，其核心主流技術(shù)為視頻路由交換與數(shù)字視頻雜體處理引擎技術(shù)，這些核心技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)其軟硬件結(jié)構(gòu)的模塊化升級(jí)，以便于在交換式與廣播式視頻業(yè)務(wù)中得以有效應(yīng)用，并且在應(yīng)用功能上也變得更加豐富。BMR平臺(tái)不僅包括調(diào)制、復(fù)用與加擾等基本功能，更重要的是其相比于以往的數(shù)字電視前端多出許多新的應(yīng)用特點(diǎn)，這些特點(diǎn)主要表現(xiàn)如下：其一，BMR系統(tǒng)具有集成性的特點(diǎn)，因此可將其看作是集成式系統(tǒng)，系統(tǒng)中含有多個(gè)板卡，這些板卡均具有對(duì)應(yīng)的功能，因此可根據(jù)功能需要來(lái)任意組合這些板卡，以使其在BMR1200A機(jī)箱內(nèi)得到有效容納，在機(jī)箱中，其I/O板卡的配置數(shù)量最高可達(dá)到8塊，這使得系統(tǒng)具有較高的集成度，而且在接線上也比較簡(jiǎn)單，在結(jié)構(gòu)上也較為清晰，能夠?qū)岵寰€進(jìn)行有效支持。在BMR平臺(tái)中，其傳輸流的調(diào)度工作是利用背板來(lái)完成，在I/O板卡中配置有ASI端口，該端口屬于輸出端口，其用途在于能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)日常信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在BMR寬帶多媒體路由平臺(tái)中，其具備兩大功能，分別是統(tǒng)計(jì)再?gòu)?fù)用功能與碼率修整功能，這使得數(shù)字電視節(jié)目在同一頻點(diǎn)中的最大傳輸數(shù)量可達(dá)到8至12套，進(jìn)而使帶寬利用率得到大幅優(yōu)化，使傳輸容量得到顯著提高。在BMR平臺(tái)中，其對(duì)數(shù)字節(jié)目的傳輸數(shù)量多達(dá)224至336套，并且還能夠?qū)Ω咔搴蜆?biāo)清電視節(jié)目進(jìn)行混合傳輸，除了能夠?qū).264高清與MPEG高清節(jié)目進(jìn)行單獨(dú)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，對(duì)標(biāo)清節(jié)目的傳輸數(shù)量則可達(dá)到2至4套。在BMR平臺(tái)中，MPEG/IP路由交換是其重要功能之一，該功能可實(shí)現(xiàn)路由端口的快速切換，從而使傳輸流切換矩陣所浪費(fèi)的時(shí)間得到了有效節(jié)約，并且在將機(jī)箱連接至另一機(jī)箱時(shí)，也不需要對(duì)外部路由交換設(shè)備進(jìn)行配置，從而減少了該設(shè)備故障的發(fā)生可能性，使系統(tǒng)運(yùn)行得到了可靠保障。BMR平臺(tái)能夠?qū)Χ喾N業(yè)務(wù)進(jìn)行有效支持，例如插播數(shù)字廣告、采集節(jié)目信息、高清電視和IP傳輸網(wǎng)關(guān)等，在采集節(jié)目信息時(shí)能夠?qū)SI輸出以及UDP IP輸出進(jìn)行有效支持，進(jìn)而使媒資系統(tǒng)輸入需求得到有效滿足。在BMR寬帶多媒體業(yè)務(wù)路由平臺(tái)中，其還能對(duì)IP、QAM以及ASI等各種碼流的輸出與輸入進(jìn)行有效支持，包括碼流輸入采用IP，而碼流輸出則采用ASI，或是碼流輸入采用ASI，碼流輸出采用IP。對(duì)于BMR平臺(tái)的IP端口而言，其能夠?qū)訑_流輸出與清流輸出進(jìn)行有效支持，而且其I/O卡中是利用獨(dú)立處理芯片來(lái)設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)輸入口與輸出口的，如果某個(gè)端口或板卡在使用過(guò)程中發(fā)生故障，其他端口或板板并不會(huì)受到該故障的影響。在BMR平臺(tái)中，其有著較為清晰的網(wǎng)管配置，而其界面則是通過(guò)圖形化配置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，操作人員能夠采用拖放操作來(lái)開(kāi)展業(yè)務(wù)，在網(wǎng)管系統(tǒng)中不僅具備基本的設(shè)備管理功能，而且在節(jié)目預(yù)覽功能與碼流分析功能中也有出色的表現(xiàn)，這能夠提高用戶的操作便捷性，并可更易于開(kāi)展碼率故障診斷，在BMR系統(tǒng)中，網(wǎng)管系統(tǒng)是被單獨(dú)設(shè)立的。

BMR平臺(tái)的備份策略為1：1冗余備份，這使得系統(tǒng)的安全性大幅提高，能夠?qū)崿F(xiàn)端口切換、節(jié)目切換、系統(tǒng)切換以及板卡切換，并可自由選擇是通過(guò)手動(dòng)操作還是自動(dòng)操作的方式來(lái)進(jìn)行切換，切換時(shí)間則控制在2s以內(nèi)。在BMR平臺(tái)使用中，當(dāng)其機(jī)框內(nèi)的I/P卡插槽存在剩余時(shí)，還可根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行擴(kuò)容，以使平臺(tái)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性得以有效增強(qiáng)。由此可見(jiàn)，BMR平臺(tái)在安全性、技術(shù)性以及擴(kuò)展性上都具有非常出色的表現(xiàn)，這使其在有線數(shù)字電視中已經(jīng)成為新一代的高科技應(yīng)用產(chǎn)品。

2. 項(xiàng)目應(yīng)用

在某數(shù)字電視項(xiàng)目中，項(xiàng)目業(yè)務(wù)要求其BMR平臺(tái)的建設(shè)應(yīng)具備穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)性、可擴(kuò)展性、安全可靠性、開(kāi)放性、先進(jìn)實(shí)用性與互通性等特點(diǎn)，BMR平臺(tái)系統(tǒng)在數(shù)字電視前端系統(tǒng)中主要應(yīng)用在復(fù)用、調(diào)制與加擾部分。

2.1 應(yīng)用方案

BMR1200A設(shè)備的配置數(shù)量共計(jì)6臺(tái)，以此滿足對(duì)項(xiàng)目中數(shù)字電視前端系統(tǒng)在復(fù)用、調(diào)制與加擾部分的設(shè)計(jì)要求。在這6臺(tái)BMR1200A設(shè)備中，主用系統(tǒng)和備用系統(tǒng)各3臺(tái)，并且有著同樣的軟硬件配置。在應(yīng)用方案中，對(duì)復(fù)用、調(diào)制與加擾的備份方案采用1：1冗余備份，在每臺(tái)BMR1200A設(shè)備中均要對(duì)SCS服務(wù)器以及SMU1000網(wǎng)管服務(wù)器進(jìn)行單獨(dú)配置，而其復(fù)用與碼率修整處理通道則采用32個(gè)，另外IP處理通道為1個(gè)、加擾與QAM調(diào)制處理通道為28個(gè)，采集處理通道為4個(gè)，以確保在傳輸重要節(jié)目時(shí)能夠進(jìn)行1+1備份。在主系統(tǒng)中，其復(fù)用機(jī)箱的編號(hào)分別采用BMR#1、BMR#2，調(diào)制機(jī)箱的編號(hào)則采用BMR#3，其中GFG404光纖級(jí)聯(lián)卡、AFA824XA采集器卡、AFA824XA碼流復(fù)用卡以及GNA114XA傳輸卡在編號(hào)為BMR#1的復(fù)用機(jī)箱中的配置數(shù)量分別為1張、1張、3張和1張，GNA114XA傳輸卡能夠?qū)P碼流輸入與ASI碼流輸出功能進(jìn)行支持，而且在每張AFA824XA碼流復(fù)用卡中均能夠?qū)崿F(xiàn)4個(gè)流的復(fù)用輸出。GFG404光纖級(jí)聯(lián)卡、AFA2424XA碼流復(fù)用卡、AFA824XA碼流復(fù)用卡在編號(hào)為BMR#2中的配置數(shù)量分別為1張、1張和3張。而GFR222加擾卡在編碼為BMR#3的調(diào)制機(jī)箱中的配置數(shù)量則為7張，共計(jì)14個(gè)射頻輸出口，每張2個(gè)，并且每張都能夠?qū)?個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行可調(diào)制輸出。通過(guò)千兆光纖口來(lái)對(duì)上述6個(gè)BMR1200A設(shè)備實(shí)施級(jí)連，以使全部輸出流與節(jié)目能夠?qū)崿F(xiàn)自由調(diào)配。在BMR#1與BMR#2的復(fù)用機(jī)箱中，當(dāng)數(shù)字節(jié)目通過(guò)其AFA卡復(fù)用與碼率修整時(shí)，會(huì)利用BMR背板將傳輸流調(diào)度至GFG404卡，然后從GFG404卡輸送至編號(hào)為BMR#3的調(diào)度機(jī)箱中，利用其內(nèi)部GFR222卡來(lái)對(duì)傳輸流實(shí)施QAM調(diào)制與DVB同密加擾，在此過(guò)程中不需要借助于外部交換設(shè)備，在該系統(tǒng)中的傳輸頻點(diǎn)高達(dá)28個(gè)，而且各個(gè)頻點(diǎn)的節(jié)目傳輸數(shù)量可達(dá)到8至12套。

2.2 項(xiàng)目規(guī)劃

在項(xiàng)目中，依據(jù)其設(shè)計(jì)要求，在數(shù)字電視前端系統(tǒng)中傳輸?shù)母咔骞?jié)目、標(biāo)清節(jié)目以及數(shù)字音頻廣播分別達(dá)到13套、110套與10套，這些節(jié)目都采用28個(gè)頻點(diǎn)來(lái)進(jìn)行傳輸，而對(duì)股票信息、數(shù)據(jù)廣播則分別采用1個(gè)與2個(gè)頻點(diǎn)來(lái)進(jìn)行傳輸，此外在NVOD/存儲(chǔ)播出系統(tǒng)中還占了2個(gè)頻點(diǎn)。在BMR平臺(tái)系統(tǒng)中，能夠利用路由來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字節(jié)目的調(diào)度處理，并可依據(jù)節(jié)目排列來(lái)對(duì)節(jié)目頻道列表進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。在傳輸外部信息時(shí)，可采用單獨(dú)的ASI輸入端口即可實(shí)現(xiàn)，也可插入以太網(wǎng)口，利用BMR系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)傳輸，使各個(gè)頻點(diǎn)能夠在所需傳輸流中進(jìn)行復(fù)制。在該項(xiàng)目中還對(duì)后續(xù)的擴(kuò)展性進(jìn)行了充分考慮，以確保對(duì)前期投資的有效保護(hù)。通過(guò)BMR平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)相關(guān)業(yè)務(wù)及功能的后續(xù)拓展，這些業(yè)務(wù)及功能主要包括節(jié)目預(yù)覽功能、高清電視傳輸功能、應(yīng)急圖片插播功能、節(jié)目采集功能、數(shù)字廣告插播功能、千兆IP組網(wǎng)功能以及IPTV功能。其中，節(jié)目預(yù)覽功能可采用視頻圖片方式來(lái)進(jìn)行監(jiān)視與預(yù)覽。高清電視傳輸功能可對(duì)VBR、CBR、HDTV以及SDTV傳輸予以可靠支持。應(yīng)急圖片插播功能可在節(jié)目源受到干擾或出現(xiàn)丟失時(shí)通過(guò)應(yīng)急圖片來(lái)進(jìn)行墊播，以此防止畫面出現(xiàn)黑屏、停幀等問(wèn)題，在必要時(shí)還要插播一些突發(fā)性的重大事件。節(jié)目采集功能可將所有BMR平臺(tái)中的數(shù)字節(jié)目按照實(shí)際需要來(lái)采集，以便于在視頻服務(wù)器中存儲(chǔ)，從而生成相應(yīng)的點(diǎn)播節(jié)目源。數(shù)字廣告插播功能可將廣告在對(duì)應(yīng)節(jié)目中進(jìn)行有選擇的插播。在千兆IP組網(wǎng)功能中，可通過(guò)加擾流、清清等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)千兆IP輸出，并可對(duì)帶風(fēng)網(wǎng)管傳輸進(jìn)行支持，以便于進(jìn)行高效的IP組網(wǎng)。在IPTV功能中，能夠?qū)PEG-2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效支持，并且能夠使IPTV在處理流雜體過(guò)程中具備硬件轉(zhuǎn)碼與軟件可升級(jí)功能。

2.3 備份策略

考慮到在數(shù)字前端系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目中所采取的備份策略為1：1軟硬件平臺(tái)冗余備份，并采取雙路節(jié)目源輸入，監(jiān)測(cè)機(jī)制則內(nèi)置在BMR平臺(tái)系統(tǒng)中，信號(hào)在經(jīng)過(guò)復(fù)用后會(huì)輸送至調(diào)制機(jī)箱中實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)，如果輸出節(jié)目發(fā)生中斷，可采取自動(dòng)或手動(dòng)方式來(lái)對(duì)備復(fù)用端口中的信號(hào)進(jìn)行切換，從而確保輸出信號(hào)不會(huì)因此而發(fā)生中斷。RF信號(hào)通過(guò)BMR1200A主備機(jī)箱的調(diào)制，會(huì)與末端ADC射 頻切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行接入，而ADC則會(huì)監(jiān)測(cè)RF信號(hào)電頻，如果主信號(hào)電頻超出校準(zhǔn)電平門限范圍，會(huì)對(duì)備調(diào)制信號(hào)輸出進(jìn)行自動(dòng)切換，以此確保數(shù)字電視節(jié)目的流暢播出。

3. 結(jié)語(yǔ)

總而言之，復(fù)用、調(diào)制和加擾是數(shù)字電視前端系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，在BMR平臺(tái)建設(shè)中需要與國(guó)家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相符，確保數(shù)字電視傳輸流能夠?qū)崿F(xiàn)碼率修整、節(jié)目采集、QAM調(diào)制、高效復(fù)用、IP傳輸和加擾等功能，從而使系統(tǒng)得以穩(wěn)定運(yùn)行，其以MPEG/IP路由交換技術(shù)為核心，能夠?qū)Ω鞣N業(yè)務(wù)進(jìn)行有效的兼容與拓展，這使其未來(lái)應(yīng)用前景變得非常光明。

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作者簡(jiǎn)介：郭獻(xiàn)崇（1978—），男，漢族，河北懷安人，西安電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)碩士，張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理系，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù);郁杰 （1985.3-）男，山西天鎮(zhèn)人，漢族，講師，工程碩士，研究方向：通信工程、信號(hào)處理。