趙 轅

江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司 江蘇 南京 210000

前言

隨著江蘇省互動(dòng)電視用戶的不斷增多，特別是高清互動(dòng)電視用戶的不斷增多，擺在我們面前的一個(gè)問題就是IPQAM資源不足的問題。要解決這一問題，增加新設(shè)備是一條解決方案，但這需要進(jìn)行較大的資金方面的投入?，F(xiàn)在江蘇省互動(dòng)電視的IPQAM設(shè)備都是使用的64QAM的調(diào)試方式，如果能夠把IPQAM的調(diào)試方式升級到256QAM調(diào)制，將會(huì)極大的提升IPQAM的資源利用率，同時(shí)也可以減少資金投入，降低成本，提升互動(dòng)電視的競爭力。

QAM調(diào)制技術(shù)

QAM調(diào)制既是正交調(diào)制，是用兩路獨(dú)立的基帶信號對兩個(gè)相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波雙邊帶調(diào)幅，利用這種已調(diào)信號的頻譜在同一帶寬內(nèi)的正交性，實(shí)現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息的傳輸。該調(diào)制方式通常有二進(jìn)制QAM(4QAM)、四進(jìn)制QAM(l6QAM)、八進(jìn)制QAM(64QAM)、十六進(jìn)制QAM(256QAM)。

目前在江蘇互動(dòng)電視網(wǎng)絡(luò)中，QAM調(diào)制技術(shù)主要是使用在IPQAM設(shè)備上。IPQAM是互動(dòng)電視業(yè)務(wù)下行通道的關(guān)鍵設(shè)備，IPQAM提供IP網(wǎng)絡(luò)與CATV網(wǎng)絡(luò)之間的邊緣網(wǎng)關(guān)功能。

上圖是互動(dòng)電視網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖，上行方面，用戶機(jī)頂盒的點(diǎn)播請求進(jìn)過HFC、門戶與信令網(wǎng)絡(luò)把點(diǎn)播請求發(fā)送到前端機(jī)房，下行方面，前端機(jī)房收到點(diǎn)播請求后，把對應(yīng)的節(jié)目數(shù)據(jù)流經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絀PQAM上，然后IPQAM對接收到節(jié)目數(shù)據(jù)，進(jìn)行節(jié)目映射、復(fù)用、調(diào)制、上變頻及網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)處理后，發(fā)送到HFC網(wǎng)絡(luò)，再傳送帶用戶家中的機(jī)頂盒上。

通過IPQAM的千兆光口接收到IP包后，由設(shè)備總處理器對信號進(jìn)行檢測，每個(gè)IP地址和UDP端口號對應(yīng)無誤后，然后完成相應(yīng)的解包過程，將信號恢復(fù)成TS流格式，然后進(jìn)行系統(tǒng)時(shí)鐘的校驗(yàn)，完成PCR的重定位后，信號流進(jìn)入設(shè)備緩沖器，緩沖處理后進(jìn)行PSI表值的修正，以保證多個(gè)節(jié)目流的信息完整和確保調(diào)制信號的標(biāo)準(zhǔn)性，然后進(jìn)行TS流的載波調(diào)制，最后完成上變頻過程。

QAM調(diào)制在IPQAM中起到帶寬拓寬的作用?；?dòng)電視規(guī)劃一個(gè)頻點(diǎn)基頻帶寬是8MHZ，進(jìn)過64QAM調(diào)制后，一個(gè)頻點(diǎn)的理想帶寬可以擴(kuò)展到38.8MHZ，如果使用256QAM調(diào)制，一個(gè)頻點(diǎn)的理想帶寬可以擴(kuò)展到50.9MHZ，具體的參數(shù)見下表。

調(diào)制方式信道帶寬信號碼率(sym/sec)理想傳輸速率(b/s)實(shí)際傳輸速率(b/s)64-QAM8MHz6.875M38.8M36M256-QAM8MHz6.875M50.9M48M

目前江蘇互動(dòng)電視一個(gè)標(biāo)清節(jié)目流的大小為3.75M，沒有進(jìn)過QAM調(diào)制的頻點(diǎn)只能傳輸2個(gè)標(biāo)清節(jié)目流，進(jìn)過64QAM調(diào)制后的一個(gè)頻點(diǎn)可以至少傳輸8個(gè)標(biāo)清節(jié)目流，如果改為256QAM調(diào)制，那么一個(gè)頻點(diǎn)至少可以傳輸11個(gè)標(biāo)清節(jié)目流。按照目前一塊IPQAM板卡8個(gè)頻點(diǎn)，一臺IPQAM滿配6塊板卡計(jì)算，一臺IPQAM改為256QAM調(diào)制之后，將可以新增支持用戶144個(gè)，按照10%的并發(fā)計(jì)算，一臺QAM可以新增支持用戶1440戶，這對IPQAM資源來說是一個(gè)極大的利用，可以在不增加邊緣調(diào)制器設(shè)備資金投入的基礎(chǔ)上，滿足了目前互動(dòng)電視的發(fā)展需求。

256QAM調(diào)制實(shí)現(xiàn)的條件及可行性

由于目前江蘇省互動(dòng)電視在網(wǎng)用戶已經(jīng)達(dá)到了650萬，要想實(shí)現(xiàn)從64QAM調(diào)制到256QAM調(diào)制的過渡，安全播出是最需要注意的事情，在過渡的過程中，一定要保證用戶能夠安全收看高質(zhì)量的互動(dòng)電視。要做到這一點(diǎn)，有3個(gè)條件一定要具備。

(1)要求有線HFC網(wǎng)的質(zhì)量要比較好，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。同64QAM相比較，256QAM對HFC網(wǎng)絡(luò)的要求更高，在用戶接收端：64QAM的MER要求高于25，而256QAM的MEP要求高于32，同時(shí)BER要小于10的負(fù)四次方。

(2)有線數(shù)字電視前端的QAM調(diào)制設(shè)備可靠性要高、技術(shù)指標(biāo)要好，不同調(diào)制方式下的射頻輸出指標(biāo)不應(yīng)有大的變化。

(3)終端接收的高清機(jī)頂盒本身要工作穩(wěn)定、質(zhì)量可靠，要有3C認(rèn)證，具備64QAM與256QAM的自動(dòng)識別能力。

對于上述的要求，目前省互動(dòng)電視都能夠滿足。

(1)目前整個(gè)江蘇省的有線網(wǎng)絡(luò)都在整改之中，整改好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量已經(jīng)得到很大提高。以南京為例，現(xiàn)在南京的CMTS下行已經(jīng)使用了256QAM調(diào)制技術(shù)，一直運(yùn)行良好，所以IPQAM的調(diào)制改為256QAM，在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量方面不會(huì)存在太多的問題。

(2)現(xiàn)在江蘇互動(dòng)電視在網(wǎng)運(yùn)行的IPQAM廠家及型號主要有思科RFGW-1、哈雷NSG9000-6G、Arris Apex3000、數(shù)碼視訊10K511、永新視博nDup1000，這些廠家的IPQAM的設(shè)備都是支持256QAM調(diào)制的，這在前期的招標(biāo)測試過程中已經(jīng)測試通過，是可以順利實(shí)現(xiàn)到256QAM的平滑過渡,機(jī)頂盒方面，在技術(shù)上、質(zhì)量上也不會(huì)存在問題。

除了上述條件之外，要過渡到256QAM調(diào)制，帶寬也是需要考慮的方面。目前，IPQAM使用的是一個(gè)GE口負(fù)責(zé)24個(gè)調(diào)制頻點(diǎn)，使用64QAM調(diào)制時(shí)，24個(gè)頻點(diǎn)跑滿節(jié)目流時(shí)總流量是：64*3*3.75=720M，使用256QAM調(diào)制后，24個(gè)頻點(diǎn)跑滿節(jié)目流時(shí)總流量是：88*3*3.75=990M，已經(jīng)達(dá)到了GE口帶寬的極限。但目前江蘇互動(dòng)設(shè)置的所有IPQAM分組的閾值是70%，一旦一個(gè)分組的流量超過70%，負(fù)責(zé)的技術(shù)人員就會(huì)進(jìn)行調(diào)整或者擴(kuò)容，這樣帶寬也將能夠滿足要求。

256QAM調(diào)制在江蘇互動(dòng)電視傳輸中的應(yīng)用

先期，我們已經(jīng)在省前端機(jī)房進(jìn)行了互動(dòng)電視256QAM調(diào)制的測試，通過對不同廠家IPQAM設(shè)備和不同廠家機(jī)頂盒產(chǎn)品的集中測試，證明了目前256QAM調(diào)制方式的切實(shí)可行。

目前我們在南京選取了部分互動(dòng)電視流量負(fù)荷較高的地區(qū)，原先流量負(fù)荷已經(jīng)達(dá)到80%的分組，通過將調(diào)制方式由64QAM提升至256QAM進(jìn)行傳輸，現(xiàn)在的流量負(fù)荷降到了60%，完全處于一個(gè)安全運(yùn)行范圍，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)容量性能的提升。

總結(jié)

綜上所述，可以看出目前江蘇互動(dòng)電視網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)具備了從64QAM調(diào)制到256QAM調(diào)制過渡的條件，但要真是實(shí)現(xiàn)256QAM的應(yīng)用，還是需要很多的工作要做。有了在正式網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用的成功，我們正著手將256QAM傳輸逐步應(yīng)用到南京全部地區(qū)，再結(jié)合省內(nèi)其他地市的網(wǎng)絡(luò)測試，從而實(shí)現(xiàn)全江蘇省的互動(dòng)電視傳輸由64QAM調(diào)制到256QAM調(diào)制的一個(gè)平滑的過渡，在提高系統(tǒng)容量性能的同時(shí)，還能保證我們的安全播出，讓互動(dòng)用戶欣賞到高質(zhì)量的互動(dòng)電視。