数字电视IP前端机房建设

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【摘 要】随着技术的不断发展，数字电视因为频道多，内容丰富，已经越来越多的进入到用户家中，但传统数字前端在功能和扩展等方面还存在着一些不足。面对数字电视发展的迫切要求，新一代数字电视的传输技术构建了基于ip技术的多功能、集成式数字电视前端，为有线电视网络多功能业务的开展提供了平台。

【关键词】数字前端 IP技术 IPQAM

近年来，随着人们生活水平的提高，数字电视也逐步加快了发展的步伐。发展至今，DVB平台的建设更加趋于理性化、科学化。以前数字电视前端传输平台的建设都是采用传统基于ASI的传输方式，这种方式经过发展、使用，技术已经比较成熟，但是随着数字内容的增多和新兴业务的发展，传统的以ASI为基础的传输模式已经很难适应快速发展的数字电视新业务，尤其在功能扩展方面存在很大的局限性。三网融合技术的不断发展，使得IP技术的应用得到了极大的扩展，基于IP传输方式的数字电视平台已经非常成熟并被大量的商用。我们研究了IP技术与数字电视技术融合的发展趋势并结合自身的需求，提出了多功能、集成式数字电视前端的建设方案。

一、数字IP前端传输平台及其优势

传统的数字电视前端主要由节目源接收、节目源处理、节目源输出三部分组成。每一个部分都是由单个机架单位1（RU）或2（RU）的设备来实现，各设备通过标准数据连接线进行级联，系统配置按单个频道进行，因此不可避免地将宝贵的频道资源分割开来，造成系统业务在各个频道之间无法进行灵活调度。如果要增加功能和容量，需要再购置设备，转接进入前端网络。随着网络业务规模的扩大，前端网络的拓扑将会很庞大。

另外，传统前端如果要实现节目的调度等的操作必须配置ASI切换矩阵，ASI切换矩阵只是某个ASI传输流的切换，并不涉及传输流中的节目层，也不能改变各传输流的组成。

新型前端如左图所示，采用MPEG over IP路由交换技术，无需ASI切换矩阵即可进行信号的切换调度等，大大简化了网络拓扑结构，所涉及的可以是传输流层，也可以是节目层，甚至是某个独立的PID。此外，其路由交换不仅仅针对ASI传输流（MPEG），也可以是来自快速以太网（FE）和/或千兆以太网（GbE）的IP信号。

IP前端设备的集成化不仅使设备的数量大大减少，也减少了机架的数量，节省了机房空间和电能的消耗。同时，在UPS电源的选择上也大大降低了要求。在运营维护上也大大节省，新型前端组网、连线比较简单，所以在出现故障时方便检查，维护人员可在很短的时间内发现并解决问题，大大节省了维护运营的人力成本。在正常运行中集成设备对机房环境的要求也比较低，仅散热要求一项相比单机设备系统可节省在50%以上。

在系统安全性上，IP前端所有核心设备均可采用智能备份，采用1：1交叉堆叠热备份的IP组网形式来完成系统备份，在主备路系统不同设备都出现故障时仍可保证系统稳定运行。

组网先进性，IP前端系统组网采用ASI+IP方式，所有节目集中调度处理，可任意完成频点规划。兼顾ASI与IP组网，可以平滑升级到全IP组网。IP组网是目前先进的组网方式，便于未来各种增值业务的加载和融合，是三网融合中广电系统的基础。业务规划方便，业务分发不受物理组网结构的限制，通过后台软件的操作实现，方便易用。

采用IP传输方式后系统灵活性大大提高。利用IP传输数字电视节目，系统组建将变得更加灵活，编码器、复用器、调制器等设备可以集中放置在中心机房也可以随意放置在远端任何有IP网络的地方，比如编码器，平时可以放置在机房使用，若某个地方要进行重要会议直播，则可以把编码器直接放在现场，在现场进行节目录制、编码后以IP方式送到前端机房，下次别的地方有重要报道就直接到其它地方进行现场节目编码再传输，这样就非常方便。QAM调制器也是可以用类似的方法。

如果总前端使用IP传输方式，可以将复用器输出的IP信号通过IP传输网直接送到分前端，分前端只需使用IPQAM对信号进行接收、调制后送入当地HFC网络就可以了；如果几个地市同时使用IP传输方式，还可以把重要的电视节目打包后送入IP传输网进行互相备份。

相应地各个分前端除了将本地广播节目调制为射频信号输出，同时将主前端的其他节目信号和VOD节目数据及语音和Internet数据使用IP方式通过IP光网络传输到光节点。在各个光节点的边缘IPQAM调制后输出到同轴电缆上。在这种网络中边缘QAM的接口功能将更为丰富，不仅能够处理针对VOD应用的SPTSoverIP和经过SDV（SwitchDigitalVid-

eo）服务调度的MPEG-2广播节目，还将能够处理DOCSIS3.0中定义的M-CMTS下行的IPoverMPEC数据，成为CMTS的下行通道。这样的结构将带来以下优点。

1、基于SDV的节目调度可以使得收视率较低的频道只有在用户请求收看后才进入Cable网络，不会永远占用网络宝贵的带宽资源，使得网络公司提供这种节目成为可能，从而提高用户满意度。

2、DOCSIS3.0可以动态捆绑多个QAM通道带宽，为用户提供高达数百兆的IP数据下行速度。

3、在网络边缘进行广告插入，使得针对特定用户的广告插入成为可能，进一步提高广告的营销收入。

4、使得光节点以下的带宽可以在VOD、SDV、DOCSIS3.0等不同应用之间动态的调度，从而提高了网络的利用率。

二、泾县数字电视前端IP传输平台介绍

正是由于IP传输方式具有以上优点，泾县广播电视台于2012年底采用高斯贝尔公司新一代数字电视设备搭建了数字电视前端IP传输平台。节目规模为13个模拟频点，能够传输数字电视节目约120套，实际传输81套电视节目和7套广播节目。节目由中央、省级卫视、本地节目、付费节目等组成。81套节目包括：中央及各地卫星节目51套；省、市及本县节目10套；其它节目20套。系统由卫星接收机、编码器、ASI转IP适配器、复用加扰器、IPQAM调制器、网管等构成。系统描述如下：