有线数字电视系统的组成.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数字有线电视系统与模拟有线电视的主要区别在于以下两点:,1.前端系统是融合了电视、计算机、数字通信等技术，含有数字电视播出、用户管理等硬件和软件的综合系统。,2.用户端需要增加数字机顶盒以便开展各项业务。,开放式有线数字电视系统由基本前端子系统、有条件接收子系统(CAS)、中间件业务平台、空中软件下载升级子系统(Loader)、NVOD子系统、用户管理子系统(SMS)等组成，如附图,有线数字电视前端系统,(DVB-C前端),由四个部分组成：,1)信号输入部分,2)信号处理部分,3)信号输出部分,4)系统管理部分,信号输入部分,信号处理部分,信号输出部分,TS,切,换,器,解扰器,数字,卫星,接收机,备份单元,备份单元,MPEG-2,编码器,MPEG-2,编码器,MPEG-2,编码器,编码器备份单元,DS-3,适配器,适配器备份单元,播控服务器,交,换,机,节目库服务器,视频,服务器,VOD/NVOD,服务器,SI/EPG,发生器,节目采编,工作站,数,据,广播系统,节目磁盘阵列,SDH,A,V,A,V,A,V,A,V,传输流处理器,QAM,调制器,传输流处理器,QAM,调制器,备份,TS,处理器,QAM,调制器,QAM,调制器,再复,用器,再复,用器,QAM,调制器,备份再,复用器,备,份,QAM,调制器,传输流处理器,加扰器,备份,加扰器,加扰器,加扰器,模,拟,电视频道,CA,系,统,SMS,路由器,交,换,机,系统管理部分,SMS,远端工作站,DVB-C,数字电视前端系统配置图,光发射机,混,和,器,1）有线数字电视前端的信号输入部分,有线数字电视前端的信号输入部分的功能是：,接收来自不同网络的许多数字电视节目，如卫星、开路、上级骨干SDH网络等各种接入方式；,本地自办节目经MPEG-2编码压缩形成以及存储在节目磁盘阵列经采集编辑后存入节目库服务器通过视频服务器形成的；,所以，信号输入部分的设备种类比较多。但是它们接收传输信号的格式和控制方式不相同，应该将它们转换为统一的格式后再送入信号处理部分。,信号输入部分涉及到的硬件有：,a)卫星接收机,应采用接收与解码为一体的带有TS传输流输出的数字卫星接收机（IRD），将数字卫星电视信号接收下来，直接进行QPSK解调后输出TS流。此类设备多为国外设备，如SA-BARCO的Titan,Philips,韩国现代等产品，国产品牌机如同洲CDVB99Plus，北京汇视源DVSS4，浙广电科技ZBL9041A等。,b)数字电视开路信号接收机,接收来自地面广播的数字电视信号的接收机，由于基于DVB-T标准的地面数字电视的编码器是可以在HDTV（高清晰度电视）和SDTV（标准清晰度电视）之间切换，因此接收机也应能作相应的切换。目前我国的DVB-T标准尚未出台，此类接收机还未商用。,c）来自上级SDH骨干网的传输流接收设备,从上级（国家、省、地区）SDH骨干网传输来的数字电视信号为基带数字信号，它通过SDH网络的DS3信道传输，要将DS3信道传输的TS流接收下来并转换成DVB-ASI信号。这种设备称为DS3适配器，国产设备如华为的产品，浙广电科技ZBL9200A，国外产品如Hairwer DVS6501。,d)本地节目源A/V信号的MPEG-2编码器,MPEG-2编码器有单节目编码器和多节目编码器两种，前一种一套自办节目要一台，后一种有多达三套节目用一台的。,国外产品如SABARCO公司的PYXIS单节目MPEG-2编码器和POLARIS多节目MPEG-2编码器、SA D9030 MPEG-2编码器，以色列的Scopus，国产产品如创维ENC1520 MPEG-2编码器北京汇视源DVEN2X MPEG-2编码器，上海三洲迅驰ADT-D30系列MPEG-2编码器。,e)视频服务器,视频服务器主要有存储系统和建立在这之上的各种控制管理系统组成，其目的是实现压缩媒体数据的存储以及按请求进行媒体信息的检索和传输。,2）信号处理部分,a）信号处理部分包括：传输流TS的监视、解扰、复用与业务信息（SI）处理等，它是数字电视前端的核心。在这部分主要完成的功能是对所有节目进行解扰、截取、复用等处理。业务信息应随时更新，以保证正确地引导机顶盒的正常工作，并且所有的应用数据均能正确地插入。,b）在模拟电视前端，若要增加一套节目，只需简单地将一台接收机与一台调制器相连接就可以了；而在数字电视前端，增加一套节目是以虚拟方式进行的，该节目是被加在某台复用器中，至于在整个通路中的什么地方加入并不重要，机顶盒会自动地用每个传输流的SI信息找到该节目。,c）信号处理部分的管理必须采用集成的管理系统，在所有的前端处理部分均以ASI（异步串行接口）作为标准接口，这样在以后就能容易地增加任何厂家所提供的设备，并具有良好的兼容性。,d）来自卫星和开路的数字电视节目的业务信息SI不同于DVB-C分配系统所需的PSI（节目特定信息）和SI信息的，所以要进行重新定义的处理，更新PSI/SI信息。由于节目的取舍，复用成新的TS流，所以PAT（节目关联表）、PMT（节目映射表）等也要更新。,e）复用是有线数字电视前端的一个重要组成部分，它将所有接收到的信号以多个,ASI,传输流的方式加到复用器的输入端，你所需要的节目与不需要的节目可能是在一个传输流里面。,复用器首先将所需要的节目从传输流中提取，然后再将提取的所有节目建立一个新的,TS,传输流，再加上附加信息以便引导机顶盒的正常接收和解码。,复用处理应可以重新组织与更新它所提取节目的业务信息,SI,。在对输入传输流处理之前，要检查与分析,TS,流的传输误码率，并记录下来，加以纠正，以避免其继续传输到用户机顶盒中去。同时对所有传输流的成份测量其比特率从而保证既充分利用比特率，又不超过输出的最大比特率。,复用的另一重要特点是能让输出的,TS,流自动跟随输入信号的诸多变化，及时地将这些变化反映到输出,TS,流中去。,f）复用可分为一般复用和统计复用：,一般复用是将多个输入,TS,流的信息汇总成一个比特率更高的,TS,流输出，不改变各,TS,流中所含节目信息的比特率。,统计复用则可分析各输入节目的具体情况，按需分配，使有限的比特率能尽可能合理的在所有的节目间进行动态分配，以达到压缩总比特率而尽量不影响节目质量的目的。,g）业务信息,SI,表与节目特定信息,PSI,表,这些表对机顶盒正常工作十分关键，那些仅与它们所在的传输流有关的表称为“现行表”。复用器重建传输流时对“现行表”进行实时处理，而那些在同一网络中有关其它传输流信息的表则必须由其它设备处理，同时这些设备应能与系统中所有的复用器进行通信。只有这样，所有的表才能在所有的传输流中保持一致。此外，,EPG,（电子节目指南）发生器也很重要，,EPG,发生器可以建立与排序那些,EPG,所需数据的表，它对机顶盒的使用是必不可少的。,信号处理部分涉及的设备如下：,*传输流再复用器和处理器,这种设备实现对多个,TS,流进行再复用，并对输入,TS,流进行详细的比特率（或码率）测量，误码检测、,PSI/SI,动态生成以及对每个输入,TS,流进行,PID,过滤,/,再映射。,国外产品如,SA-BARCD,的,TAURUS,，国产产品如上海三洲迅弛的,ADT-D40,复用器。,*加扰器,这种设备在,CA,系统控制下对复用的,TS,流进行加扰。,国产产品如上海三洲迅弛,ADT-DOO,加扰器，北京汇视源,DVSC2 DVB,数字加扰器。,3）,信号输出部分,由,64QAM(256QAM),调制器组成，该设备实现信道编码和调制功能。,国外产品如,SA-BARCO,的,QUASAR QAM,调制器，它属于数字方案，德国赫斯曼（,Hirschmann,）的,DVB-7500QAM,调制器，国产产品如三洲迅弛的,ADT-D10QAM,调制器，浙广电科技,ZBL9020,，北京汇视源,DVQM2 QAM,调制器。,4）,系统管理部分,各种管理服务器主要完成用户信息管理和计费工作，以及影视节目的管理工作和安全保密等，控制网络主要完成各种服务器中的各种信息传递工作及后台的影视节目和数据的交换。,在,TS,流进入数字电视前端输出部分之前的最后处理是“加扰授权”，而加扰器的工作是与有条件接收（,CA,）系统密切相关的。加扰器应可支持现在市场上的主要,CA,系统，并基于开放标准，传输流,TS,的输入,/,输出口应采用,ASI,接口，同时设计上是基于,DVB,的“同密”标准。,系统管理还要能实时了解前端输入,/,输出的工作状态，能够监视输入信号和输出信号以及所需节目的有无和质量。前端所有的设备之间都是用,DVB-ASI,工作为基带数字传输的连接，并可使用任何基于,SNMP,的管理系统。,有条件接收子,系统,CAS产生的EMM和ECM注入复用器，实现对业务内容的加扰及对用户的收看权限进行管理，从而实现对业务的控制和管理，保护合法用户的权利和运营商的商业利益。它是开放式系统中的安全子系统，对外界必须是封闭的、专有的。,中间件业务平台 在开放的数字电视系统中，如果要支持除基本音视频业务之外的数字电视增值业务，则必需中间件业务平台；否则，可以暂不考虑中间件业务平台。,空中软件下载升级子系统 基于底层而不是基于应用的空中软件下载，可根据运营商的需求，通过定义SI中描述符的私有数据、Loader数据结构、与执行机制相关的命令包和数据包规范(协议)及其他相关的辅助数据，可以形成以数字电视业务运营为中心的统一的Loader规范。在商业运营的环境中，通过灵活的空中软件下载升级功能，通过HFC网络执行：,(1)在线升级机顶盒的软件。,(2)确保商业运行的安全性。,NVOD子系统 在一个开放的有线数字电视系统中，可根据市场和业务的需求建立NVOD子系统。该子系统主要由视频,服务器,、硬盘阵列和节目压缩编码器及相应软件、节目上传服务器和播控服务器及相应软件等组成,用户管理子系统,数字电视商业运行必需SMS系统，通过该系统实现运营商的市场策略、市场调查、用户管理和服务，以及何时、以何种价格推广业务和应用等一系列商业、服务行为。,有线数字电视传输技术,1四级传输网,国家干线网：北京到各省会城市,环网+网状网+支线网,SDH+DWDM（2.5Gb/s+4/8/16/32波分复用）,省干线网：省会到地市（县）,环网+支线网,SDH 2.5Gb/s,地市-县干线网,SDH 2.5Gb/s 622Mb/s或光纤射频副载调制,接入网,HFC网 750、860MHz,HFC接入网,接入网,省节点,核心骨干网,中继网,地市骨干网,国家骨干网,中央传输中心,省节点,省节点,省节点,HFC接入网,2.SDH与HFC网络的接口,1)数字电视信号如何进入SDH网络传输：,数字电视信号的MPEG-2帧格式通过映射，封装到SDH的物理帧，通过SDH的DS3接口进入SDH网传输。一个DS3信道可容纳67套SDTV节目。,2)SDH网络传输的数字电视信号如何进入HFC网络传输：,SDH信号传输到数字电视前端，由数字电视前端的DS3网络适配器将SDH物理帧中的数字电视MPEG-2数据帧提取出来，形成ASI码流从DS3网络适配器的ASI端口输出。输出的ASI码流 进入数字电视前端，经过信号处理和QAM调制后，由光发射机发射进入HFC网络传输。,3.地市县有线数字电视传输方式,1)通过SDH网传输,2)有线数字电视载波传输方式,3)二者比较,传输方式 SDH系统 64QAM+载波传输系统,占用信道 45Mb/s (DS3)8MHz带宽(6套SDTV),县前端 DS3适配器，码流复用器 不需增加设备,需要设备 64QAM调制器,传输距离 无限制 200Km,价格 高 低,数字基带传输（SDH）,采用SDH系统，一个 DS3信道可传7套SDTV,M,PEG2编码器,卫,星接收机,SDH网络适配器,复用、加扰,网络适配器,地市前端,SDH系统,网络适配器,码流分配器,QAM调制器,QAM调制器,混合器,模拟光发射机,县乡村HFC网,模拟频道 县前端,64QAM+载波传输系统,将多路数字电视信号采用QAM方式调制到模拟载波上，通过频分复用实现多频道传输。,M,PEG2编码器,卫,星接收机,SDH网络适配器,复用、加扰,QAM调制器,QAM调制器,混合器,1550nm光发射机,EDFA,地市前端,EDFA,市县光纤链路,光接收机,本地模拟电视,混合器,模拟光发射机,县前端,县乡村HFC网,4.HFC网络传输数字电视的技术指标分配,1)HFC网络传输数字电视时的系统构成,2)系统的技术指标,a)我国现在还无标准,b)国际标准ITU-J.112附录A(数字视频广播有线电视分配系统的交互信道)、IEC“数字调制信号的技术参数及要求”规定,在机顶盒（STB）输入端口的技术指标载噪比C/N、非线性失真CSO、CTB为：,载噪比C/N：在STB输入端口，对于64QAM调制，STB在RS误码校正前的BER10E-4，通过前向纠错(FEC)后，在解码器前的BER10E-8时，要求的载噪比为C/N,25.5dB。,载噪比C/N是RF接口参数，误码率BER是解码器输入端口参数。但二者一一对应，对于不同的调制方式，在要求BER相同时，对应的C/N是不一样的。例如：要求BER=10E-8时,64QAM C/N=25.5dB,256QAM C/N=33.5dB,非线性指标为：,CSO 43dB，CTB 43dB,调制误差比：,MER 30dB （IEC）,考虑到我国机顶盒入网标准要求C/N,27dB（64QAM），因此系统设计的C/N=25.5dB （64QAM）指标，应调整到与机顶盒入网标准一致，即C/N=27dB（64QAM）。,最终，选取系统技术指标为：,C/N 27dB,CSO43dB,CTB43dB,MER30dB,其它参数：,数字频道RF电平国际标准规定为,47-67dBV （IEC）,42-75 dBV（DVB-C）,数字频道相邻频道之间最大RF电平差 3dB （IEC）,数字频道与模拟频道之间最大RF电平差 13dB （IEC）,幅频响应 8dB（8MHz带宽内）（IEC）,相位抖动 5（IEC）,射频载波的相位噪声,+50,70 dB/Hz(100Hz10KHz偏移)（IEC）,3)系统技术指标分配,a),前端RF技术指标,涉及的设备有64QAM调制器，混合器，RF前置放大器。通常将系统指标中C/N的一半分配给前端，即,(C/N),H,30dB,调制误差比,MER,H,40dB,非线性指标不分配给前端,b),同轴分配网网RF技术指标,同轴分配网的三种模式：,三级放大器分配网,光工作站+一级分配放大器的分配网,光工作站直接分配的分配网,以上三种分配网中，光工作站+一级分配放大器的分配网技术指标最低，就选定该指标作为分配网技术指标。即,(C/N),D,51dB,MER,D,36dB,(CSO),D,60dB,(CTB),D,61dB,c),光纤干线网技术指标,前端+分配网的综合技术指标为:,(C/N),I,30dB,MERI 34.5dB,(CSO),I,60dB,(CTB),I,61dB,光纤干线网技术指标为:,(C/N),F,32dB,MER,F,31.8dB,(CSO),F,44dB,(CTB),F,45dB,d)系统技术指标分配小结,机顶盒 前端 光纤 同轴,建议指标 设计指标 干线网 分配网,C/N(dB)27 28 31 32 51,MER（dB 30 31 41 33 37,CSO(dB)43 44 44 60,CTB(dB)43 44 45 61,从上述指标可以看出：,全数字电视信号传输时，系统技术指标要求比模拟电视信号传输时低得多。因此，全数字电视信号传输时，光纤干线网的传输距离比模拟电视信号传输要远得多。,e）光纤网技术的指标分配,考虑到地市传输到县以后，县以下还有光纤干线。将系统技术指标分配中光纤干线网的技术指标分一半给县光纤干线，即地市中心到县光纤干线网和县以下的光纤干线的技术指标为：,(C/N),F,35dB,MER,F,36dB,(CSO),F,47dB,(CTB),F,51dB,5、HFC网络在传输数字电视进行网络改造时应注意的问题,a）全面规划现有的和将要开通的业务及占用的频道数目，,业务包括模拟电视、数字电视、数据广播、视频点播、交互电信业务等等。,每一种业务占用的频道数目（包括上、下行频道）应根据当地的实际情况作统一规划。,b）网络改造时的设计原则,1）根据城市大小和用户多少确定采用一个总前端或采用一个总前端加若干个分前端的组网方案，通常超过三万户就应设分端。,2）采用一个总前端的组网方案，网络结构是星型。,3）采用一个总前端加若干个分前端的组网方案，网络结构是环型。但是与星型网络不同的是，环型网络上的每一个分前端都具有双向双路由备份保护。分前端覆盖的用户数以20,000户左右为宜，即4050个光节点。,4）主前端包括当地节目制作、卫星频道和来自上级SDH网络的节目的接收，以及其它服务的处理及结口。当提供Internet高速数据通信服务时，由交互信道的主中心提供ISP配置。,C）分前端配置的原则,1）至少两个路由的光缆出入，,2）用户相对集中的地方，,3）与数据分中心同一机房、机房留有扩展的空间及机架，,4）分前端复盖的光节点距离尽量控制在3km，,5）复盖用户12万户。,6）每个光节点最少需要4根光纤，覆盖300500户（当然，最好是68根光纤，这样可以使将来的升级容易实现，也使修改设计变得灵活）。,光节点的设备宜选用具备档次变换的灵活性，以满足运营服务的要求，为升级提供便利，同时具有备份路由切换功能和工作参数监测功能，如光工作站。,7）若交互数据通信采用Cable Modem方案，总前端和分前端配置的CMTS数应根据该前端覆盖的用户数及Cable Modem入户率而定。,通常，一台CMTS接入的用户数以不超过1,500户为宜。考虑到CMTS系统上行端口要求的C/N为25dB，4-8个光节点就需1台CMTS。,8）同轴分配网设计遵循原则,三种网络结构:,三级放大器的同轴分配网；,光工作站+一级分配放大器的同轴分配网；,光工作站+无源同轴分配网。,采用分配-分配方式（最好是集中分配方式），不采用或尽量少采用分支分配方式。,9）网络设备选择,前端设备：,射频调制器C/N 70dB；,QAM调制器C/N 50dB,MER,50dB；,光设备：,光发射机、光接收机、光放大器、光工作站带宽要求为750MHz862MHz，具备回传功能；,同轴分配网设备：,放大器带宽750MHz862MHz，具备回传功能，,无源器件带宽51000MHz，屏蔽性大于100dB，连接器宜采用内螺纹针型,同轴电缆屏蔽性大于（100dB120dB）。,