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邵阳县级电广网络数字电视分前端建设方案

县级电广网络数字电视分前端建设方案

邵阳地区

县级电广网络数字电视分前端

建设方案

2007-8-10

目 录

1 前 言 3
2 建设目标 3
3 采用标准 3
4 缩写说明 5
5 地市分前端系统建设原则 5
6 技术方案 5
6.1 系统建设目标 6
6.2 频道设置 6
6.3 系统框图 6
6.4 EPG信息的插入 7
6.5 CA信息的注入 10
6.6 SMS系统 12
6.7 呼叫中心(Call Center) 14
6.8 交互信号 19
7 设备清单 22

1 前 言

县级广播电视局对于数字电视平台的建设是按照湖南省广播电局的总体要求而建立的。遵循“两级平台，三级管理，全网交互”的技术体制，两级平台指的是电广综合业务集成平台和各市州数字电视服务平台，县级不设服务平台，而是由所属的市州服务平台直接覆盖。市州数字电视服务平台主要负责1、负责本市州及下属县区的信号覆盖；2、负责所有卫星信号的接收；3、接收省级媒体节目，包括部分基本节目内容和部分增值节目内容；4、本地电视节目和本地数据广播的插入播出。县级数字电视分前端主要有 1、负责本县区信号的覆盖；2、不单独设立服务平台，接收市州数字电视服务平台下传的节目；3、本县电视节目和本县数据广播的插入播出。“三级管理”指的是在全省的统一运营支撑系统下，省、市、县三级分别设置用户管理系统（SMS），对所有提供服务的用户和所有提供的业务进行管理。各级管理系统通过VPN专线互连,实现数据交换,并提供公共接口与监管平台互通,接受监管，保证系统的安全性和业务结算的透明度。 全网交互业务在各市州独立开展投资大、用户规模小、内容资源缺乏，集中电广网络的所有用户资源，在国内率先以省级网络的规模来开展交互电视服务，这将是一种最为经济的建设方式，同时系统的建设及运营维护成本也将更有优势，结合电广传媒本身的节目优势，有利于我们创造自己的数字电视品牌，最大限度地发挥基于全省的用户规模效应。初期规划开展交互数据业务和VOD 业务。对于双向机顶盒用户，采用IP通道回传，实现交互；对于单向机顶盒用户，采用短信、电话等外交互的方式，使电广网络内的所有用户都能享受到交互电视的服务，从而来实现全网交互。

2 建设目标

在本地下接市级数字电视信号下传的数字电视节目,同时在本地增加一个模拟频道传送1-2套本地数字化的电视节目。

3 采用标准

本设计方案完全遵照现行国际、国内标准，对已经颁布的国内标准完全遵照执行，对国内还未颁布的标准，采用同类技术中最新国际标准。其主要标准如下：
n ISO/IEC 11172 MPEG-1运动图像及其伴音信号的通用编码
n ISO/IEC 13818 MPEG-2运动图像及其伴音信号的通用编码
n TR 101 200 DVB技术规范和标准使用指南（DVB-COOK）
n EN 300 421 11/12GHz卫星业务中帧结构、信道编码和调制（DVB-S）
n EN 300 429 DVB系统中的业务信息（SI）规范（DVB-SI）
n ETR 211 DVB业务信息（SI）的使用和执行指南（DVB-SI）
n EN 300 472 DVB比特流中传送图文信息的规范（DVB-TXT）
n EN 301 192 数据广播的DVB规范（DVB-DATA）
n TR 101 202 DVB数据广播执行指南（DVB-DATA）
n EN 50083-9 CATV/SMATV前端和DVB/MEPG-2传输流同类专业设备接口规范（DVB-PI）
n EN 50221 关于条件接收和其它DVB解码器应用的通用接口规范（DVB-CI）
n TS 102 201 DVB IRD的接口技术规范（DVB-IRD）
n TS 101 197-1 DVB系统中同密（Simulcrypt）的技术规范（DVB-SIM）
n ETR 289 通用加扰系统描述（DVB-CS）
n ETR 154 MPEG-2系统、视频和音频在卫星、有线和地面广播应用中的实现指南（DVB-MPEG）
n TR 101 288 电视系统中电子节目指南的实际编码（DVB-EPG）
n ETS 300 707 电视节目指南，使用电子数据传送电视指南草案（DVB-EPG）
n EN 300 743 DVB字幕系统（DVB-SUB）
n ETS 300 801 通过PSTN/ISDN的交互通道（DVB-RCT）
n ETS 300 802 DVB交互业务独立网络协议（DVB-NIP）
n ETS 300 813 与PDH网络的DVB接口（DVB-PDH）
n ETS 300 814 与SDH网络的DVB接口（DVB-SDH）
n TR 300 815 DVB系统ATM信号处理指南（DVB-ATM）
n EN 300 473 DVB卫星共用天线电视系统（DVB-SMATV）
n IEEE 802.3 以太网协议
n ISO 7816 智能卡(Smart Card)规范

4 缩写说明

DVB-C Digital Video Broadcasting-Cable 数字视频广播
EPG Electronic Program Guide 电子节目指引
HFC Hybrid Fiber Coaxial Network 光纤同轴电缆混合网
PE Program Encoder 编码器
QAM Quadrature Amplitude Modulation 幅度相位正交调制
RAID Redundant Array Integrated Device 冗余磁盘阵列
SDH Synchronous Digital Hierarchy 数字同步体系
STB Set Top Box 机顶盒

5 地市分前端系统建设原则

地市分前端系统建设须遵循以下原则：
l 先进性：采用符合当今技术发展潮流的DVB-C系统，所有设备的开发、集成均采用该领域的最新研究成果；
l 灵活性：系统配置可大可小，用户数量可多可少。可根据运营商本地的实际情况进行选配，且可平滑扩充，扩充时不影响已开通业务；
l 标准性：系统所有接口均符合DVB-C标准，因而一切符合DVB-C标准的设备均能接入；
l 兼容性：系统可输入多种编码格式，信源编码方式兼容MPEG-1、MPEG-2格式，数据类内容兼容HTML、TXT，下行调制方式采用16/32/64/128/256 QAM可调；
l 安全性：关键设备均采用双备份，保证系统正常工作；系统管理采用密码授权操作，防止数据非法访问、修改和删除，对重要数据采用双备份；
l 可靠性：系统经过严格的测试，确保正常运行，网络管理自动检测故障，并实现保护切换。
6 技术方案

县级不设服务平台，接收市州服务平台的节目，每个县区将自办本地节目在当地插入，同时，负责本县数据广播信息的采编，本县用户的管理和费用的结算。数据广播信息采编后，经IP封装，与SMS信息一起，通过VPN回传到地市。

6.1系统建设目标
6.1.1 系统设计容量：可传1-2套本地数字节目规划；
6.1.2 HFC：需要增加1个有线电视模拟频道传输，传输频点待定；
6.1.3 前端建设MPEG2编码器、加扰机、复用器和QAM调制器等等；
6.2频道设置
根据系统设计，可以把频道划分为如下状况：
模拟频道
数字频道
节目内容
压缩方式
带宽
总带宽
待定
XX01
本地节目一
MPEG-2
10Mbps
20Mbps
（待调整）
XX02
本地节目二
MPEG-2
10Mbps
表1：频道设置表
6.3 系统框图
图1：省/市/县结构拓扑图

市—县的传输可采用数字方式通过SDH系统传送，但传输成本太高，建议采用采用模拟方式，用1550nm模拟光传输系统。

图2：市—县1550nm模拟光传输系统框图

6.4 区域锁定
为了便于各地县市运营商管理，要求控制机顶盒的异地流动，在各县市分发的IC卡中写入不同的网络标识（Network_ID），在区县前端通过复用器更改Network_ID，使其与当地IC卡中的Network_ID一致，IC卡在解密EMM包前会判断IC卡中的Network_ID是否和码流中的Network_ID一致，若一致则解密EMM包可以收看节目，若不一致则不解密EMM包不能收看节目，从而使机顶盒和IC卡不可漫游使用。
由于Network_ID的修改是在本区县的复用器上进行修改，所以需将该区县机顶盒的主频点设置成该区县QAM调制器的频点。终端机顶盒每次开机时先从该区县的主频点（起始频点）接收Network_ID并由智能卡判断区域属性是否正确，如正确则开始工作，如不正确则拒绝工作。
6.5 EPG信息的插入
共用市级数字电视系统的EPG信息，县前端不发EPG信息。当地节目的EPG信息将通过VPN回传到市前端。由市前端整合所有县区的EPG信息，统一发放下去，利用私有描述符，实现针对不同区县或不同类型的用户只能看到相应的节目频道列表。
实现方式：
各区县将自办节目的名称、节目表等信息发送至市前端，市前端将该信息（各区县节目的SDT、EIT）添加到EPG系统中并通过市里某个频点透传到各区县前端，在区县前端通过调制解调器将该频点解调出ASI信号并输入到区县前端的复用器，在复用器里将NIT表以及本区县节目的SDT、EIT映射成DVB标准规定的NIT-pid、SDT－pid、EIT－pid，以便机顶盒搜索。
另外，针对不同区域或不同类型的用户只能看到相应的节目频道列表，还需采用对比节目和IC卡的Region_Id方式实现。具体实现方式：进行节目搜索时机顶盒根据IC卡第二个存储单元中的Region_id值搜索NIT表描述符中对应的Region_id值相等的Service并保存下来。其中：Region_id分为低8位和高8位，如果高8位区域码相等，可以加入节目列表。如果区域码不相等，需要比较低8位节目类型码。低8位用来描述不同的节目类型包。必须节目类型码按比较存在两个Region_id对应位全为1的情况才允许加入节目列表。若遇到区域码高8位为0的节目则无需与IC卡中区域码做比较直接加入节目列表。从而满足了不同区域或不同类型的用户只能收看到相应的节目频道列表。
邵阳地区Network_ID规划：
邵阳市Network_ID：7390
邵阳县Network_ID：7391
新邵县Network_ID：7392
邵东县Network_ID：7393
隆回县Network_ID：7394
洞口县Network_ID：7395
武冈市Network_ID：7396
新宁县Network_ID：7397
绥宁县Network_ID：7398
城步县Network_ID：7399
邵阳地区Region_id高8位的规划：
邵阳市：01
邵阳县：02
新邵县：03
邵东县：04
隆回县：05
洞口县：06
武冈市：07
新宁县：08
绥宁县：09
城步县：0A

注意：Network_ID和Region_ID由SMS写入IC卡中，因此，SMS必须支持将Region_IDRegion_ID写入IC卡的功能。
Network_ID和Region_ID需要机顶盒支持，市级平台也需要在本地网络所有用户的IC卡中写好Network_ID和Region_ID，不然可能造成市级平台用户无法收看节目。

图3：县级分前端系统框图

6.5 CA信息的注入
为组成全省的统一数字电视平台，在全省范围内开展多种增值业务，要求省总前端和地市分前端都选用同一品牌的CAS，实现中央和地市，省和地市共同控制用户收看付费节目，有利于降低建设成本和实现在全省开展电视短信、彩信等增值业务。
图4：省/地市前端CA，SMS，EPG分系统示意图
CA系统功能的实现：
CA系统的基本工作原理由三部分组成， 信号的加扰，ECM的生成，EMM的生成等：
l 加扰：由CA1（或CA2）的控制字发生器随机产生的密钥CW，每5-20秒要变换一次，通过前端加扰器利用DVB通用加扰算法对多个TS流同时加扰，然后送到网络中传输，CA系统基本功能就是将CW安全可靠、及时地传递到客户端，使客户利用该CW完成解扰，从而正常收看节目。
l ECM的生成：有条件接收系统将控制字CW利用某种算法进行运算，运算的过程实际上也就是加密的过程，运算的结果就得到ECM，即授权控制信息，此信息中包括了加扰用的控制字或着同控制字有关的加扰信息。
l EMM的生成：客户通过用户管理系统（SMS）向用户授权系统（SAS）提出申请，从而生成一个用户的授权，此授权包括了该用户收看电视节目以及享受其它各种服务的信息，该信息经过加密算法的运算，生成EMM，即授权管理信息，EMM中包含了用户节目观看的权限以及用户的地址等。最后ECM、EMM以及加扰后的TS流一起经复用后送入网络中传输。
在用户端，用户使用机顶盒从收到的TS流中取出EMM和ECM并将其送入用户的智能卡，智能卡将符合自己特征的EMM信息通过自身的解密算法解出用户的服务信息，然利用此服务信息对ECM进行解码，从而取出控制字CW，最后将CW送入到用户机顶盒的解码器，实现对TS流的解码。
由于不同的CA厂家完成节目加密的机理不一致，在CA架构，两级授权的实现上都存在着区别，因此上面的示意图及下面的描述均是以某国内CA厂家为例。
l 本地节目的加扰：本地SMS发出请求到CA系统的EMMG，生成针对本地节目的EMM信息，该EMM信息的加密由EMMG调用加密机实现。
l 中数传媒节目的加扰：本地SMS发出请求到中央台SMS，中央台SMS再授权给本地EMMG，生成针对中数传媒节目的EMM信息；同时，本地SMS生成针对用户智能卡对节目的开关，完成对节目的授权和开关。
上述方式需额外增加一台复用器来复用EMM信息，增加一台加密机。
l 区县信号的加密：由于区县不设平台，只接收地市的信号，再插入一套本地的节目，本地信号的加密在当地实现，通过VPN采用远程加密的方式，系统示意图见县级分前端设计图。
图5：地市前端到县前端分系统CA信号插入示意图

邵阳地区加扰器IP地址规划：
邵阳市：192.168.33.201---192.168.33.210
邵阳县：192.168.33.211
新邵县：192.168.33.212
邵东县：192.168.33.213
隆回县：192.168.33.214
洞口县：192.168.33.215
武冈市：192.168.33.216
新宁县：192.168.33.217
绥宁县：192.168.33.218
城步县：192.168.33.219

6.6 SMS系统

三级管理的架构

电广综合业务集成平台：VOD 、交互数据业务都有自己独立的计费管理系统，并有公共接口通过VPN专线与各地SMS系统互连。用户发出服务申请后，当地SMS系统首先确认是否为有效用户，确认完毕后向VOD运营管理中心发送该请求信息及该用户的基本信息，指令中心服务器根据用户基本信息选择传输通道。信号开始传输并计费后（一般是3-5分钟），通知当地SMS开始有效收看，并传输该节目的计费信息及收看信息到当地SMS系统和交互业务平台的结算中心，双方保存，以便与节目提供商之间的三方结算。
市州数字电视服务平台：所有广播式业务由服务平台独立开展。管理系统包含基础用户的管理子系统，业务管理子系统，计费管理子系统，系统资源管理子系统和呼叫中心。付费电视的节目完成与节目提供商、县级网络的结算，交互服务节目完成与电广综合业务集成平台的结算，同时负责本服务平台的基础用户管理、系统资源管理、工作流程管理。
县级用户管理系统：包含基础用户的管理子系统，业务管理子系统，计费管理子系统，完成县区用户的基础管理。
县级SMS系统的特点：
1. 县级前端不设数据库服务器；
2. 县级SMS用户数据统一由市级前端统一维护和备份，本县能备份本县自己的数据库信息；
3. 各县级用户数据库信息为“背靠背”方式，各县之间不能互相访问其他各县级数据库信息。

监管平台：各级管理平台都必须提供公共接口与监管平台互通，接受监管，保证系统的安全性及业务结算的透明度。
三级管理平台和全省的监管系统构成全省的运营支撑系统。
邵阳地区县级SMS的IP规划：
邵阳市:192.168.33.50 ----192.168.33.100
邵阳县:192.168.33.101---192.168.33.110
新邵县:192.168.33.111---192.168.33.120
邵东县:192.168.33.121---192.168.33.130
隆回县:192.168.33.131---192.168.33.140
洞口县:192.168.33.141---192.168.33.150
武冈市:192.168.33.151---192.168.33.160
新宁县:192.168.33.161---192.168.33.170
绥宁县:192.168.33.171---192.168.33.180
城步县:192.168.33.181---192.168.33.190

为了确保网络中的IP地址不产生冲突，需采用IP和MAC地址绑定的方法。具体方式为在市级交换机上做IP和MAC绑定，县级交换机可采用普通交换机。县级网络公司需要一条光纤用于CAS和SMS的通道。

IP和MAC地址绑定原理图：
SMS工作站
SMS工作站
SMS工作站
市级交换机
1550nm光传输网络
县级交换机
……
加扰器
CAS服务器
SMS服务器
做IP和MAC绑定

图6：SMS系统构架示意图

6.7 呼叫中心(Call Center)
A) 市州呼叫中心平台结构（网络结构、呼叫业务处理流程）
图7：市州公司呼叫中心系统构架示意图

B) IVR呼叫处理流程：

图8：呼叫中心信号处理流程示意图

进入相关语音流程
模拟电视业务请按1，数字电视业务请按2，转人工请按0，返回上级菜单请按*号键
（同上）
业务介绍请按1，故障申报请按2，用户投诉请按3，转人工请按0，返回上级菜单请按*号键
（同上）
最新活动、业务简单介绍，按相关键进入详细介绍语音
转话务员
欢迎致电**电广客户服务热线
自动语音流程
话务员全忙，自动语音应答请按*号键，继续等待请按其他键，结束请挂机
（重复播报三次，等待一段时间，若用户仍未做出选择，给出提示音：“您的限拔次数已到，欢迎您的致电，再见！”，自动挂断）
接入号码96020000

C) 市州与县市呼叫中心混合平台结构
由于现行管理体制和业务市场区域分布的特殊性，即存在一个地区有两个或多个同级的电广公司，而一个地区的客服热线却只有一个号码，电信公司只能统一接入一个点，但各个电广公司又相互独立，无法支持其他电广公司的客户，所以一个接入点的呼叫中心，必须具有支持多个相互独立的公司呼叫业务的能力。
关于县级公司呼叫中心，如果采用独立建设功能完备的呼叫中心方案，由于以下原因，很难实现：1、与电信公司现行网络互连互通体制相冲突，如果强行接入，则成本非常高；2、由于县级公司用户业务量很小，建立独立的呼叫中心，投资浪费；3、由于呼叫中心节点过多，未来实现呼叫中心业务统一非常困难，影响业务的整体开发。
因此原则上要求县级公司和市州级公司的呼叫中心采用同一系统，要求市州级呼叫中心系统具备同一接入号多地区接入的能力，同时考虑到县级公司业务的独立性，因此要求呼叫中心系统具备以县级公司为单位，具有独立处理呼叫中心业务的能力，也就是说，呼叫中心系统具有同时支持多个虚拟呼叫中心的能力。
在系统的分布上，要求坐席到县市公司。在网络的连接上，要求呼叫中心系统具有支持IP链路连接和TDM电路连接的能力。
图9：市县联网纯IP互联架构示意图

图10：市县联网纯语音互联架构示意图

D) 市州与县市呼叫中心混合平台结构的业务处理流程
电话的接入区分：
1 固网用户
如果是固网主叫拨入GL-呼叫中心系统，系统直接根据主叫号段判断属于哪个地市，直接呼转接入到所属地的坐席。
2 移动用户
如果是移动主叫或找不到归属地的固网主叫拨入，则首先进入IVR流程，IVR流程提示用户输入所属地市，“A县用户请按1，B县用户请按2”，按1的用户进入A县的坐席，按2的用户进入B县的坐席。
图11：移动用户接入逻辑结构图

移动主叫或其他主叫
A县用户请按1，B县用户请按2
转A县坐席
转B县坐席

3 选择错误的用户
如果用户按错，或不明白属于哪个地市，入错了坐席，则坐席在查不到用户信息的时候，可以将电话通过转移功能转移到另一个地市（另一个坐席组）。

6.8 交互信号
A） VOD交互业务
电广综合业务集成平台的交互业务平台是全省交互业务的集成、发布中心，初期主要开展VOD业务和交互数据业务，并传输NVOD视频流和省办数据广播到各市州服务平台。
交互电视是一种全新的电视收看方式，VOD视频点播就是其一种应用最广泛的业务。
VOD系统包含几个大的功能模块：视频服务器集群；指令服务器集群；运营支撑管理平台；视频传输网络；另外还有与CA，SMS，STB的集成。
VOD的实现方式从码流处理上分，可分为MPEG-2，MPEG-4（或H.264），WM9方式，MPEG-4（或H.264）方式是未来的发展方向，但目前要大规模商业运营还存在诸多问题；
从传输上分，可分为DVB/ASI方案，DVB/IP方案。
传统的DVB-ASI方案对传输网络，尤其是主干传输网压力巨大，系统造价高，容量有限。
DVB/IP方案是一种更经济、可靠的传输方案，目前以被国外大的运营商普遍采用。
DVB/IP从实现方式上，也有两种主要方式：
全千兆以太网传输模式：采用骨干GE交换机传输，投资大；
DWDM传输模式：初始投资小，可升级能力强；
结合电广网络实际情况，从技术的先进性、成熟性，系统的可持续发展性，投资的阶段性等方面考虑，采用MPEG-2编码方式，DVB/IP—DWDM传输架构的解决方案是最适合电广网络全省业务整体运营理念的选择。
图12： ITV系统框图

县级前端VOD信号接收流程：
1. VOD信号通过DWDM传输模式传输到各县前端；
2. 各县级前端架设IP-QAM下载VOD节目信号；
3. 县级用户发出VOD点播请求需要先经过SMS系统认证，确认合法用户后，方能进行扣费处理，才能完成点播请求；

流程图如下：

B) 交互数据业务

图13 交互数据业务示意图

EPG
CAS
D/B
OC PUSH
Portal/Web
server
Content
GateWay
MUX
QAM
HFC
STB
STB
IP

基本的数据业务广播通过单向有线电视网传输，交互在本地实现，速度较慢，内容较少，对STB要求较高，所能开发的新业务模式因此受到局限，而对于网内的双向STB用户，完全可以在IP网上实现实时交互数据业务，可做到速度快，内容海量，更能开发出多种实时交互数据业务，如互动游戏、投票、竞猜、远程教育等。我们可以搭建好一个开放的业务平台，吸引广泛的服务提供商（SP），共同开发，共同经营。

C) 交互游戏业务

D）电视回放业务

7 设备清单

（不含软件费用、呼叫中心和交互业务的设备，仅为本地节目数字化设备投入）

序号
设备名称
数量
参考单价
小计
备注
1
编码器
2
40,000
80,000

2
复用器
1
100,000
100,000

3
加扰机
1
100,000
100,000

4
QAM调制器
1
30,000
30,000

5
QAM解调器
1
30,000
30,000

6
辅助材料

50,000
50,000

7
光纤
4

8
1550光发射器
4

9
1550光接收器
4

10
交换机
2

总计：

频点规划：
市级平台节目规划：
市级平台已经使用的频点：443，451，466，474，482，498，506，514，522，530，538，546，554。
县级平台使用：（预留）

TSID/
频点
节目
序号
节目名称
Service
ID
TSID/
频点
节目
序号
节目名称
Service
ID
102/474MHz
3
中央三套
201
107/498MHz
36
深圳台
701
27
金鹰卡通
202
47
云南卫视
703
30
邵阳商务
203
48
贵州卫视
704
29
邵阳公共
204
37
广东卫视
705
28
邵阳新闻
205
108/506MHz
38
广西卫视
801
23
湖南公共
206
41
陕西卫视
802
103/451MHz
1
中央一套
301
49
安徽卫视
803
2
中央二套
302
50
江苏卫视
804
7
中央七套
303
39
山东卫视
805
10
中央十套
304
31
北京台
806
11
中央十一套
305
110/514MHz
40
山西卫视
1001
12
中央十二套
306
32
天津卫视
1002
14
中央音乐
307
4
中央四套
1003
104/466M
Hz
5
中央五套
402
9
中央九套
1004
6
中央六套
403
16
中教一套
1005
8
中央八套
404
51
四川卫视
1006
13
中央新闻
405
52
湖北卫视
1007
15
中央少儿
406
111/522MHz
54
凤凰中文台
1101
105/443MHz
34
重庆卫视
501
55
凤凰咨询台
1102
42
浙江卫视
502
56
星空卫视
1103
43
海南卫视
503
58
TVB8
1104
44
河南卫视
504
57
阳光卫视
1105
45
江西卫视
505
59
华娱卫视
1106
106/482MHz
53
炫动卡通
601
60
Channel V
1107
17
湖南卫视
602
112/538M
Hz
24
湖南生活
1202
33
东方卫视
604
25
湖南教育
1204
35
南方电视
605
26
潇湘电影
1205
46
福建卫视
606
113/546M
Hz
20
湖南影视
1301
130/530MHz

数据广播
3001
19
湖南都市
1302

数据广播音频
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湖南经视
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股票
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湖南娱乐
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湖南时尚
1305

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