基于IP技术的新型数字电视前端的研究与构建
关于IP数字电视前端的新思考
AS I f r o n t . T h e n e w i n t r o d u c e d t e c h n o l o y g c o n t i n u o u s l y e x p l o r e s v a l u e — a d d e d b u s i n e s s d e v e l o p me n t i n t h e I P
Ab s t r a c t : T h r e e n e t w o r k c o n v e r g e n e e s p r o mo t e d t h e b u s i n e s s t r a n s i t i o n o f r a d i o a n d t e l e v i s i o n o p e r a t o r s ,f r o m
《 中国有线电视} 2 0 1 4 ( 0 2 )
CHI NA DK; 王 TAL CABLE TV
⑥
文章编号 : 1 0 0 7— 7 0 2 2 ( 2 0 1 4 ) 0 2- 0 1 3 3— 0 3
・ 热 点 关 注 ・
中图分类号 : T N 9 4 3 . 6
文献标识码 : B
( 1 . J i s h i Me d i a C o . , L t d , C h a n g c h u n 1 3 0 0 2 1 , C h i n a ; 2 . J i l i n U n i v e r s i t y , C h a n g c h u n 1 3 0 0 1 2, C h i n a )
关于ip数字电视前端的新思考中国有线电视2014年第02期步伐不断加快的情况下广电业务的发展也由原来的电视直播业务向双向互动等增值业务发展如vod点播多屏互动等成为业务收入的新的增长点同时传统的asi数字电视前端已经无法满足新业务发展的需求存在系统扩展性复杂维护不方便升级成本高asi矩阵对节目调度困难等问题而ip数字前端采取模块化设计每个模块具有较强的独立性可单独进行设计组建升级图2ip数字电视前端系统示意图改造不会对其他模块产生较大的影响j而且责提供直播平台节目源在新的业务需求下双向业ip数字前端对端口的管理灵活对于增值业务发展及务平台需要大量的高质量视频源ip前端的卫星接收信号的调度更为快捷降低了系统的投人成本和维护机还可以为双向业务平台及其以外的平台提供视频费用
新型的IP集成式数字电视处理前端的应用
由图1 可知, 传统数字电 视前端主要 网交换机, 由交换机进行汇聚后送入复用 只有解决了 这四大问题, 才能够保证 所示。
接口而不需要增加其他 突破了 传统意义的前端局限: 不同于传统 S 矩阵调度,P I 路由 的额外设备, 交换机替 的基于传送流层面的A I 层的交换调度, 即任意 代矩阵后结构简化、 所 交换可以实现节目
占空间减少, 省略了 大量
统更易于管理和维护。
一
个输入端口 的任意一个节目 可以路由 交
AI 矩阵切换无法涉及节 21 . 与传统数字电视前端平台比较 有统计复用功能 S
以往的传统数字电 视前端平台是数 目 层及改变传输流的 组成等。 统扩容 当系 集、 调度、 处理、 信号形成、 分配及传输的 及扩建网络拓扑, 使得系统日益庞大, 增加 中心。 根据系统结构, 主要包 : 括 传输平台 了 、 管理复杂度, 并降低了 整体可靠性。 C 统、P A系 EG系统、 M 或B S 系 网 S S O S 统、 信号处 理和信号传输等部分组成。
1前言
丰富多样业务的稳定播出, 使广播数字电 证了 备份组中的任意一台设备出现故障时,
保 当 广播电 前, 视产业正朝着大容量、 视平台成为一 个集 先进性、 实用性和可 备份设备都可以立刻取代其工作职能, 。 此 障数字广播电 视系统的 安全播出 。 数字化、 双向互动和三网融合方向 不断推 持续发展为一体的多功能业务平台 为
图 1 统的数字 电视 前端平台框 图 传
然后将复用后的多节目 流以U P D 器 ̄A I nS 切换矩阵等独立 等处理, 单元设备构成。 无论是节 组播方式送入以太网交换机, A 调制器 QM 目 源接收部分、 处理 接收 b D太网 节目 G e / 数据,  ̄ 经过Q M A 调制器调 F F 也 部分, 还是节目 输出部分 制输出R射频信号进入本地HC网络, 都是由 多个1U R 设备组结 可由 交换机直接通过I P 传输网输送到分机 合切换矩阵, 采用N I 房, +设 在分机房用作I节目 P 源使用。 备 冗佘的方式, 实现编码
新型全IP组网集成式数字电视前端平台的构建
改变传输流的组成等。 系统扩容和功能 与完善, 当 模块化 的集成式设计越来越 占
还需要重新购置硬件设备及扩建 据主导地位 。 P 全J集成式前端 设备的使 大规模提高前端硬件平台的容量, 以及前 增加 时,
四大问题才能够保证丰富业务的稳定播
出, 使有线数字 电 视平台成为一个集先进 性、 实用性和可持续发展为一体的多功能 业务平台。
( 多级安全备份策略 4)
集成式设备 的板卡及路由交换技术
设备的连接方式, 是一个完全基于内容的 可以实现包括节目、 l 端E 板卡及系统自 、 获得更小的机房空间占 进而降低系统 媒体路由交换平台。 用, 同时, 采用网络数据 动备份在内的设备内部备份; 与传统平台 的部署成本, 同时更简单的连线和更简便 交换的设备可 以方便地实现远程管理和 结构设有两个矩阵相比较, 新平台采用以 的操作对于运维成本的降低也是显而易 业务数据互通 , 传输数据采用了通用的统 太网交换机取代了矩阵调度的作用, 同时 传输媒介, 降低了 链路转换带来的运营 还实现了11 +的设备备份, 在传输链路上 断电直通、 多级备份、 智能散热等技术的 成本提升。 此外, P G oe P M E v rI 技术在 实现了链路备份、 交叉备份、 射频输出切 见的; 无源背板、 热插拔、 双电源热备、
极大地刺激了数字电视系统的高速扩容,
保 融合 的 下一代信息基础设施建设的快速 三网融合等方向不断推进。 益增长的有 复用加扰器组及调制器组的备份功能 , 日 证了 备份 组中的任 意一台设备 出现故障 推进, 对数字电视前端平台提出了大容 时 备份设备都可以 立刻取代其工 作职能,
台 ,通过从 集成 性 、业务 扩展 能力 、可靠性 等几 个方 面与传 统前端进 行 比较 分 析 ,阐述 了新 型数 字 电视 前 端平 台为三 网融合 的广 电 网络 多
有线数字电视IP前端建设思路探讨
有线数字电视IP前端建设思路探讨林泽权 广东省广播电视网络股份有限公司汕头分公司摘要:随着广播电视技术的迅速发展,有线电视网络数字化、IP化已是有线电视发展的必然趋势。
本文根据汕头市数字电视前端系统实际建设的情况,探讨IP化数字电视前端的优势、IP化过程中不同信号源的处理思路、核心复用加扰、射频调制切换等系统的安全播出策略;并就如何组建一个无单点故障数字电视播出前端系统进行思路分析和经验介绍。
关键词:数字电视IP前端方案 IP化信号源处理 安全播出策略 无单点故障系统1 前言有线数字电视系统建设是汕头市有线电视网络的重大建设项目,其基本目标是建设汕头市有线数字广播、电视、多媒体多功能综合业务平台,实现汕头有线数字电视整体转换。
数字电视整体转换对于广播电视事业发展有着深远的意义,通过整体转换迅速扩大数字电视用户的规模,创造良好的数字化网络环境,培养用户对数字化产品及信息服务的使用习惯,使得有线数字电视网络成为数字家庭行动计划的主要通道,有效整合广电信息资源及其它通信网的增值业务资源。
本系统基于本市HFC网及市到各区的光传输网和各区县的HFC网,为全市有线电视用户提供高质量的数字电视节目,在此基础上不断拓展数字多媒体综合增值业务在汕头有线电视网络的应用。
汕头数字电视前端硬件系统是基于IP传输、IP处理的集中式数字电视前端系统,系统重点突出了高稳定性和安全性的特点,全部核心部分(复用,加扰,调制)采用1:1热备份,任何单点故障不影响信号播出。
系统各功能模块都采用成熟稳定的架构和核心技术,从信源、复用、加扰、调制、分配到进入HFC网络的各环节都重点考虑了信号的多路备份和快速切换,从而形成了合理可行的最优解决方案。
系统经过了多年来业务承载和维护保障的考验,功能、性能及安全性均符合预期,未发生安全播出事故,用户业务体验良好,得到了省公司及其他兄弟公司的高度肯定。
本文根据汕头市数字电视前端系统实际建设的情况,介绍基于IP技术的高集成度数字电视前端设备选型及平台建设思路,探讨IP化数字电视前端的优势,阐述IP化过程中不同信号源的处理思路,分析核心复用加扰、射频调制切换等系统的安全播出策略,并就如何组建一个无单点故障数字电视播出前端系统进行思路分析和经验分享。
基于IP化的数字电视前端系统组成
( 五 )网 络 管 理 网络 。对 于任 意 一 台哈 雷 设 备 来 说 , 都存 在一 个专 门用 于对 网络 实施 管理 的接 口,接 口的形式 为 R J 4 5 ,从 而把设 备接 人到一个 局域 网当中来完成 管理 。
模 块 实现 8 : 1 热 备 ,从 而 当一个模 块 产生 问题 后 ,系统 便对
完成板 卡切换 过程 。
备 份核 心交 换机 中,然后 把调 制处 理完 成 的信号 ,输入 到 混 合 器 当 中进 行输 出。对 于该 设 备来 说 ,包 含 四个 R F 模块 ,
从 而 能够 完成 4 0路 Q A M 调制 的输 出 ,并 可 以根 据 1 : 1热备
助G b E端 口 ,来 使 信号 得 以接人 。对 于 每个 G E口来 说 ,可
以完 成 9 6 0 M b p s 的输 入 ,对 每 一 台 N S G完 成 四个 G b E端 口
的配 置 ,其 中两个接 入 到主核 心交 换机 中,另外 两个 接人 到
4 . 板 卡 备 份 。N S G 9 0 0 0 , I P Q A M 具 有 板 卡 备 份 功 能 ,共 计 包含 九个 R F模块 ,对 于第 九个 模 块来 说 ,其 与 其 它八 个
R E GI O N I NF O 数 字地方
基于 化 的数字电视前端系
◆ 陆 海 晶
摘要 :对 于I P 前 端来说 ,其 系统 结构更 为简单 ,同时传输 方式更 为灵 活 ,具有 较好 的扩展 性 。 因 此 , 目前很 多运行 商都在使 前端 系统朝 向I P 4 S 6 实施过渡 。本文主要 对I P 化数字 电视 前端 系统 的构成加 以
1 . 节 目与组播 备份 。对 于节 目来 说 ,若是 完成 了节 目或 是 组播 源 的备份 ,系 统便 可以对 节 目或是组 播源 进行 实时监 测 ,这样 在 主路 节 目有 状况 发生 时 ,备 路 节 目或是 组播 源便 可 以完 成切 换 ,同时 这一 过程 的实现 ,时 间较短 ,且起 到 的 影 响非常 小 。
新一代全面基于IP技术的数字电视系统
化 后 的 有 线 电视 网 络 也 难 以在 服 务 水 平 上 与 电 信 的 多 重播 放 网络全面 竞争 。
结 构 .基 于 这 样 的 I骨 干 网络 的架 构 ,电信 运 营 商 能 够 给 用 P 户提供 以下 内容 :
2 系统 方 案
针 对 上 面 提 到 的 挑 战 北 美 的 有 线 电 视 运 营 商 提 出 了 电
方面 要落后于 H 24 6 。从 专 利 许 可 费 看 ,A S可 使 中 国 企 业 V
技 术 的 快 速 发 展 , 以 及 受 到 业 界 几 乎 所 有 主 流 视 频 相 关 设
备 、产 品 厂 商 的 支 持 ,H.6 2 4视 频 编 码 技 术 的 商 业 应 用 已 经
商 开 始 全 面 开 展 高 清 电 视 服 务 ,尤 其 是 D B S 和 H 2 4 V- 2 6 技 术 的 发 展 . 得 卫 星 网 络 运 营 商 可 以在 原 有 的卫 星 平 台 上 提 使 供 与 过 去 相 同 数 量 的 高 清 电视 服 务 。 在 对 于 有 线 电视 冲 击 现
维普资讯
传输覆盖 网络
◎泰德广播技术有 限公司 1 机 遇 与 挑 战
近 几 年 ,随 着 数 字 电视 整 体 转 换 的 开 展 , 来 越 多 的 有 越
线 电 视 用 户 转 为 数 宇 电 视 用 户 , 且 随 着 技 术 的 发 展 . 线 而 有
()无限个高清 数字 电视节 目 ( 决于主 干网络带 宽 ) 3 取 : ( )x个 点 播 并 发 流 ( 决 于 视 频 服 务 器 性 能 ) 4 取 : ( ) 用 户 独 享 x p 上 网带 宽 。 5 Mbs ’
数字电视lP前端系统的构建
有 线 电视 技 术
周 冲 山东广电网络有限 公 司济宁分公司
摘要 : 本 文 以济 宁基 于 A S I 的数字电视前端为例分析 了基于 A S I 数 字 电视 前 端 系 统 的 结 构 和 缺 陷 , 讲 述 如 何 建 设 数 字 电视 I P前 端 平 台 , 重点 介绍 了济 宁数 字 电视 l P前 端 的搭 建 。 通过和传统的基于 A S I 前 端 系统 的对 比 , 论述了 l P化 数 字 电视 前 端 系统 的优 势 。 说 明前 端 I P化 符合 数字 电视 前 端 发 展 的趋 势 和 要 求 。 关键 词 : 数字电视 A S I I P前 端 T S o v e r I P
3 基于 I P的数字 电视前端 系统 的规划
2 0 1 3 年第 3期( 总第2 7 9期)
数字电视 Байду номын сангаас
有 线 电视 技 术
县( 市 区) 前 端
R F 信 号 信 号 处理 、 、 一 ( 复用、 本地节 目 ・
I : 县 输网 传
l l l
等 处理 , 以I G MP v 3协议 对节 目流进 行 组 播 封包 配
后 再将 节 目流返 回交 换机 。
统的全部 网管。 网管系统除了对设备完成配置管理功 能外 , 还能有效配合前端监测系统完成对设备运行状 态及 故 障 的监 控 。
3 . 1 . 5 A S I 备播 系统
于A S I 传输方式 的数字 电视前端系统 , 通过不断地改 进完善前端系统现在已经相对稳定 。 现有数字电视前 端利用 3 4 个频点传输 1 4 7 套标 、高清数字电视节 目
和1 4套音 频 广 播 节 目,具体 的前 端 系统 框 图 如 图 1
基于IP路电软交换技术的新一代数字电视前端平台
1 1 B ts加 上 包头 和各种 开销 可 以最大 限度 的利用 3 6 ye , 8 23标 准规 定 的 U P包 的最 大载 荷 。使 用 U P协 0. D D 议 的最 大优 点是 其 不需 要 像 使用 T P协议 那样 对 于 C 接收 到 的数 据 必须 给予 回复信 息 , 量减 少不 必要 的 尽 系统 资源消 耗 。
关 键 词 :I MPEG一 P 2 统 计 复 用 码 流 修 正
1 引 言
江苏 徐州 广播 电视 台 网络 中心在 2 o 0 5年底 正式 启 动数字 电视工 程建 设 。 徐州 数字 电视 工程 项 目的 目
节 目调 度 的 主要 手 段 。随着 信 息 网络技 术 的高 速 发 展 ,路 由交 换 技术 在数 字 电视 领域 取 得 了新 的应用 。 通 过 MP G 2 o e P 统计 复用 和 R t h p技 术 , E 一 vrI 、 a sa e 传 统 数 字 电视 前 端 所 固有 的一 些 技 术 局 限 已经 得 到 解
图
1
20 0 7年第 5期( 总第 2 9期 ) 0
●
维普资讯
设备器件
MP G 2包 , E一 通过 MP G 2 o e P技 术 , 每 个或 多 E 一 vrI 将
有线 电视 技术
23 功能 强大 的 网管 系统 和 类型 丰 富的 输入 输 出端 .
换 成 为可 能 。对 于 MP S中的任 意节 目, 以根据 其 T 可
P T表 中所 描 述 的 PD值 解 析 出 所 需要 的特 定 节 目 A I
基于IP组播技术的新一代数字电视前端平台
随着 信息 技术 的发 展 网络技 术的 应用 在业 务 平台化 、 网络 I P化 以及 数 字 电视 系统 已发 生 了深 刻 的变化 。 数字 电视 系统 目前 已经从 节 目的采 集制作 、 节 目传输 到用户端 , 都实 现数字化 、 网络化 的端到 端的系统 。 这 不但 在 中国的技 术发 展史 上具有 开创 性的里程 碑意 义 , 在美 国 、 英国、 韩国和 印度 等广大发 达 国 家和 发 展劲 头 较好 的 发展 中 国家里 也 逐渐 融人 了居 民的消 费 市场 。 针对这 种 I P 技术 在 电视前 端平 台领 域 内的 发展 , 除了在 国 际横 向 比较 中能够 显示 国家
式传 输 , 在 E MR 设 备 上启 用 对 输人 源 的 自动 监测 判 断 , 实现节 目 S e r v i c e
级备份切换外, 并通过集 中网管系统对 I P Q A M 输入源监控和输出射频信号
质量实 时检测 , 有故 障 时确保 能及时切 换至备 用传 输。 由于 组 网简单 、 连线 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 问题 、 解 决 问题 , 大大 节省 了维 护运 营 的人力 成本 。 3 P 组播 技 术在 电视 ’ 靠 蛐 平台 的 应带 过程 中 凸显 出的 里程 碑 意义
科 技创 新的 实力 和水 平 , 在提 供便 利设施 以完善精 备 空间节 省 8 0  ̄ / o 。 核 心复 用 加扰 系统 选 用数 码视 讯 的 E MR3 . O 媒
体综 合处 理 平 台 , 设 备 满配 4 张 G b E I / O 板卡 , 每 张板 卡有 4 个 S F P 的 G b E 端 口, 一 块 板卡 有 2 G b p s 的输 入 和 2 G b p s 的输 出 能力 , 整机 具 备 1 0 G b p s内部 处理 能 力 , 8 G b p s I / O 能力 , 满足 未 来节 目高 清化 以及 3 D 节 目传 输扩容 的 需要 。 调制 器选 用数 码视 讯 A M l O k S 1 1 , 在 一个 紧凑 的 1 RU
以IP传输方式的数字电视前端平台构建
2 P传输 数 字 电视前 端 与 AS 传输 数 字 电视 前 端 的对 比 、I l
传 统 数 字 电视 前 端 平 台 搭 建 , 用 的 是 AS 的 传 输 方 式 。 方 采 I 该 式 的节 目源 由卫 星 接 收节 目、D S H传输 节 目、 地 编 码 节 目等 组 成 。 本 卫 星信 号 通 过 卫 星 接 收 机 、 码 器 解 码 后 送 人 A I 换 矩 阵 ,DH 解 S切 S 传 输 信 号 通 过 网 络适 配 器 适 配 成 AS信 号 后 送 入 AS切 换 矩 阵 , I I 本 地 编 码 节 目通 过 编 码 器 编 码 后 送 入 AS切 换 矩 阵 。 有AS信 号 被 I 所 I 送 入 矩 阵 经 过 矩 阵调 度之 后 送 入 相 应 的 复 用器 , 由复 用 器 对 个各 单 节 目流 和 多 节 目流 进 行 复 用 、 加扰 、 S插 入 、 I 重 映 射 等 处 理 。 PI PD 处 理 完成 后再 将 复 用 后 的 多 节 目流 送 到 第 二 台 A I 换 矩 阵 。 过 矩 S切 经 阵调 度 , 将所 有节 目流被 送 入Q 再 AM调 制器 进 行 再 复 用 和 调 制 。 之 后 由调 制 器 输 出 R 信 号进 入 本 地 HF F C网( 图 1。 见 ) 由此 可 见 , 设 备 间 通 过 AS 数 据 线 连 接 的 , 各 I 系统 配 置 依 托 单 个 频 点 的 配 置 来 实 现 前 端 的 级 联 耦 合 。 种 方 式 , 少 需 要 两 台 这 至 AS切 换 矩 阵对 节 目进 行 两 次 调 度 , 时 需 要 大 量 的 跳 线 架 来 配 合 I 同 矩 阵来 完 成 手 动 应 急 切 换 , 以造 成在 使 用 矩 阵后 必 须 要 进 行大 量 所 的设 备连 线 , 必 加 大 了 施 工 难度 和安 全 隐患 , 故 障 发生 时 , 势 当有 由 于 设 备 之 间 连 接 复 杂 而 难 以及 时查 找 和排 除 故 障 。 外 , 节 目调 此 给 度 也 带 来 了 一 定 困难 。 当 系 统 扩 容 或 功 能 增 加 时 , 需 要 重 新 购 若 还
基于IP的数字电视前端系统改造
经济管理395视界观.2021.06基于IP 的数字电视前端系统改造刘伟东(广东省广播电视网络股份有限公司清远分公司,广东,清远511500)摘 要:数字电视前端系统是有线数字电视网络的重要组成部分,它包括信源接收、节目复用、节目加扰、节目调制等功能。
随着三网融合逐步推进,广电网络运营商业务类型越来越多,传统ASI 架构已不能满足新业务发展。
IP 技术拥有灵活的业务调度能力,更能适应广电日益增长的业务需求。
本文基于清远广电数字电视前端IP 化改造,介绍IP 数字电视前端架构优势以及系统组成。
关键词:数字电视;前端系统;IP 技术以往广电运营商大都采用ASI 信号架构来组建广播电视系统前端。
ASI 是传输接中的接口标准,通过 ASI(异步串行接口)连接设备,ASI 的上限码率为 270 Mb/s,一个 ASI 连接线只能携带一个多节目传输流(MPTS),从而给有线运营商带来了很多局限。
同时,设备之间使用 ASI 进行静态连接,不能提供较强的扩展性 [1]。
另外做节目备份和码流切换时,ASI 所用的切换矩阵价格高,占用空间大。
ASI 架构的数字电视前端连线繁杂,运维调度难度较高。
与传统ASI 架构传输方式不同,基于IP 的传输方式能够极大简化系统架构,节省空间,为扩展业务提供良好的基础。
一、原有前端系统概况 清远广电自2006年建设数字电视前端以来,一直使用基于ASI 信号建设的前端传输节目。
复用、加扰、调制设备均为Bigband 1200A。
经过多次扩容,形成主备标清信号平台、主备高清信号平台共计四套设备。
该系统主信源由省干网SDH 传输,备信源有卫星接收、微波信号,辅路信源为垫播信号。
经博汇TS301切换矩阵切换后进行复用、加扰、调制,再经射频切换后进入大网。
整个系统架构庞大、走线繁杂、系统集成度低。
二、IP 数字电视前端特点 随着数字电视技术不断发展,有线电视网络融入了大量IP 技术。
目前基于IP 网的视频流传输方式有两种,一种是直接采用压缩后的视频流进行传输,以Microsoft 的ASF、Real Time 的Real Media 和Apple 的QuickTime 格式为主;另一种是面向数字广播电视的,采用MPEG-2 TS 流的格式进行IP 网传输,即所谓的Ts Over IP [2]。
基于IP的数字电视前端浅谈
护* 采用 ! 台华为交换机替代矩阵&矩阵为单设备运 这样一方面可以统一利用底层传输网络&另一方面保
行&而双交换机相互进行热备份&'Yk)Z也采用 #l#热 证了从底层传输通道到上层数通网络的完全独立&使
备份机制从而提高了系统的安全性&使系统更加稳定) 得频道节目视频分发业务与其他互联网数据)0^*单
7;M
赵明慧'基于 'Y的数字电视前端浅谈
! 中国有线电视"!"#$ 年第 "! 期
66#!$ 系统集成度高&# a# 热备'原有采用 )?'架构 造成前端系统组网更加复杂)占用更多的机房空间*
的数字电视前端设备受端口对应关系及数据转发能力
在直播分发网络层面&传统上采用 ?*&)Z?,Y等
的限制&单台设备需要多个物理端口才能实现单路节 电路交换网络的链路传输&但随着采用 *;*Z技术的
所不同&受众不仅可以观看电视节目&而且构建了数字
全技术发展 ` 4广播电视信息!"#3"2 3"4
化交互平台&对电视节目实现了个性化参与* 为更好 ! 6 胡 6 涛4三 网 融 合 视 角 下 我 国 广 电 运 营 商 的
地满足数字电视受众的需求&在三网融合下促进数字
பைடு நூலகம்
,'Z/? 融合运营模式研究 * 4上海上海交通
可靠* 采用 'Y平台的频道节目以组播报文方式在网 播视频分发业务各自独立)互不影响&能够很好的保证
络内进行转发&这样不仅可以统一利用底层传输网络& 频道节目分发业务的高安全性)高可靠性和低延时等
基于IP技术的数字电视前端系统分析
究过程中,本文主要涉及了ASI前端系统情况、IP技术实现路 间不足 问题 ,更好地提升系统运行质量 ,进而满足数字化 电
径、基IP技术的数字 电视前端系统的优势3个方面 内容。
视发展需求 。
1 ASI前端系统概述
2.3提 升 系统 安 全 性
ASI前端系统是当下数字化 电视应用的一种重要系统结
了IP技术在信号传输过程 中,能够对传输信号进行有 效的控 3.1 系统 设计 总体 思路
制,通 过重新配置编码器和调制器,实现了对数字化信息的
在 进行系统设计 过程 中,需要考虑到数 字电视前端 系
集中处理,从而解决了信息容量不足、信息处理速度较慢的问 统 的实际情况 ,并能够结合ASI前端系统在应用过程中存在
对IP技术下的数字 电视前端系统分析过程中,主要探讨了ASI 拓展数字电视 业务。IP技术在ASI前端系统的应用,能够利用
架构模 式的数字 电视前端系统 ,对IP技术 的应用情况进 行 IP技术的分流处理技术 ,使数据信息进行较好的传输,使系
ห้องสมุดไป่ตู้
了较为详细的分析,从而对前 端系统进行较好的优化。在研 统拓展性 得到了提升,从而使ASI前 端系统能够解决系统空
第 10期 2016年 5
无 线 互联科 技
NO.1O
May,2016
基于I P技术 的数字电视前端系统分析
罗仁 发
(贵州广播 电视 台,贵州 贵 阳 550001)
摘 要 :随着社会经济的发展 以及科 学技术 的不断进步,基于IP技术 的数字电视 在当下得到 了较 为广泛的应用。数字化电视 能够给人们 带来更多的电视节 目,满足 人们的实际需要 。数字电视 在应用过程中,需要利用IP技 术 ,文章在 对该问题分析过 程 中,分析了IP技 术在系统设计中的重要作用,并就前端系统优势进行 了相 关阐述 和探究。 关键词:IP技术 ;数字电视 ;前端系统
全IP数字化电视前端平台
1 引言南昌数字电视前端平台服务于南昌市广电网络用户,当时的数字电视前端基于ASI架构,由传统的卫星接收机、编码器、复用器、加扰器、ASI 切换矩阵等设备组成。
随着用户对3D、HD、4K电视节目需求的不断增加,机房设备也在不断地扩容,但与此同时,基于ASI架构的复用器出现了越来越严重的线路叠加情况,前端架构日益复杂。
日渐增加的设备故障节点和运维难度的提升为日后新融合业务平台的扩容带来重重阻力。
因此,全IP数字化电视前端改造迫在眉睫。
2 ASI架构前端和IP数字化架构前端优劣分析2.1 传统ASI架构前端主要劣势2.1.1 系统结构复杂主备信号切换以及前端设备冗余备份主要基于矩阵加切换器实现,矩阵系统分配器节点多,线路重叠情况比较严重,架构略复杂,不易于快速排错。
2.1.2 主备切换不灵活主备信号切换只能以频点级切换的方式实现,无法对单一节目进行切备操作,容易因单点故障导致不需要切备的节目切换信号。
2.1.3 系统扩展性不高ASI线路传输码流容量上限较低,在实际运用环境下单线路码流超过200M就容易产生节目马赛克现象。
且一根ASI线路只能承载一个多节目码流,缺乏灵活性,会导致平台后期ASI端口需求数量庞大,线路架构越来越复杂,不利于新业务的扩展和日常维护。
2.2 IP数字化架构前端主要优势2.2.1 系统架构简洁系统集成度高、网管使用便利,线路采用六类网线配合交换机进行码流分发。
不需要切换矩阵及分配器,节省了机架空间,节约了建设成本。
2.2.2 备份方式灵活系统可实现节目级、链路级、设备级等多种方式的冗余备份,通过网管设置主备优先级可实现节目自动主备切换,极大地提升了主备节目切换的速度,强化了播出保障。
2.2.3 系统扩展性高采用IP组播传输提高了系统的扩展性,单IP组播传输容量可达1000M。
平台数据输入输出灵活,可以轻松实现业务扩展,满足互联网端、移动端等业务平台的接入。
3 南昌广电IP数字化前端平台的特点和创新优势3.1 IP数字化前端平台架构及主要特点南昌广电IP数字化前端平台架构如图1所示。
以IP传输方式的数字电视前端平台构建
以IP传输方式的数字电视前端平台构建
随着数字技术的进步,数字电视的应用范围越来越广泛。
为了更好地满足用户的需求,数字电视前端平台构建也越来越重要。
尤其是以IP传输方式的数字电视前端平台,更加适应了现代
数字化传输的方式,能够更好地满足用户的需求。
首先,IP传输方式的数字电视前端平台通过网络传输技术,
将数字电视信号转化为数字流,并传输到用户所在的设备上。
这种方式能够大大提高数字电视的传输效率和传输速度。
用户可以通过IP传输方式,实现高速率、多媒体、可交互的数字
电视服务。
其次,IP传输方式的数字电视前端平台可以通过具有更高的
数字信号质量、更高的分辨率和更高的编码质量等特点,带来更优质的视觉效果。
同时,这种数字传输方式还能更好地支持高动态范围、高帧速率等现代数字图像处理技术。
最后,IP传输方式的数字电视前端平台还将影响数字电视产
业的发展和方向。
数字电视行业将更加注重以IP传输方式为
核心的技术和产业链的建设,将更多的资源投入到数字化技术的研究中,以提高数字电视的信号质量、传输速度和用户体验,实现数字电视产业的可持续发展。
综上所述,以IP传输方式的数字电视前端平台构建将起到非
常重要的作用,可以提高数字电视产业的效率和质量,推动数字电视产业的进一步发展。
我们相信,在未来的数字化时代里,
数字电视行业将更加致力于以IP传输方式为基础的数字化技术的开发,并进一步广泛应用。
基于IP的数字电视前端的研究
基于IP的数字电视前端的研究作者:雷文玲来源:《中国科技博览》2014年第03期【摘要】随着数字电视内容的增多和业务的扩展,传统的数字电视前端在功能和扩展能力等方面面临一些问题。
面对数字电视发展的迫切要求、研究和分析新一代数字电视的传输技术,构建了新一代基于IP技术的多功能、集成式数字电视前端,为广电网络多功能业务的开展提供了平台。
【关键词】数字化;IP化,数字电视;前端【分类号】:TN949.197一、数字化、IP化是有线电视发展的趋势随着数字技术特别是信息技术的不断发展,人类社会己经进入了数字化、信息化时代。
传统的模拟电视已经无法进一步承载有线电视用户的更加丰富多样的业务盖求,因此,需要摆脱原有的模拟电视模式,进行数字化IP化改造,为三网融合的发展及广电自身的产业运作提供了强有力的支撑,提升老百姓的收视体验,促进老百姓从看电视到用电视的转变。
以IP技术承载的数字电视从节目采集、制作、传输、存储、接收等都釆用了数字技术,相对与模拟技术具有诸多优点:1、提高频率资源利用率。
基于IP层面的数字电视,可以直接利用先进的图像压缩编码技术、调制技术。
大大减少了每个频道的占用带宽,在只能传输一个模拟电视频带内可以传输多套数字电视节目,基于 IP化的数字电视通信还允许小同媒体(视频、音频、数据)、不同等级(高清、标清)的信号复用在同一信道中进行传送,并可以通过IP技术进行接收、处理、传输。
传输效率得到人幅提高,有效的提升业务承载容量,便于开展多种信息业务。
2、图像传输质量高,抗干扰性强。
数字信号和模拟信号不同,信噪比不会在传输过程中逐步积累,通过采用数字信号纠错技术,均衡技术。
可以将处理、传输过程中引入的误码或者噪声进行很大程序的纠正甚至消除,拓展了传输的距离,提高了信号抗干扰能力和图像接收的质量。
此外由于数字信号不受非线性影响,可靠性强。
3、通过IP技术承载数字电视信号,可以基于统一的IP技术,和互动电视、语音通讯、互联网应用等紧密集成,实现互联互通,相互融合,扩展服务范围。
基于IP化的数字电视前端系统组成
基于IP化的数字电视前端系统组成魏巍;翁向明【摘要】DVB数字电视前端系统是整个有线数字电视网络的核心系统,它包括信号输入、信号处理、信号输出、系统管理等功能.近年来广电运营商新业务需求不断增加,传统ASI传输方式已不能满足技术更新的速度及多业务的应用需求,这就要求电视前端必须转型,在有线前端引入IP技术,使传统ASI前端向IP化前端过渡,以打破ASI前端在业务拓展方面的限制.IP前端具有系统结构相对简单、传输方式灵活、系统扩展性强等特点,基于诸多优势各地广电运营商前端系统也逐步升级改造向IP化过渡.介绍了DVB数字电视前端系统IP化改造的一种技术方案,分析了从方案设计到设备选型中的一些特点与创新.【期刊名称】《天津科技》【年(卷),期】2016(043)007【总页数】5页(P73-76,79)【关键词】DVB前端系统;复用器;IPQAM【作者】魏巍;翁向明【作者单位】天津泰达有线电视网络有限公司天津300457;天津泰达有线电视网络有限公司天津300457【正文语种】中文【中图分类】TN949.197随着数字电视技术的不断发展,传统的基于 ASI传输的DVB数字电视传输平台已不能满足数字电视新业务的发展需求,而基于 IP传输方式的数字电视前端经过近几年的不断发展凭借其集成度高、可扩展性强、冗余备份机制强等特点,已完全取代了原有的ASI平台。
为拓展公司平台业务,满足现代化的发展需求,2014年,天津泰达有线电视网络有限公司对整个数字电视前端系统进行了提升改造。
1.1 搭建成熟可靠的实用平台,确保项目顺利实施选用专业级高品质的多通道专业接收机实现节目的卫星接收处理,采用专业的多功能码流处理平台实现节目的复用加扰处理,最后通过通用边缘 QAM平台实现调制输出。
产品应采用先进的硬件架构,在保证完全满足当前系统需求的前提下,确保后续业务开展,为功能、系统、业务升级提供平滑过渡。
1.2 遵循标准选用设备,确保系统端到端连接使用的设备应严格遵循DVB和相关的国内外标准,这不仅可以保证与其他厂商符合标准的数字前端传输设备之间的互通互连,同时可以确保与任何符合标准的CAS、STB、EPG、视频服务器以及中间件等第三方功能组件的顺利集成。
基于IP的数字电视前端平台 (1)
基于IP的数字电视前端平台1前言近年来,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。
以往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,这种方式已经发展、使用了很长时间,因此技术比较成熟,但是随着数字电视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。
正因为这样,美国在几年前就开始研发并使用基于IP的传输方式来传输数字电视信号,到目前为止,此技术已经非常成熟并大量商用,比如在美国、英国、韩国、印度等很多国家都采用了IP方式来传输数字电视信号。
本文重点介绍ASI传输平台和IP传输平台以及它们之间优缺点的对比。
2基于IP的数字电视前端传输平台及其优势与传统ASI信号传输方式不同,基于IP的传输方式具有很多特点,比如丢弃了原来繁杂的设备连线,而以少量的双绞线替代;去掉了原来复杂的矩阵,而以交换机替代;提供了通用的GbE接口,方便数字电视业务接入等等。
图1是一个简单的基于IP传输前端示意图,图中所示节目源部分包括远端IP信号、本地编码输出后的IP信号以及其它IP格式的信号,节目源信号直接进入以太网交换机,由交换机进行汇聚后送入复用器,复用器对输入的节目流进行复用、加扰等处理,然后将复用后的多节目流以UDP组播方式送入以太网交换机,QAM调制器接收GbE以太网数据,经过QAM调制后输出RF射频信号进入本地HFC网络。
或者复用器输出数据到交换机后可直接通过IP传输网输送到远端,在远端架设IPQAM调制输出或者直接传输到下级前端作为节目源使用。
采用IP传输方式具有非常明显的优势。
(1)采用IP传输后系统结构变得相对简单,设备之间的连线大幅减少,摒弃原有的矩阵和跳线架,节省大量机架空间,减少了中间环节,使系统简洁明了,更易于管理和维护。
(2)用交换机替代矩阵。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
引入IP技术优化数字电视平台前端技术部章荣摘要:随着数字电视内容的增多和业务的扩展,传统数字电视前端在功能和扩展能力等方面面临一些问题。
面对数字电视发展的迫切要求,绍兴广电网络公司积极研究和分析新一代数字电视的传输技术,构建了新一代基于IP技术的多功能、集成式数字电视前端,为广电网络多功能业务的开展提供了平台。
关键词:数字电视前端、统计复用、MEGP over IP、媒体路由交换、码率转换1引言绍兴广电网络公司已传输150多套数字电视,前端系统由复用加扰器、ASI切换矩阵等传统的独立单元构成。
随着高清节目、落地付费节目的数量不断增加,如果采用传统的独立设备简单的线性叠加扩容方案,前端系统拓扑结构将很复杂,同时为今后再次升级和扩容带来一定难度。
在实际运行维护中,传统的系统还具有节目调度困难、对每个节目进行码率调整和码率钳位无法实现、没有统计复用功能、单个设备出现故障时系统的恢复时间较长等问题。
这些问题的存在对系统的安全运行、使用效率、维护难度造成不利的影响。
另外,随着数字电视服务平台建设思路的明确,基带节目远距离传输的需求和本地节目集成平台建设的要求更显突起,传统前端技术已经无法满足此类应用。
针对上述情况,我们深入研究了IP技术与数字电视技术融合的发展趋势,提出了多功能、集成式数字电视前端的建设方案。
2数字电视发展对传输平台的新要求随着数字电视业务的发展,要求数字电视节目传输的核心系统必须具备如下新的功能。
(1) 每一个传输通道(或TS流)都必须具备统计复用和码率转换等功能,以便实现对传输通道的流量管理。
DVB-C的一个64QAM调制通道的码率为38Mbps。
通常传输6套5Mbps的节目,同时留有一定的带宽传输其他节目信息。
实际应用中,有些信源单位为了保证信号质量,采用可变码率(VBR)方式传输,码流波动在2~10Mbps之间,即使是固定码率(CBR)方式也有一定的码率波动,造成整个通道的码率波动很大。
另外,通道中还要插入EMM、ECM信息和EPG信息,在用户量和节目量(服务产品)日益增加的情况下,EMM、ECM信息和EPG信息量增大且流量在变化,普通复用器无法平衡节目流量和附加信息流量,在突发流量增大时经常有溢出报错,导致图像出现马赛克。
因此,核心系统必须实现智能化的通道流量管理机制,确保在传输总带宽一定的情况下,各个节目和其他信息都能可靠传输。
(2) 核心系统要求能把任一个输入端口的任一个节目调度至任一输出端口重新组合,以实现基于节目PID的调度。
核心系统需要完成每个节目的调度和组合,而用ASI切换矩阵统一调度只能实现基于TS流的切换,这带来信号调整组合的不便。
当节目增加到200套以上时,采用ASI矩阵调度几乎不可能实现。
在核心系统的处理过程中,不论是单节目流(SPTS)或多节目流(MPTS)都必须能实现基于PID的调度与控制。
这种调度必须是任意的,没有物理的或逻辑的限制,即核心系统应该是一个基于内容的路由调度平台。
(3)核心系统不仅要能提供TS流的输出,也要能提供其他输出接口,以满足多种业务的需求。
随着数字电视服务平台建设的探索与完善,一个地区性的数字电视平台必须考虑到节目覆盖与分发,同时也必须考虑到如何与提供本地化节目服务的平台连接问题。
采用调制后的RF信号传输的传统方法,光电光的多级续接会造成射频指标的下降,导致接入网的用户终端的信号劣化而不可用;采用基带的TS流传输,必须要解决几百套节目如何用低成本高可靠性的方法传输,传统设备无法解决这一矛盾;而基于IP的传输方式可以较好地解决这一难题。
对于数字电视系统必将要开展的VOD 业务来说,基于IP技术的内容分发网络加IPQAM 是实现这一业务的基本模型。
同时对于本地内容服务平台来说,节目的采集如果采用TS流的方式实现,采集成本比较高,而通过IP的方式将大大降低采集成本,且效率和灵活性也大大提高。
数字电视系统涉及许多基于IP技术的应用平台,因此必须要解决TS与IP之间的接口和协议转换问题。
其他诸如系统的可扩展性、可维护性、可管理性、基于TS流的广告与字幕插播、系统的安全性(可冗余备份)、与各个业务系统的连接、CA系统的同密运行等等一系列关键问题,下一代的数字电视核心系统都必须予以完善解决。
3传统前端与新型前端的差异3,1系统构成不一样传统数字电视前端主要由节目源接收部分、节目源处理部分、节目源输出部分三部分组成,如图1所示。
每一部分都是由单个1机架单位(RU)或2RU的设备来实现,各设备通过标准数据连接线进行级联耦合,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。
如果需要增加功能和容量,需要再购置设备,连接进入前端网络。
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,传统前端采用ASI切换矩阵,它所能实现的只是某个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。
新型前端如图2所示,采用MPEG over IP路由交换技术,省去了庞大的ASI切换矩阵,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。
3,2运营维护比较传统方案使用很多独立单元设备,这些设备的组合占地开销大、用电开销大和操作维护开销复杂,由此引起人员和资源消耗大、要求高,故此网络运营成本很高。
由于分离设备的各类端口相对固定,在进行节目调整、频道调整等维护动作时限制较大。
另外,由于各类设备之间均需要连线,所以系统安装工作耗时耗工。
新型方案采用集成式设计,非常方便操作,维护成本大大降低,同时能够灵活地进行相关端口配置调整,使端口资源充分得到利用。
由于省略了各类设备之间的连线工作,系统安装工作也轻便快捷。
3,3可靠安全性比较传统方案采用独立编码器、独立复用器和独立的其他外围设备进行集成。
这样的解决方案使网络结构复杂化,同时增加了许多节点发生故障的可能性。
要实现设备备份需要通过相应的ASI切换矩阵来实现。
只能做到针对某个频道链路的设备,并不能做到针对端口的备份,更不能实现节目备份了。
新型方案在省却上述节点和节点问连接线的同时,使用双数据背板冗余和全冗余的电源模块、风扇等方案,提供了一个运营商级别的平台。
同时,各个热插拔模块通过不同的配置和组合,形成一个多级别的,完整的冗余方案,提供系统平台级、平台板卡级、板卡端口级,以及端口节目级等各个层面的系统备份可选方案。
传统方式的系统备份切换时间至少在分钟量级,如2~5分钟,而新型方式的切换时间都在0~5s之间。
3,4扩展升级比较传统方案采用固定机箱系统,一旦网络建设完成,如果需要增加新的功能或是扩展网络的容量,系统需要进行比较大的调整,同时需要重新购买很多相关设备,存在兼容性的问题。
新型解决方案的综合扩展能力强,以开放性机箱设计,通过插卡模块的增配来按需增加系统功能,适合未来功能扩展或是系统容量增加。
3,5功能性能比较传统方案中,单个设备最多可实际支持1路或2路传输流的处理,整体系统通过不同设备组合搭配形成。
目前可以实现内容转换、发送、视频速率转换和多路复用等功能。
由于现有单个设备着眼点仅限于DVB网络的服务提供,没有考虑更多的其他业务扩展,如数据业务扩展和IP网络的方向性升级等。
新型解决方案是综合视频多媒体路由平台,它可以用作网络核心中内容转换、发送、视频速率转换和多路复用,连接多个数据流和MPEG-2业务,同时系统中提供了千兆以太网光接口,为未来网络扩展提供了便利,不用增加额外的投资,便可以启用新的服务。
3,6其他比较传统数字前端单个频道通常只能传送6套节目,一旦面对可变比特率(VBR)的节目源,往往会造成用户端出现马赛克、停帧、黑场甚至节目丢失等现象;新型前端系统采用强大的码率转换功能,可将每个频道的节目传送数量提升到9~10套,并从根本上解决了用户端出现类似马赛克、停帧、黑场等现象。
新型数字前端建设以服务项目为核心、以操作简单为基准、具有较好的可拓展性,可用QAM调制器将信号调制后通过HFC网络传送到千家万户,也可通过骨干网络把数字信号传送到远距离的前端,还可把数字信号传送到其他中心(媒资中心、流媒体中心、NVOD服务器等)。
4新型前端的几个关键技术4,1基于IP技术的内部处理过程新型前端的特点是,作为一个基于内容的媒体交换机或媒体路由器,它要实现从任意一个输入口的MPTS中,把任意一个节目通过内部交换功能插入到任意一个输出口的MPTS中去的功能。
内部采用TS流的处理机制无法完成这一功能,采用包交换技术则可以很方便地实现。
在设备的端口到内核之间首先转换成统一的IP包,通过TS流中的PAT表可以解析出各个节目的PID,每个节目单独打包,每个(或几个)PID映射到一个端口号,从而实现节目层的交换调度。
其内核实际上是一个四层交换机,它的QoS保证是依赖于高速的CPU处理能力和大容量的I/O能力。
内部框图如图3所示。
4,2统计复用及码率转换(Transrating)实际运行中,每路电视节目的码率是不同的,同时码流的性质也不同。
有的是VBR,有的是CBR。
当重建一个传输流时,带宽就具有不确定性。
当数字电视信号通过QAM调制在网络上传输时,其中还要插入许多其他信息,如EPG、CA系统的EMM、ECM等,这就需要对一个传输流中的节目流进行码率转换和钳位以确保插入信息的带宽,另外还要在图像质量不损伤或损伤很小的情况下尽量增加传输的节目。
实现这些功能的方法是,采用统计复用(Stamux)和码率转换技术。
统计复用技术采用时间位移的方法,把瞬时码率高于设定值的部分位移到瞬时码率低于设定值的地方传输,它主要采用缓存的方法来进行节目流的预测和调整。
用统计复用方法降低码率不损伤图像质量,对VBR节目更为有效,对总体码率降低的贡献一般在15%以下。
码率转换是对所需降低码率的节目进行MPEG-2编码的逆过程处理,一般还原到量化层,通过改变量化系数降低码率,有的还可以还原到运动补偿和估值层,其算法的不同对码率降低的效率以及降低后图像质量的影响很大。
这是一种有损图像质量的转换方法,它对码率降低的贡献可达到50%以上。
其原理图如图4所示。
可见,码率转换是编码部分的逆过程:将解码过程执行到游程长度解码后,停止反量化过程,通过改变量化矩阵的量化系数,再重新量化、编码,输出调整后的新码流。
由于没有解码还原到DCT和A/D (这两步骤对图像的损伤最大),采用这种方法实现的码率转换对图像的损伤较小。
比较好的处理方法是同时采用统计复用和码率转换两种方法,对不同的节目设置不同的优先级。