有线数字电视前端系统组成架构设

有线数字电视前端系统组成架构设
有线数字电视前端系统组成架构设
摘要：近几年来，在广电总局的大力推动和各地有线台的不懈努力下，数字电视得到很大发展，用户规模不断壮大。

各地有线台在数字电视建设上各有千秋，一些率先发展的城市，不仅为我们数字电视起步较晚的城市提供了宝贵经验，而且使我们少走弯路。

数字电视系统是一个庞大的工程，其设计也非常复杂。

本文就前端硬件系统、网络管理系统的设计做一探讨。

关键词：有线数字电视；前端系统；广电信息网络
1 有线数字电视前端主系统设计
前端主系统由信号接收、信号处理、信号输出、系统管理四部分组成。

信号接收系统主要完成对来自不同网络的各个信号的接收，然后把它们变换成符合MPEG—2标准的TS流。

信号处理是把输入的TS 流经过复用器变成多节目的TS流，然后经过CA加密的处理，送到输出部分。

信号输出则是把含有多套节目的TS系统调制成RF信号输出给整个HFC网络。

1.1 信号输入部分
由于信号源众多的原因，信号输入部分是前端中设备型号最多、最复杂的部分。

信号输入部分涉及的设备有光收机、卫星接收机、编码器等应将它们转换为统一的格式送入信号处理部分。

为提高数字电视信号的质量和可靠性，数字有线电视前端设
备造型非常重要。

卫星天线一定要满足卫星天线电视接收技术文件中关于天线的要求，要有良好的机械性能。

高频头选择本振频率稳定、噪声温度指标低的产品，如Ku波段噪声温度指标要在0.7db以下。

数字卫星接收机应选用带ASI标准的基带数字信号传输的综合IRD （符合MPEG—2/DVB标准）数字卫星接收机。

这就保证了与各种设备之间、以及不同公司的设备之间的相互连接性。

1.2 信号处理部分
信号处理部分包括：传输码流（TS）的监视、解扰、复用与业务
信息（SI）处理等。

它是数字前端的核心。

在这部分主要完成的是对所有节目进行解扰、截取、复用等处理。

在模拟前端中，若要增加一套节目，只需简单将一台接收机与一个调制器相连接就可以了。

在数字前端中，增加一套节目是以虚拟方式进行的，该节目是被加到某个复用器中，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信息找到它。

另外，信号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，确保与其它设备具有良好的兼容性。

1.3 信号输出部分
信号输出部分主要设备是64QAM调制器，其使用带宽为38MB/S，它把各个复用皿输出的加密TS流调制到RF，经过混合皿混合后传送到HFC网络。

根据计算和实践的经验，通常数字调制器的输出电平比模拟调制器输出电平低10db。

另外，前端模拟与模拟相邻频道、数字与数字相邻频道之间电平差不要超过+0.5db。

由于模拟信号和数字信号调制方式不同，因此它们的输出频率设置也有所不同。

模拟频道载频是图像载波频率，数字频道载频在8MHz频道的中央位置。

1.4 系统管理部分
各种管理服务器主要完成一些用户信息和计费工作，以及影视材料的管理工作和安全保密等。

控制网络部分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材料和数据的交换。

系统管理必须能实时地了解前端输入和输出的工作状态，能够监视输入信号和输出信号及所需节目的有无和质量。

所有的设备之间都是用DVB—ASI作为基带数字信号传输的连接，并可使用任何基于SNMP的管理系统。

对于CA的有关功能，应采用公共界面和DVB同密标准。

2、有线数字电视前端设计应注意几个问题
有线电视中数字前端与模拟前端的设计有很大的不同。

在模拟电视前端中，8MHz带宽只能传送一套电视节目，只需将一台卫星接收
机与一个调制器相连接就可以了。

在数字电视前端中，8MHz带宽可以传送4~8套数字电视节目，传送节目的套数与哪些条件、设备有关，是设计中必须考虑的因素。

2.1与信道编码和QAM 调制器有关
QAM是用数字信号去调制载波的幅度和相位，使载波的幅度和相位受控于数字信号，常用的有16QAM、32QAM、64QAM 等。

目前普遍采用64QAM调制器，即对应于一个8MHz模拟电视频道，调制器的输入码率为38.1Mbps。

2.2与节目信号的传送方式和有效传输码率有关
在卫星信道传输中，我国上星的DVB—S节目多数为SCPC 方式，符号率4.42Mbps,采用RS(204,188)编码、3/4卷积码、QPSK调制方式，1套节目的有效传输码率为4.42×2×3/4×188/204=6.11Mbps，复用器可传送6套节目，即6.11×6=36.66 Mbps,距最多传输码率38.1Mbps还有裕量，复用器会自动以填空包加以补足。

如传输码率超过38.1Mbps，设有7套节目，第7套将不予传送。

因此，一个频点只能传送一套模拟电视节目，但能传送6套4.42Mbps数字电视信号。

由此可见，传送全国30几套省市区的数字电视节目，也只占用6个8MHz 的模拟电视频道。

SCPC方式接收1套节目需要1台数字卫星接收机，而MCPC方式1台数字卫星接收机就可接收多套数字电视节目。

因此在设计时要根据接收电视节目的套数确定所需要的接收机台数。

3、结语
有线电视中对数字电视前端的设计除了设备（硬件）之外，管理（软件）也很重要。

在大型网络中，网络管理是数字电视前端的一个重要功能，主要对前端数字设备进行监控，对保证信号质量、降低维护成本等有十分重要的意义。

与传统的模拟电视相比，数字电视技术中软件技术占有更为重要的位置，电视内容的重现及EPG、SMS和CA系统的建立都要由软件来实现。

因此数字电视前端设计远不能满足硬件设备的完成，建立一个数字化的安全高效管理体系，才是我们要追求的目标。