数字电视分前端IP传输系统的应用与探讨

数字电视在我国距今已有十几年的发展历史,传统的前端技术已发展的较为成熟,然而随着技术的不断革新与三网融合的提出,传统的数字电视前端技术已成为制约数字电视快速发展与革新的主要因素,而基于IP技术的传输系统已经逐渐成为数字电视前端研究和发展的重点方向。

为适应这种趋势,有必要对数字电视分前端IP传输系统的设计与应用进行研究。

1 数字电视分前端IP 传输系统的设计
1.1 数字电视分前端的功能构成
数字电视分前端系统主要负责接收、处理、调度和输出电视节
目以及其他相关业务信息,它涉及到许多重要的数字设备与技
术,IP传输系统是数字电视分前端的核心与关键。

一般而言,数字电视前端系统包括信号处理系统、业务系统和管理系统等等。

信号处理系统包括信号采集模块、信号处理模块和信号输出模块,主要完成节目源信号的接收、加扰、复用与调制等工作。

业务系统包括数据广播系统、交互式电视系统、信息群发系统等多个子系统,主要完成对各种业务活动的分发与处理[1]。

管理系统主要实现的是数字电视系统日常活动及其产生各类信息的分类整理等。

各个部分分工协作,共同构成了整个数字电视的前端系统。

目前这些相关系统都已经实现了用IP数据来传输各种信息。

1.2 IP传输平台相比于传统的ASI平台具有巨大优势。

传统的ASI解决方案是基于ASI方式的数字电视设备而来的。

所有设备都需要具备ASI接口,这就决定了ASI平台需要大量的设备以及连接线,并且设备之间的逻辑关系非常严格。

而IP传输平台以IP数据包的方式传输数据,设备均通过交换机连接,无论控制线还是数据线均以网线连接,设备的逻辑关系只需要在网管中设置,不需要以大量的实物连线来完成,这就极大了减少了设备数量和降低了设备连线的复杂度。

1.3 IP传输平台的备份设计
核心设备冗余设计。

与传统模拟电视不同,数字电视设备均工作在传输流层,所以一旦某设备损坏将会影响到许多套节目。

另外,由于利用IP技术生产的数字电视分前端更加集成化,业务处理更加集中化,如果信号中断,用户收视将会受到严重影响。

为避
免上述问题发生,实现数字电视分前端的全链路备份设计至关重要。

在对接收节目重要性、故障发生至恢复的总响应时间等因素进行综合考虑后,一般对重要设备均采用自动切换热备份。

同时,通过对安全性、经济性和可靠性的充分考虑,对核心系统设备采用高性能完全热备份[2]。

这种备份方案可以实现设备、节目层、端口和调换的全链路备份。

当主路出现故障导致信号丢失时,由于数字电视分前端IP传输系统具有两个不同的、核心处理一致的输入来源DCM,可以及时将节目源切换至另一台DCM上,从而保障节目的正常播出;当节目信号丢失时,由于单独的DCM集成了多个节目源链路冗余,加之其具有强大的路由选择功能,可以实现将节目源快速倒换至备份链路上,从而保障节目可以正常播出,保证用户可以顺利收看节目。

节目源备份设计。

目前,数字电视节目主要分为两类,即基本包频道和收费频道,这两类在数量和内容上完全一致且互为备份,对其进行编码并复用IPTS的打包方式经省市级主干传输网络发送至相应范围内的数字电视分前端平台。

为实现分前端系统核心DCM的快速倒换与全链路备份,需要为系统设计链接冗余,可以利用光分路器、核心交换机的组播复制功能和配置引擎板卡来实现全线速倒换。

而为保证IP传输系统的准确高效传输,可以选用两块SEP模块的光纤业务板卡,它具有端口密度大、便于维护等优点[3]。

这种光纤传输方式能够有效避免电磁辐射的干扰,从而大大提高数据传输的及时性、可靠性。

此外,为保证节目播出的及时、准确、安全,对那些重要的节目还需要配置不同途径传输路由,以作为容灾信源,保障信号的不中断传输,实现节目源的多路备份和快速调换。

2 数字电视分前端IP 传输系统的应用
目前我国许多数字电视分前端从省级数字电视前端平台接收节目源信号作为主信号源,并为市级及以下数字电视提供节目信号。

其信号源主要由该地节目信号、卫星接收信号和省网下传节目信号三部分组成。

其中卫星接收信号作为备份信号源,省网下传节目信号作为IP前端信号源。

①作者简介:赵越(1981,10—)，女,汉,吉林吉林人,硕士,中级工程师,研究方向:广播电视技术。

DOI:10.16661/ki.1672-3791.2015.29.006
数字电视分前端IP 传输系统的应用与探讨①
赵越
(深圳广播电影电视集团龙岗广播电视中心 广东深圳 518172)
摘 要:伴随信息技术的日益发展,IP传输、三网融合等技术逐渐步入高速发展轨道,而数字电视分前端系统也正在向大容量、综合化方向迈进。

新一代数字电视实现了分析、处理、调度、保护等多种功能,与此同时,数字电视分前端IP传输系统的设计与应用成为了当前数字电视分前端的核心。

本文着重探讨了数字电视分前端IP传输系统的设计,并对其具体应用进行了一定分析。

关键词:数字电视分前端 IP传输系统 信号处理系统 冗余设计中图分类号:TN949
文献标识码:A
文章编号:1672-3791(2015)10(b)-0006-02
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2.3 高功率微波弹
2.3.1 组成
微波弹的构成与高功率微波定向发射系统有相似之处,都需要初级能源、高功率微波发生器以及天线,微波弹还需要高功率脉冲源。

2.3.2 原理
微波弹主要功能就是产生定向辐射的高强度微波。

首先利用化学爆炸或核爆炸驱动的磁通量压缩器产生高功率的脉冲,这个脉冲再作为高功率脉冲源驱动高功率微波负载,这样就获得单次或连续的高功率微波,经过调制后通过天线发射。

微波弹的强度和作用时间可以系统控制。

3 高功率微波武器的破坏杀伤效应
高功率微波武器作为脉冲峰值功率大于100MW的定向能武器,因其具有强大的脉冲峰值功率,所以具备其他电磁武器所无法比拟的优点,其主要攻击目标包括所有的军事电子装备和系统、武器控制与制导系统,以及武器或平台结构本身,在未来的高技术战争中具有极其广泛的应用前景。

3.1 对抗现代高技术兵器
(1)干扰和破坏敌方电子设备的正常工作。

利用超级干扰机可干扰破坏敌方军用电子设备的正常工作。

利用弱微波能量,通过天线等前门耦合,可冲击和触发电子系统产生假干扰信号,干扰雷达、通信、导航设备的正常工作,或使其过载而失效。

(2)彻底摧毁微电子器件。

强微波能量可以彻底毁伤电子设备的微电子器件和集成电路。

通过天线前门耦合到发射和接收系统内,以破坏其前端电子设备,或利用强微波辐射能量照射金属目标,在目标金属表面产生感应电流;也可破坏各作战平台的敏感传感器和电路系统。

(3)直接烧毁目标。

超强功率微波能量可以直接烧毁目标。

当微波能量很强时,通过热效应对目标加热而直接烧毁目标。

如果微波辐射能量很强,能束高度集中,则可直接引爆导弹、炸弹、炮弹弹头或燃料库,破坏整个武器系统。

3.2 对抗隐身飞机
隐身飞机之所以能够隐身,就是利用合理外形设计和采用吸波材料来降低其雷达散射面积,使雷达的探测距离大大降低。

但这些正好为高功率微波武器的攻击创造了良机。

主要可以从两方面来说明,一是从外形隐身来看,目前外形隐身只能在1～20GHz 频率范围内实现,这是受到航空动力学的限制,而高功率微波武器辐射的脉冲宽度极窄(纳米量级),可用于发现隐身目标,这是因为高功率微波频谱含量丰富,所包含的短波或米波低频频谱分量,能够发现隐身目标;二是从吸收材料看,涂覆材料多数为窄带,且在1～20GHz范围内,而高功率微波的频带超宽,因此吸波材料的吸收能力被显著降低。

3.3 杀伤作战人员
高功率微波对人员的杀伤分为弱微波效应和强微波效应两类,对应于非热效应和热效应。

弱微波能量引起非热效应,此时作战人员会出现神经混乱,记忆力衰退,行为错误,甚至致盲、致聋或心脏功能衰竭,失去知觉等。

较强的微波能量引起热效应,即造成人员皮肤烧伤,甚至致人死亡。

参考文献
[1]石海.新概念武器概述[J].外军电子战,2010(1):47-48.
[2]侯印鸣.综合电子战[M].北京:国防工业出版社,2000.
基于IP技术,数字电视分前端系统的设计过程大致如下:由省前端平台下传来的IP信号经由光传送设备的SEP端口集聚到核心交换机上,同时将当地节目信号等相关数据插入到前端[4]。

前端系统核心处理设备DCM支持ASI(异步串行接口)板卡插入,ASI板卡支持当地节目信号的输入,便于当地信号插入到前端系统当中。

另外两板卡互为备份,负责接收来自交换机的IP信号。

前端核心处理系统DCM通过对接收的IP节目信号和当地节目信号进行加扰、再复用等处理,然后按照相关协议对节目信号进行打包组播后将其返回交换机中。

交换机将接收到的节目流信号经由专门端口发送至调制设备,调制设备对封装的节目源信号在IP、UDP(用户数据报协议)层对其进行解封,然后将每个节目流规划到射频载波上,最后通过RF接口输出。

从上述数字电视分前端IP传输系统设计来看,整个系统及设备具备较高的安全性与可靠性,不仅实现了节目信号的热备份,而且保障了节目信号的高效准确传输[5]。

3 关于数字电视分前端IP传输系统的探讨
随着数字电视分前端IP传输系统设计的不断完善,前端系统数据冗余备份等功能的不断强化,未来数字电视分前端在实际处理节目信号时,节目信号传输会更加安全快速,信号处理会更加准确高效,而数字电视分前端IP传输系统给人们提供的服务水平也将会变得更高、更优质。

总之,数字电视分前端IP传输系统具有良好的发展前景。

4 结语
由以上分析可知,IP传输技术在现代数字电视分前端传输系统中的广泛应用,既是网络信息时代给数字电视带来的重大变革,也是在信息化时代背景下,数字电视分前端发展的必然结果。

而数字电视分前端IP传输系统的不断进步与发展,无疑会推动数字电视前端技术的快速变革,对整个数字电视系统的发展具有重要意义。

参考文献
[1]周冲.数字电视IP前端系统的构建[J].有线电视技术,2013(3):
18-22.
[2]黄丽红,殷军.基于ASI+IP体系结构的有线数字电视综合服务
平台[J].有线电视技术,2012(10):38-42.
[3]石军,束有斌.仪征市数字电视1550系统IP QAM的应用[J].视
听界:广播电视技术,2012(5):86-88.
[4]唐超.基于IP的综合数字电视前端系统的设计与实现[D].大
连：大连理工大学,2013.
[5]忻力.有线交互数字电视系统设计与系统负载均衡研究[D].上
海:上海交通大学,2008.
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