最新有线数字电视前端基础知识

有线数字电视前端基础知识

数字电视广播（DVB）分为有线数字电视广播（DVB-C）、卫星数字电视广播（DVB-S）和地面数字电视广播（DVB-T），其信源编码都是MPEG-2标准的数据传输流，信道调制分别采用QAM、QPSK和COFDM（或VSB）方式。基于MPEG-2标准的DVB-C以有线电视网作为传输介质，当采用64-QAM正交调幅调制时，一个8MHz 模拟PAL电视频道可供6-8套数字电视节目复用传输。地市级有线数字电视广播系统（以下简称DVB-C系统）主要由DVB前端、宽带传输网络、用户终端DVB接收系统三大部分组成。

1 DVB前端

DVB前端是DVB-C系统的信息交换中心，负责信号的接收、处理和控制，完成信号输入、信号处理、信号输出和条件接收、节目管理、用户管理、系统管理等功能。为提高DVB-C 系统的安全可靠性，DVB前端中重要的设备可采用“用1备1”自动切换的热备份，一般的设备可用“用N 备1”自动切换备份。

1.1 信号源

DVB前端的信号源有：本地播出的模拟和数字电视信号、模拟和数字卫星电视信号、演播室信号、Internet数据流、SDH网络的模拟和数字电视信号等。DVB/MPEG-2数字卫星电视接收机（解码器）负责对DVB-S节目进行QPSK解调，输出标准的数字电视节目传输流（TS）。而TS码流输入器则负责接收、选出上级广电SDH光纤传输网的多节目传输流（MPTS）中相应节目并与其它TS传输流复用成一路MPTS。

1.2 视频服务器

视频服务器负责将接收或采集到的不同信号源、不同格式(文本、数据流、视音频)的信息转换为符合DVB/MPEG-2标准的TS传输流数据，并采用大容量的硬盘阵列，用于存储和传输DVB/MPEG-2 TS传输流数据。视频服务器还负责对本地数字电视节目素材数据库进行有效的管理，并由自动播控系统控制，实现多路节目的自动（或人工手动）播出。

1.3 自动播控系统

自动播控系统负责将本地电视节目上载录入并存储在视频服务器的硬盘阵列中，并编制节目播出列表，在指定的时间按自动播控软件进行定时自动（或人工手动）控制、调用和播出视频服务器硬盘阵列中的数据或节目，自动播控系统主要由上载工作站、播控工作站及其相应控制和管理软件组成。

1.4 DVB/MPEG-2实时编码器

DVB/MPEG-2实时编码器负责对模拟视音频信号源进行数字化采集和MPEG-2压缩编码，输出符合DVB标准的MPEG-2 数字视音频基本流（ES），再进行视频实时数字预处理、时基校正、打包（分组）等处理，打包后的视音频ES 流称为视音频PES流，然后将视音

频PES流送往节目复用器。MPEG-2编码器由视音频接口、视音频压缩编码和复用三个模块组成。视音频接口模块是将模拟视音频输入信号转换为数字格式输入至编码模块，视频接口支持模拟复合信号、S-Video模拟信号、YUV模拟分量信号和SDI串行数字分量信号，并支持PAL、NTSC和SECAM 三大制式。音频接口支持一路模拟立体声或两路单声道模拟音频。音频编码由音频编码软件将音频接口输入的模拟音频信号按MPEG-2标准进行编码，得到音频ES基本流送往音频打包器打包成音频PES流，打包后的音频PES流也送往节目复用器。节目复用器将视频PES流、音频PES流和辅助数据PES流复用（节目级复用）成单节目传输流（SPTS），再将SPTS送至DVB/MPEG-2传输流复用器。

1.5 DVB/MPEG-2传输流复用器

DVB/MPEG-2的复用分为节目级复用和系统级复用两个层次，节目级复用指从PES流到SPTS 流的复用，系统级复用指从SPTS流到多节目传输流（MPTS）的复用，DVB/MPEG-2实时编码器中节目复用器的复用是节目级复用，DVB/MPEG-2传输流复用器的复用是系统级复用。

DVB/MPEG-2传输流复用器负责将来自视频服务器、DVB/MPEG-2实时编码器和DVB-S的多路DVB/MPEG-2 SPTS（单节目传输流）复用（系统级复用）为一路MPTS（多节目传输流），也就是将多个SPTS复用为一个MPTS，以节省和优化带宽资源，提高信道容量，实现在一个8MHz 模拟PAL电视频道上传输6-8套数字电视节目。DVB/MPEG-2传输流复用器的每路SPTS输入中包括视频PES、音频PES和辅助数据PES，其输出为MPTS，MPTS中包括多个节目源的不同信号，为了区分这些信号，在系统级复用时需要加入业务信息（SI），使接收端可以识别不同的节目。DVB/MPEG-2传输流复用器在接收多路SPTS并将其复用成一路MPTS的同时，需去除零或不需要的包，必要时重新变换包识别符（PID），并抽取和处理所收到的节目说明信息（PSI）和业务信息（SI），将其和DVB前端产生的本地这类数据传输流集成起来，由条件接收（CA）系统进行加扰处理，已加扰的数字电视信号输出到QAM调制器。

1.6 DVB前端EPG子系统

DVB前端EPG（电子节目指南）子系统由SI Server(SI服务器)负责完成DVB前端SI 数据的组织和生成，SI数据的组织要符合DVB-SI的语法定义和MPEG-2的语法定义，同时要涵盖所有的业务信息，并把生成的SI数据与节目的其它数据进行系统级复用，在TS 传输流中传输。在DVB前端，SI数据段可以三种方式送入复用器：（1）将SI数据段通过复用器的API（应用程序接口），由复用器插入节目码流。其优点是结构简单、系统稳定，缺点是需要复用器厂家提供硬件支持和接口资料，对不同厂家复用器需要编写不同的软件。（2）将SI数据段按MPEG-2标准打包，通过码流播出卡输出只包含SI信息的MPEG-2码流，再将之送入复用器的ASI（异步串行接口）与节目码流复用。其优点是不需要复用器厂家支持，有一定的通用性，缺点是系统复杂，稳定性、可靠性不如方式（1）。（3）加扰器厂家在复用器后端的加扰器提供接口，将SI数据段送入加扰器，由加扰器向节目码流中插入SI数据。其优缺点与方式（1）类似。

1.7 DVB前端CA服务器

条件接收（CA）系统（简称CAS）是数字电视广播实行收费所必须采用的系统，也是数