有线数字电视前端原理及新技术

服务器
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ASI
视频服务器 CAS和SMS系统 网管系统
什么是BMR? 什么是BMR?
BMR: Broadband Multimedia service Router Router Broadband Multimedia 宽带多媒体业务路由平台 新一代、集成式、面向未来的数字前端平台 智能化、多功能、多业务平台，涵盖：
TS包结构
指针域 自适应域
净载荷
4 bytes
184 bytes
188bytes
包头 包头
有效载荷 有效载荷
传输流 载荷单元 同步 传输流 起始 出错 字节 优先级 指示 指示 8 bits 1 bit 1 bit 1 bit
PID 13 bits
传输流 自适应域 连续性 计数器 加扰控制 控制 4 bits 2 bits 2 bits
QAM调制 QPSK上星 SDH传输 GigE传输
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管理系统
管理硬件和性能
– 管理是必须的
太多的设备需要手动处理 太多的设置需要在本地完成
– 管理系统必须是开放的
支持SNMP以控制第三方设备 开放数据库的互连性
传输
网络
码流转换器 码流转换器 传输流切换矩阵 码流转换器 码流转换器 码流转换器 码流转换器 码流转换器
数字广播
HFC
QAM QAM QAM QAM IP传输网关 IP打包器
编码器
SDH
服务器
GigE
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复用器
视频服务器
BigBand Networks, Confidential CAS和SMS系统 Inc. Proprietary and 网管系统
节目采集与储存
– 必须增加UDP/IP封装器(打包器)
视频点播VOD
– 僵硬的系统构架无法实现VOD流的灵活调度
……
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新型数字前端组成 新型数字前端组成
网管系统
核心平台处理部分 信源输入部分 本地或远程传输
业务组关联
PID=0×0011 SDT 其它 传输流 PID=0×0012 EIT 实际传输流 流程 PID=0×0012 EIT 其它传输流 当前/随后
PID=0×p PMT
业务描述
PID=0×0002 TSDT
事件信息
PID=0×0013 RST
运行状态
PID=0×0014 TOT
时间偏移
PID=0×0010 到 0×0010 ST
传统数字前端系统 ---- 面对新型业务的局限 (1)
分割式频道配置
– 频谱资源按频道分割，效率低 – 频道节目安排僵硬，改变困难
码流优化重组和码率修整
– 增加另外的码率变换处理设备，按频道配置
系统备份
– – – 必须增加DVB-ASI切换矩阵 只能针对频道链路进行，无法实现端口备份 昂贵的设备成本和复杂的矩阵跳线
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DVB同密加扰
节目加扰与条件接收(CAS)紧密相关 – 加扰器应该兼容开放的标准 同密(SimulCrypt)，支持多个CA系统加扰相同 的传输流 – 其它与CA相关的处理 EMM和ECM的插入 与CA相关的PSI和SI更新
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DVB-SI的一般组织结构
DVB(强制) MPEG-2
PID=0×0000 PAT PID=0×0010 NIT 实际 传输流
DVB(选项)
PID=0×0010 NIT 其它 传输流 PID=0×0011 BAT
网络信息
PID=0×0001 CAT PID=0×0011 SDT 实际 传输流 PID=0×0012 EIT 实际传输流 当前/随后 PID=0×0014 TDT 时间和日期
– 传统数字前端的基本功能
(再)复用、加扰、QAM调制 (再)复用、加扰、QAM调制
– 广播式业务
码流重组优化、码率修整、节目采集、节目应急插播、 数字广告插播、HDTV、GigE干线传输 数字广告插播、HDTV、GigE干线传输
– 先进数字业务
网络PVR、VOD、源自文库换式广播、ITV 网络PVR、VOD、交换式广播、ITV
QAM调制 QPSK上星 SDH传输 GigE传输
VOD IP
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EPG CAS
SMS
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信号采集
接收信号并将其转换为统一的格式 – 基带数字信号传输 ⇒ ASI /IP – 对设备的特殊要求 灵活的、可升级的 卫星节目 紧凑的结构和低功耗 独立操作 SDH主干网节目 – 监视信号质量 避免信号问题蔓延 自办节目 充分查明并解决问题 – 备份 其它数据业务 备份方案取决于所接收信号的重要性 可选择1 : 1的不间断方案，或者n : m的自动备 份切换方案
IP传输
– 增加IP传输网关，设备昂贵布线复杂
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传统数字前端系统 ---- 面对新型业务的局限 (2)
HDTV
– 传统复用器无法同时支持SDTV和HDTV
数字广告插播
– 必须增加数字广告插播网关 – 很难实现广告插播的分区处理
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信号切换与备份
数字前端采用切换矩阵的主要目的是实现 信号和设备备份切换
输 入 传 输 流 切 换
– 备份方案的重要性在不断被认识 所有设备工作在传输流方式，这就意味着一旦 出现故障，便丢失多套节目 数字网络提供更多的收费业务，如付费电视 故障或业务中断导致的是运营收入的损失 – 防止单点失效
填充
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DVB-SI表构架
由PID和Table_ID定义 所有表均作为负荷编码到TS包 一个表格可被扩展到几个包 最长1024 bytes (EIT除外, 最长4096 bytes) 定时发送 (如500 ms)
切换设备必须是完全冗余的
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复用和再复用
提取和增加节目并形成一个新的传输流 – 标准接口
传 输 流 复 用 和 再 复 用
ASI/IP接口用于各种设备和网络之间的相互连接 Web用户接口和SNMP用于监视和控制
有线数字电视前端原理和新技术
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DVB介绍
DVB是一个组织
– 1991年底宣告成立
DVB是一个标准
– – 兼容MPEG-2 扩展MPEG-2
调制 加扰 信息系统 …...
DVB的方式
– – –
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DVB-SI: 业务信息表
MPEG-2定义的节目特定信息(PSI)表
– – – – PAT : 节目关联表 CAT : 条件接入表 PMT : 节目映射表 NIT : 网络信息表
DVB定义的附加信息表
– – – – – – – – – BAT : 业务组关联表 SDT : 业务描述表 EIT : 事件信息表 RST : 运行状态表 TDT : 时间日期表 TOT : 事件偏移表 ST : 填充表 SIT : 选择信息表 DIT : 间断信息表 BigBand Networks, Inc. Proprietary and Confidential
(再)复用：支持SDTV和HDTV (再)复用：支持SDTV和HDTV SI/PSI：处理 SI/PSI：处理 加扰：DVB-Simcrypt 加扰：DVB-Simcrypt QAM调制 QAM调制 MPEG/IP路由切换 MPEG/IP路由切换 码流重组优化 节目采集与储存 高清电视 数字广告插播 IP传输网关 IP传输网关 视频点播VOD 视频点播VOD 交换式广播 节目预览
DVB DVB
卫星节目 SDH主干网节目 自办节目 其它数据业务
传 输 流 路 由 交 换
码 流 重 组 优 化
传 输 流 再 复 用 处 理
新 型 数 字 业 务 功 能
QAM调制 QPSK上星 SDH传输 GigE传输
同 密 加 扰
VOD IP
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EPG CAS
SMS
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DVB-SI
用于标志多路(Multiplex)、业务(Service)、分 量(Component)之间关系和内容的一种表格构 架
这种构架确保用户端机顶盒的自动配置、调谐
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– 简化再复用处理
PSI/SI的生成应该是自动完成的 最小化“误操作”
– 监视输入的传输流
纪录并纠正传输流中的错误，以防止将这种错误带入用户 的机顶盒
– 动态PSI/SI再生
输入传输流中的任何变化都将在输出传输流中反映出来
– 插入离线生成的PSI/SI
用于电子节目指南(EPG)的EIT 特定小网的描述字
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BMR平台的功能及应用
具有传统数字前端功能
– – – – – – – – – – – – –
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BigBand全新一代数字前端解决方案 BigBand全新一代数字前端解决方案
信源
数字前端平台核心处理部分
传输
网络 HFC
数字广播
编码器
BMR
Hub 复用器
BigBand 系统 网管系统 CAS和SMSNetworks, Inc. Proprietary and Confidential
SDH
GigE
D V B 同 密 加 扰
CAS SMS
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CA系统原理框架
有线运营者
智能卡 资料
用户 管理层
EMM’s EMM’s 智能卡 “权限”
控制层
控制字 ECM’s ECM’s
使能 控制字
加扰层
加扰 复用 解复用 解扰
– 性能管理
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传统数字前端解决方案
信源 码流转换器
数字前端平台核心处理部分
复用器 复用器 复用器 复用器 复用器 复用器 复用器 复用器 广告插播网关 Hub 加扰器/卡 加扰器/卡 加扰器/卡 传输流切换矩阵 加扰器/卡 加扰器/卡 加扰器/卡 加扰器/卡 加扰器/卡 QAM QAM QAM QAM
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数字前端组成
网管系统
核心平台处理部分 信源采集部分 本地或远程传输
卫星节目 SDH主干网节目 自办节目 其它数据业务 输 入 传 输 流 信 号 切 换 传 输 流 再 复 用 处 理 DVB DVB 同 密 加 扰
DVB-S：卫星传输系统 DVB-C：有线传输系统 DVB-T：开路传输系统
传输流的形成
ES 视频1 音频1 视频编码器1 音频编码器1 视频打包器1 音频打包器1
PES
视频n 音频m 数据
视频编码器n 音频编码器m
视频打包器n 音频编码器m 数据打包器
传输流 复用器
TS
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传输
将信号转换成某种格式，兼容相关的传输网络 – 调制技术 64 & 256 QAM (DVB-C) 8VSB和C-OFDM (DVB-T) QPSK, 8PSK, 16QAM (DVB-S) – 网络适配器 PDH/SDH/SONET，DS-3/E3转换器 ATM适配器 IP适配器 – MPEG解码器 视频/音频 SDI