数字有线电视广播系统平台的结构

数字有线电视广播系统平台的结构

DVB—C(Digital Video Broadcast—Cable)即数字有线视频广播，它是由前端系统、网络系统、用户终端三大部分组成。其中，前端系统是整个数字有线电视系统的核心，网络是系统的基础平台，用户终端是实现最终的结果。

1. 前端系统

前端系统是有线电视网络的信息源、交换中心，其地位和作用是不言而喻的，而今天的数字电视前端包含的内容却更加广泛。数字电视的前端系统一般由数字卫星接收机、视频服务器、编解码器、复用器、QAM调制器、各种管理服务器以及控制网络部分等设备组成。数字电视前端系统一般可分为四个主要部分，即信号输入部分、信号处理部分、信号输出部分和系统管理部分，每一个部分都有其特定的功能，最终组成完整的数字电视前端。

(1) 信号输入部分

数字有线电视前端的输入部分，接收来自不同网络的许多节目，如卫星、开路接收等各种接入方式，也有的是本地的模拟电视节目经编码压缩以及视频服务器形成的。所以信号输入端接收设备的种类要比输出端调制设备的种类多。而且，它们接收传输信号的格式和控制方式不相同，应将它们转换为统一的格式送入信号处理部分。

数字卫星接收应选用带ASI标准基带数字信号传输接口的综合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，以及与其它公司的设备之间的相互连接性。

视频服务器主要有存储系统和建立在这之上的各种控制器管理系统组成，其目的是实现压缩媒体数据的存储以及按请求进行媒体信息的检索和传输。视频服务器与传统的数据服务器在很多方面有显著不同，需要解决许多问题，来支持各种功能的实现。

(2) 信号处理部分

信号处理部分包括：解扰、复用、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。服务信息随时更新，以保证正确地引导机顶盒的正常工作，并且所有的应用数据均能正确地插入。在模拟前端中，若要增加一套节目，只需简单地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的并不重要，机顶盒会自动地用每个传输流的SI服务信息找到它。另外，信号处理部分的管理，

必须采用集成的管理系统，在所有的前端处理部分，均以ASI作为标准接口，这样以后就能容易增加任何厂商所提供的设备，具有良好的兼容性。

传输流解扰器可以是基于嵌入的内置解扰，也可以是开放标准的，像DVB的公共界面（CI）或美国的Open Cable标准。在这两种标准中，那些与某种CA系统有关的特定因素都与机顶盒的合用部分无关，而是放在可插／取的PCMPIA卡上。这种TS解扰技术的最大优点是，能很容易改变CA系统，并无须变换所有的解扰设备。

在数字前端，备份是必要的。一般在数字电视系统中的备份可按所接收节目的重要性来考虑。重要的部分可以采用1∶1自动切换的热备份。其它部分可用n∶1自动切换备份，满足系统的可靠性。这样既满足了系统备份的要求，又节约系统的投资成本。

复用是数字前端中的一个重要组成部分。它将所有接收到的信号以多个ASI传输流的方式加到复用器的输入，再将所需要的节目从传输流中提取，然后再将提取的所有节目建立一个新的TS传输流，再加上附加信息以便引导机顶盒的正常接收和解码。复用处理可以重新组织与更新它所取得节目的服务信息（SI）。复用的另一重要特点是，能让输出传输流自动跟随输入信号的诸多变化，及时地将这些变化反映到输出的传输流中去。

服务信息SI表与节目特定信息PSI表对机顶盒正常工作是很关键的，那些仅与它们所在的传输流有关的表称为“现行表”，复用器重建传输流时对“现行表”进行实时处理，而那些在同一网络中有关其它传输流信息的表，则必须由其它设备处理，同时这些设备应能与系统中所有的复用器进行通信。只有这样，所有的表才能在所有的传输流中保持一致。另外，EPG 发生器也很重要，用该发生器可以建立与排序那些EPG（电子节目表）所需数据的表。它对机顶盒的使用是必不可少的。

(3) 信号输出部分

信号输出部分得到已经处理的信息后，把它变成传输网络所需的信号格式，典型的

64QAM调制器用于有线电视网。在调制器的使用中，对输出电平和频率的设置调试非常重要。

在整个有线电视前端系统的信号输出部分，模拟信号和数字信号是混合输出的。数字有线电视的64QAM调制，具有类似双边带的特征，它们的峰值功率和平均功率是不同的，根据计算和实践经验，通常数字调制器的输出电平比模拟调制器的输出电平低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超过±0.5dB mV。

由于模拟信号和数字信号的调制方式不同，因此它们的输出频率的设置也有所不同。模拟电视调制器的频率是按图像载波频率设置的，而数字电视调制器的频率要按照该频道的中心频率来设置。

(4) 系统管理部分

系统管理部分的各种管理服务器主要完成一些用户信息管理和计费工作，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有关的功能，应采用公共界面和DVB 同密标准。

2. 网络部分

有线电视HFC（光纤同轴电缆混合网）网络的拓朴结构一般有星型结构、树型结构和星树型混合结构、以及两级光链路级联的双星型结构。

早期的HFC网一般均采用星型、树型结构或星树型混合结构。它只有一个前端，把所有信号都由前端通过光纤和同轴电缆向下辐射，即集中式HFC网络。

目前，国际、国内普遍采用的是两级光链路级联的双星型结构。它是由总前端和分前端通过一级光链路采用1550nm光发射机以双星型光纤结构环型路由的方式组成的物理环型自愈网，二级光链路利用1310nm光发射机以星型光纤结构将信号送到各光节点，然后进入电缆分配系统，形成完整的HFC网络，即分布式HFC网络。

实践证明，只要有线电视网络符合系统指标，不管是哪一类网络的拓朴结构，单向还是双向网，都能传输DVB-C数字有线电视信号，它们的区别只不过是哪一种拓补结构的可靠性、性能指标和拓展性更好，当然是分布式HFC网络更好。因为分布式HFC网络有完整的冗余保护体系，所以它有较高的可靠性和良好的网络性能指标，更重要的是它有良好的拓展性，其总前端和分布式的各个分前端，可以分布式安装交互式数字电视的视频服务器，它能有效地克服因交互式数字电视所产生的视频服务器和网络的瓶颈，为开展交互式数字电视提供了良好的网络平台。

3. 用户终端

数字机顶盒（STB）不仅是用户终端，也是网络终端，它利用有线电视网络作为传输平台，电视机作为用户终端，它能使模拟电视机从被动接收模拟电视转向交互式数字电视，使用户享受数字电视、数据广播等全方位的信息服务。

数字机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目，同时具有所有广播和交互式多媒体应用功能，包括：①电子节目指南（EPG）：它为用户提供一种容易使用、界面友好、可以快