广电网络前端培训教程----有线数字电视技术

有线数字电视前端系统技术交流
前端运维部
概括
一、有线数字电视介绍 一、有线数字电视前端系统基本构成 三、黑龙江省广电网络公司有线数字电
视前端、分前端系统架构 四、有线数字电视前端系统维护相关
一、有线数字电视
什么叫数字电视？
数字电视是一个系统。它指一个从节目 摄制、制作、编辑、存储、发送、传输， 到信号接收、处理、显示等全过程完全 数字化的电视系统。
本节回顾
有线数字电视系统基本架构 ————CA系统
有条件接收系统（CAS）
CA系统作用 是实现有线数字可管可控运营的重要技
术手段。 条件接收系统是数字电视收费的技术保
障系统。 条件接收系统是各项增值业务的保障
系统 。
条件接收系统涉及的范围
CA系统 贯穿在Head/SMS/STB构成的整个系统之中。
数据广播系统架构
三、我公司有线数字电视前端、分前端系 统架构
ห้องสมุดไป่ตู้ 数字电视的优点
数字传输，信号质量高 彩色逼真 可实现不同分辨率等级接收（HDTV， SDTV） 可移动接收。 增加节目频道（增加了相同频带内的节目传输数量） 准交互和交互及其它增值业务
数字电视实现的意义
数字电视系统建成后将成为一个数字信号传 输平台：它使整个广播电视节目制作和传输 质量显著改善，使信道资源利用率大大提高， 提供其他增值业务：数据广播，视频点播， 电子商务，软件下载，电视购物，…
正交振幅调制（QAM）：调制效率高，要求 传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。
键控移相调制（QPSK）：调制效率高，要求 传送途径的信噪比低，适合卫星广播。
残留边带调制（VSB）：抗多径传播效应好 （即消除重影效果好），适合地面广播。
编码正交频分调制（COFDM）：抗多径传播 效应和同频干扰好，适合地面广播和同频网广 播。
信源处理
有线数字电视前端的信号输入部分的功 能是：接收来自不同网络的许多数字电视节目， 如卫星、上级骨干SDH网络等各种接入方式； 本地自办节目经MPEG-2编码压缩形成的。所 以，信号输入部分的设备种类比较多。但是它 们接收传输信号的格式和控制方式不相同，应 该将它们转换为统一的格式后再送入信号处理 部分。
前端 CA核心系统：ECMG/EMMG/BOSS接口 用户管理系统 加扰器
接收端 CA模块 智能卡
CA系统与BOSS系统的关系 BOSS是数字电视运营管理指令的生成者，CA是数字 电视运营管理指令的执行者。
EMM（授权管理信息）
EMM用来发送或者取消智能卡上的授权
EMM用来发送管理信息 （如密钥的管理， IRD数据发送等等）
信号处理部分
信号处理部分涉及的设备如下：
* 传输流复用器 这种设备实现对多个TS流进行再复用，并
对输入TS流进行详细的比特率（或码率）测量， 误码检测、PSI/SI动态生成以及对每个输入TS流 进行PID过滤/再映射。
* 加扰器 这种设备在CA系统控制下对复用的TS流
进行加扰。
信号传输及转换
信号传输及转换的主要目的是：将复用 器生成的TS流转换通过适配转换成为成 为可在SDH传输的DS3信号，并通过 SDH传输系统传输至各站点。各站的接 收下传的DS3信号后通过信号适配、调 制，转换成为可在本地HFC网络中传输 的RF信号后最终传送至用户端。
的PSI； 2）在PSI中找出PID = 0的PAT； 3）在PAT中找出TS流中所有PMT的PID； 4）由PMT的PID找出相应的PMT，从PMT中再找出
相应的码流； 5）在PSI中，找出PID = 1的CAT；
机顶盒解密与解扰
6）从CAT中可读出所有EMM所在数据包的PID和ECM的PID； 7）由EMM和ECM的PID，从TS流中过滤出ECM和EMM，通过 智能卡接口将其送给智能卡； 8）智能卡先读取已经存入的个人密钥PDK，用PDK对EMM解 密，得到业务密钥SK。再用SK对ECM解密，得到控制字CW和 控制参数； 9）通过智能卡接口将CW和控制参数送给解扰器，对加扰码流解 扰； 10）已解扰的码流送入解码器进行解码，得到视、音频信号。
EPG系统
EPG服务器的主要功能是提供节目信息。其核心部分 是 DVB标准前端结构中的SIG、EIS等功能模块，以 及附属的节目信息编辑、导入系统。EPG服务器在不 同的前端中的需求各不相同。
EPG的定义实质上是一种服务，基于这一服务在数字 电视终端上可以实现各种扩展功能。 EPG不仅是一个 简单的播出控制系统，而且也是整个有线数字电视系 统的重要部分，他还为用户的正常使用做出很大用途， 他为终端机顶盒能够正常工作起到重要的的指引作用
有线数字电视系统基本架构 ————EPG系统
电子节目指南（EPG）系统
在数字电视中： 相同频带内，传输节目的数量大幅度上升 产生了大量的新业务 观众需要在大量的节目中方便迅速地选择节 目。
电子节目指南正是实现这一目的的工具。
EPG系统
电子节目指南是数字电视的标志之一； 电子节目指南与视、音频节目一样，是数字电视
的基本业务； 电子节目指南可提供丰富的节目预告信息、方便
灵活的检索引擎； 电子节目指南是观众进入数字电视的“门户”。
EPG系统
EPG是数字电视所特有的一项服务。EPG的 功能包括：基本功能有广播电视节目指南（如 节目播出表、当前节目播放、节目介绍、节目 附加信息、节目分类、节目预定、家长分级控 制等），PPV节目指南，NVOD准视频点播节目 指南；扩展功能有数据广播服务指南，节目预 览，分类广告信息服务指南，电子商务信息指 南等。
DIT（间断信息表）：仅用于码流片段，如记 录的一段码流中，并将它插入到码流片段业务 信息间断的地方。
EPG系统特别注释
与PSI中PAT、PMT、CAT不同的是，SI 的9个表在实际使用中并不都是强制性传 送的。在实际(现行)传送系统中，NIT、 SDT、EIT及TDT的传送是强制性的； BAT、RST、TOT在任何情况下都是可选 传送的；ST、SIT和DIT则是需要时才存 在。
EPG系统
在MPEG-2中专门定义了PSI与SI 。 PSI 表作用是自动设置和引导解码器进行解 码。SI描述传输系统内容、广播数据流 的编排、时间表等数据；
PSI由PAT、CAT、PMT和NIT组成。 SI表由SDT、BAT、EIT、TDT、TOT等组
成。
PSI
PAT节目关联表：针对复用的每一路业务，PAT提供了 相应的节目映射表（PMT）的位置（传输流（TS）包 的包标识符（PID的值），同时还提供网络信息表 （NIT）的位置。
PSI表
表名
节目关联表 （PAT）
节目映射表 （PMT）
网络信息表 （NIT）
条件接收表 （CAT）
PID值 0X00 由PAT指定 由PAT指定 0x01
描述
关联NIT和PMT的PID
说明一个或多个节目组 成部分的PID值
物理网络参数
建立EMM流与每个独立 的PID值的联系
SI
SDT（业务描述表）：提供系统中业务的数据，例如 业务名称、业务提供者、起始时间、持续时间、以及 是否有相应的业务描述表等方面的信息；业务描述表 可以描述当前的TS流，也可以描述其它的TS流，可以 用表标识符来区分。
数字电视系统相关技术语言
TS：传输流。传输流可含一个或多个节目，每 个节目多个组成部分(视频、音频、数据)。
PID：包标识符 复用：各种不同的数字信号源合成为一个
MPEG-2传输数字传输流的过程。 适配：将ASI信号转换成DS3信号的过程 调制：将TS码流进行QAM调制及变频处理的
过程。
数字电视传输的三种主要信道
光纤传输 （C） 优点：信号不易受干扰,频率资源丰富 缺点：组网价格昂贵
卫星传输 （S） 优点：S覆盖面积大 缺点：容易受攻击，卫星寿命不稳定
地面传输 （T dtmb mmds） 优点：不易受到大范围攻击 缺点：不适宜长距离点到点的传输，信号易受干扰
数字电视的调制方式：
PMT节目映射表：PMT表给出了组成节目业务的各个 码流的PID。
N I T网络信息表：它提供有关物理网络的信息。传送 系统有两个标识：网络标识符和原始网络标识符。传 送系统参数：有线传送系统参数包括：频率、调制方 式、符号率等;
CAT：提供一个或多个CA系统接入的信息，指定CA系 统与它们相应的授权管理信息EMM信息之间的联系。
有线数字电视系统基本架构 ————数据广播
数据广播系统
通过数据广播系统服务器的播发可以实现在数字电视 频点中播发数据业务目前主流数据广播系统有以下种 模式
对象轮播 （OC） 基于对象，数据按被OC标准分为主条目、二级条目、 三级条目……等内容。 优点：系统开放 缺点：接收速度慢
数据轮播 （DC） 基于数据，数据按自定标准标准分为主条目、二级条 目、三级条目……等内容。 优点：接收速度快 缺点：系统封闭
信号处理部分
信号处理部分包括：传输流TS的监视、加扰、复
用与业务信息（SI）处理等，它是数字电视前端的核
心。在这部分主要完成的功能是对所有节目进行截取、
复用、加扰等处理。业务信息应随时更新，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。
在模拟电视前端，若要增加一套节目，只需简单地将 一台接收机与一台调制器相连接就可以了；而在数字 电视前端，增加一套节目是以虚拟方式进行的，该节 目是被加在某台复用器中，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信息找到该节目。
二、有线数字电视前端系统基本构成
系统平台基本构成
节目源
卫星节目 本地节目 高清节目 专业频道 NOVD节目 交互信息
信源处理
信号传输及转换
信号处理
编码器 数字卫星接收机 高清卫星接收机 大卡卫星接收机
NVOD系统
复用 加扰
有线电视网络
光纤网络 网络适配器
QAM
HFC网络
功能子系统
监控系统 EPG系统 CA系统 BOSS系统 数据广播系统 呼叫中心
指不同CA厂家的CA系统同时对同一套数字电视信号进行加密的 过程。不同的CA厂家的CA系统在前端建立一个与加扰器统一的 接口，将不同厂家CA的ECM、EMM发生器集成在同一个前端。
CA基本原理
机顶盒解码和解扰
结合EPG与CA系统研究机顶盒解密与解扰的实现过程 1）机顶盒中插入智能卡，解码器在TS流中寻找未加扰
信号处理部分
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（异步串行接口）作为标 准接口，这样在以后就能容易地增加 任何厂家所提供的设备，并具有良好 的兼容性。
信号处理部分
复用是有线数字电视前端的一个重要 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端， 你所需要的节目与不需要的节目可能是 在一个传输流里面。复用器首先将所需 要的节目从传输流中提取，然后再将提 取的所有节目，再加上附加信息，建立 一个新的TS传输流。附加的信息可以引 导机顶盒的正常接收和解码。
SI
TOT（时间偏移表）：给出了与当前时间、日 期和本地时间和日期偏移相关的信息，由于这 些信息更新频繁，需要单独使用一个表。
ST（填充表）：它的作用是表明现有的内容是 无效，只是作为填充字节，不传输有用信息。
SIT（选择信息表）：仅用于码流片段中，例 如记录一段码流（包含了描述该码流片段业务 信息间断的地方。
EIT（节目信息表）：包含了与事件或节目相关的数据， 如节目的名称、开始时间、时间长度、运行状态等。 EIT是生成EPG的主要表。
TDT（时间和日期表）：给出了与当前的时间和日期 相关的信息，由于这些信息更新频繁，需要单独使用 一个表。
RST（运行状态表）：给出某一或多个事件的运行或 非运行状态和时间，即某一事件运行或不运行的信息， 如正在运行、即将运行、暂停、不运行等。并更新这 些信息，允许按时自动切换到指定的事件事件。
ECM(授权控制信息)
ECM中包括加密处理后的CW、节目来源、时间、内容 分类和节目价格等节目信息
ECM的作用 是为了把控制字发送到STB中。
ECM的加密 ECM的发送有严格的时间要求并且ECM要和加扰服务
同时被传输，只有智能卡有该加扰服务的授权时， ECM中的已经加密的控制字才能被解密。
同密