文丨莫華立

對有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)的設(shè)計的分析

文丨莫華立

近幾年來，有線數(shù)字電視在我國的建設(shè)獲得了極大的發(fā)展，作為有線數(shù)字電視中心環(huán)節(jié)的前端系統(tǒng)的設(shè)計工作也處于不斷地進步中。當(dāng)前時期，設(shè)計人員充分地做好前端系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)化工作，已經(jīng)成為有線數(shù)字電視進一步發(fā)展的必然要求，也是推動有線數(shù)字電視為人們提供更大的便利的必要保證。而本文則從其前端系統(tǒng)設(shè)計工作的角度出發(fā)，通過分析有線數(shù)字電視的前端系統(tǒng)組成，談?wù)摿嗽O(shè)計工作中應(yīng)該注意的幾個問題，以求推動前端系統(tǒng)的逐漸完善。

有線數(shù)字電視； 前端系統(tǒng)； 組成部分； 設(shè)計； 注意問題

有線數(shù)字電視是維持我國電視媒體當(dāng)前時期順利運行的有效技術(shù)保證，而其前端系統(tǒng)則位于有線數(shù)字電視技術(shù)的心臟部位，產(chǎn)生并交換有線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的所有信息。而就我國技術(shù)人員前端系統(tǒng)設(shè)計工作的現(xiàn)狀而言，由于其設(shè)計工作起步較晚，尚不能真正達到與國際先進研究水平比肩。國家廣電總局要想進一步推動有線數(shù)字電視的發(fā)展，就必須對前端系統(tǒng)進行全面的優(yōu)化設(shè)計。本文首先分析了前端系統(tǒng)的組成，然后又談?wù)摿斯ぷ魅藛T在進行具體的設(shè)計時應(yīng)注意的問題，希望能夠使有線數(shù)字電視的前端系統(tǒng)設(shè)計取得有效的進展。

1 有線數(shù)字電視的前端系統(tǒng)的系統(tǒng)組成分析

前端系統(tǒng)是整個有線電視網(wǎng)絡(luò)運行的必要保障，其系統(tǒng)的工作狀況將直接對有線數(shù)字電視工作造成影響，我國有線數(shù)字電視設(shè)計人員要想全面推動數(shù)字電視技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展，就必須對前端系統(tǒng)進行持續(xù)的完善設(shè)計。而就前端系統(tǒng)的組成來講，它主要可以分為信號的接收、處理、輸出以及系統(tǒng)的管理工作四個部分，本文下面就對這四個部分做一下詳細(xì)介紹。

首先，就前端系統(tǒng)的信號接收部分來講，這一部分主要負(fù)責(zé)接受數(shù)字電視的不同網(wǎng)絡(luò)所發(fā)出的各種信號，然后再將這些信號轉(zhuǎn)化為與MPEG-2的標(biāo)準(zhǔn)相符的TS信息流。而數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)所發(fā)出的信號繁多、復(fù)雜，信號接受工作就變得較為繁雜。信號接收部分主要以衛(wèi)星接收機、光收機以及編碼器等幾種信息轉(zhuǎn)化設(shè)備，工作人員要對系統(tǒng)的接收環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，就應(yīng)該選用類似綜合IRD接收機的衛(wèi)星接收機，這種接收機帶有AIS標(biāo)準(zhǔn)的基帶數(shù)字信號的傳輸設(shè)備。而且，還要為衛(wèi)星接收機選擇具備穩(wěn)定振頻及較低噪聲溫度的高頻頭以及與天線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求相符合的可靠的衛(wèi)星天線等。

其次，就前端系統(tǒng)的信號處理部分來講，這一部分則主要利用復(fù)用器設(shè)備將信號接收環(huán)節(jié)所轉(zhuǎn)換的TS流轉(zhuǎn)換為多個電視節(jié)目所需要的TS流，同時對這些再度轉(zhuǎn)化后的TS流進行CA加密處理，最終進行信號傳輸。而處理環(huán)節(jié)的具體功能可歸納為對于傳輸碼流即TS流的監(jiān)視、解擾及復(fù)用，還有對于業(yè)務(wù)信息即SI的處理等，處理環(huán)節(jié)是整個系統(tǒng)的核心。工作人員要采用集成管理系統(tǒng)來對此部分信號進行管理，而且每一個前端處理部位都具備一個異步串行即ASI的接口，以保證設(shè)備具有必須的兼容性。同時，工作人員在利用前端系統(tǒng)處理環(huán)節(jié)來增加節(jié)目時是虛擬進行的，他們是將節(jié)目設(shè)置到了某個隨意的復(fù)用器中，然后由機頂盒利用SI信息找尋到這個虛擬的節(jié)目。

再者，就前端系統(tǒng)的信號輸出部分來講，它主要是將處理部分再度處理好的加密的TS系統(tǒng)制作成為RF信號，然后再傳輸?shù)秸麄€的HFC網(wǎng)絡(luò)。這一環(huán)節(jié)需要使用64QAM的調(diào)制器以及38MB/S的寬帶，而且此調(diào)制器一般要低于模擬調(diào)制器10db的輸出電平。同時，模擬頻道的載頻則是以圖像載波頻率的形式呈現(xiàn)，而數(shù)字頻道的載頻一般處于8MHz頻道的中心位置。

此外，就前端系統(tǒng)的系統(tǒng)管理環(huán)節(jié)來講，它主要是對前端信號輸入以及輸出工作的狀態(tài)進行管理，同時監(jiān)視其輸入及輸出信號有無與質(zhì)量，其設(shè)備工作利用DVB-ASI進行基帶信號的傳輸連接，對所有基于SNMP的前端管理系統(tǒng)皆適用。從細(xì)節(jié)上來，這個系統(tǒng)管理環(huán)節(jié)的管理服務(wù)器需要負(fù)責(zé)對用戶信息進行收集，并做好計費工作及各種影視資料的安全保密管理，而管理的網(wǎng)絡(luò)控制部分則要完成對服務(wù)器收集的各種信息進行傳遞及對影視材料與數(shù)據(jù)的后臺交換等。

2 有線數(shù)字電視的前端系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意問題

2.1 前端系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)切實遵照設(shè)計原則

當(dāng)前時期，有線數(shù)字電視應(yīng)用逐漸趨于廣泛，工作人員在進行系統(tǒng)設(shè)計工作時，首先就應(yīng)該保留出足夠多的接口以及余量，以滿足新增用戶的信號使用需求。其次，工作人員在開展設(shè)計工作時，必須做好對于臺址的研究考察，充分把握住干擾其信號的周圍因素，并積極地做好抗干擾措施。再者，工作人員還應(yīng)該在為傳輸頻道較多的城市電視進行系統(tǒng)設(shè)計時，盡量選擇主要以中頻進行信號處理的鄰頻的前端設(shè)備。此外，工作人員設(shè)計前端系統(tǒng)時，還要注意系統(tǒng)的防雷裝置的防護，確保系統(tǒng)的各種防雷裝置全部齊備，以避免雷電電擊對前端系統(tǒng)以及設(shè)備造成損害。

2.2 嚴(yán)格做好對信號調(diào)制器的選型工作

有線數(shù)字電視的前端系統(tǒng)對于傳送節(jié)目套數(shù)的確定，與系統(tǒng)運行條件及設(shè)備具有極大的關(guān)系，如8MHz的寬帶所能傳送的數(shù)字電視節(jié)目的套數(shù)為四到八套。所以，工作人員在進行系統(tǒng)設(shè)計工作時，必須嚴(yán)格地做好對于設(shè)備的選型。而以信號傳輸環(huán)節(jié)中與信道編碼相關(guān)的QAM調(diào)制器選型來講，這種調(diào)制器主要利用數(shù)字信號對網(wǎng)絡(luò)載波的幅度以及相位進行調(diào)制，以保證載波幅度及相位能夠始終處于數(shù)字信號的控制下。當(dāng)前時期，QAM調(diào)制器主要有16、32及64三種型號，工作人員在目前設(shè)計前端系統(tǒng)時，還普遍使用16QAM的調(diào)制器，這個型號的調(diào)制器在具備8MHz的模擬電視頻道中具備38.1Mbps的輸入碼率。

2.3 調(diào)整信號傳送方式及有效傳輸碼率

有線數(shù)字電視的前端系統(tǒng)運行狀況受到信號傳送方式以及有效傳輸碼率的影響，工作人員在進行設(shè)計工作時必須對這兩個方面的因素切實地做好調(diào)整。以衛(wèi)星信道的傳輸工作來講，目前我國能上星的節(jié)目（DVB-S節(jié)目）一般都采取SCPC的信號傳送方式來進行傳送，這種傳送方式對電視節(jié)目的接收狀況是一臺衛(wèi)星接收機只接收一套節(jié)目，它具備4.42Mbps的符號率，并且采用了RS編碼、QPSK調(diào)制方式以及四分之三卷積碼，每一套節(jié)目具備4.42乘以2乘以3乘以3/4乘以188/204即6.11Mbps的有效傳輸碼率，一臺復(fù)用器可以承擔(dān)六套節(jié)目的傳送任務(wù)，即能夠承擔(dān)6.11乘以6的36.66Mbps的傳輸碼率，其尚未達到最大的傳輸碼率（38.1Mbps），復(fù)用器會利用填空包自動地將這些余量空間補足，而假若傳輸七套節(jié)目，那么需系統(tǒng)將不會對第七套節(jié)目進行傳輸。我國全部省市區(qū)當(dāng)前主要有30多套有線數(shù)字節(jié)目，對于8MHz模擬電視頻道的需求數(shù)量為六個。而以MCPC的傳送方式來講，其每一臺衛(wèi)星接收機都能夠承擔(dān)多套電視節(jié)目的接收任務(wù)，這樣就可以滿足較多的電視節(jié)目套數(shù)傳送任務(wù)。因此，工作人員在對前端系統(tǒng)進行設(shè)計時，要根據(jù)有線數(shù)字電視節(jié)目的套數(shù)來選擇傳送方式，并對特定傳送方式的有效傳輸碼率進行精確計量，保證前端系統(tǒng)能夠正常接收所有需要接收的節(jié)目。

3 結(jié)語

前端系統(tǒng)的設(shè)計直接關(guān)系著整個有線電視系統(tǒng)的運行狀況，當(dāng)前時期，工作人員一定要積極應(yīng)對日益提升的有線數(shù)字電視的應(yīng)用數(shù)量及質(zhì)量要求，采取有效的措施全面做好對于前端系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。

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(浙江省莼湖鎮(zhèn)廣播電視站，浙江莼湖 315506)