地市级有线数字电视网络设计

1、地市级有线数字电视网络设计作者：段小标 04中广班  文章来源：04中广班课程设计   时间：2008-5-26 11:01:44   1 概述     参考国内开展数字电视的经验，前端卫星接收设备采用同洲公司产品，其性能稳定，在国内外广泛使用；编码器分别采用哈雷公司产品及国内汇视源公司产品；复用器及加扰板采用哈雷公司产品；调制器采用巴可公司产品；EPG发生器系统为同洲公司开发CEPG2000A系统，这是按照国家最新制定的EPG标准，结合数字电视系统的实际需求研制开发的；CA系统采用的是永新同方，用户管理系统采用的

2、是同洲公司自主研发的BOSS-SMS系统。1.1 总体设计思路   系统总体设计思路按照标准化和开放化的整体思路，充分考虑到系统整体的性价比及商业运营性。1.开放式标准化设计：      对数字电视系统来说，标准性是其最基本的要求。只有标准化，才能保证各厂商设备、系统、网管、业务的互联互通。只有标准化，才能促进技术逐渐成熟，促进设备成本不断降低，促进网络平台的规模化拓展。2.具有安全、可靠性：      系统具有高度安全性和可靠性，设计中考虑了关键设备的N

3、+1备份，可以保证长时间的运行，可以有效杜绝、限制黑客非法侵入系统，保证系统安全。3.高效可管理性和灵活性      可对业务及用户实现方便快捷的查询和管理。系统具有高度的灵活性，能够灵活的按需求进行升级和扩充，满足系统建设不同时期的需求。4.先进性及全面性      本系统中所选用设备具有高度先进性，有一定的扩展性。5.实用性和适用性      本着讲求实效、保证质量、降低造价、可持续发展的原则，系统设计及设备选型考虑到某地有线网数字化发展的需

4、要和区镇情况，力图提供最佳性价比的解决方案。从用户的角度出发，为用户节约成本。 1.2 系统概述           为了加快某地CATV数字化的发展，充分利用CATV网络资源，提高CATV网络的整体管理与营运水平，加快某地数字化、信息化建设步伐，某地市广电集团在现有CATV-HFC网络平台的基础上，进行CADTV系统平台的建设，并逐步向全数字化过渡。本着依据现有条件，高起点设计、循序渐进、多品种经营、可持续发展的原则，设计本系统。按照“由准动态到动态，由单向到双向”的步骤实施，基本目

5、标是：建设基于广播方式的某地数字广播、电视、信息多媒体多功能综合业务平台，并基于某地市HFC网络和全市数据网，开发双向应用，拓展数字广播与电视的多媒体综合应用业务。      某地市CADTV平台建设以单向CADTV广播为主要业务，以中央台、各省市的专业节目为主要来源，共计93套电视节目，并结合双向互动业务，开展少量数据广播业务，以上业务计划占用17个物理电视频道左右。二期建设中，数字广播电视节目数量将扩容至200套左右。某地下辖有区、市、县，为保证全市数字电视业务的均衡发展，有线数字电视平台需要一方面为各区、县提供节目源，另一方面为其本地节目

6、的插入及数字广播电视的播出提供手段。 2 前端设计 2.1 频道规划      根据实际情况，每个物理频道使用64QAM可调制的码率大小一般为38Mbps，去除2Mbps用来传输PSI/SI信息和ECM、EMM信息等。而每路节目的码流大约为6M左右，一般每个8MHz带宽的物理频道可传6套节目。为保证目前业务的系统容量和新业务的添加，所提供的复用器数量至少可满足16个QAM64 TS流的传输容量。    频道规划及详细配置见下表复用器传输流号频道数字通道节目名称节目来源备注Barco 0

7、11DS28（634MHZ）101浙江一台省SDHSDH/ASI适配器102浙江二台省SDH103浙江三台省SDH104浙江四台省SDH105浙江五台省SDH106浙江六台省SDH107浙江七台省SDHBarco 022Z38（570MHZ）201某地一台本地编码编码器202某地二台本地编码编码器203某地三台本地编码编码器204某地四台本地编码编码器205某地(备用)本地编码编码器206中央一台(备份)本地编码编码器Barco 03（可选）3DS21（538MHZ）301热播剧场温州SDHSDH/ASI适配器302电视文荟温州SDH303精品影院温州SDH304教育温州SDHBarco 04

8、4Z41（594MHZ）401中央1套亚太1A C波段 卫星接收机（接收免费节目）主备各一台。402中央2套亚太1A C波段 403中央7套亚太1A C波段 404中央10套亚太1A C波段 405中央11套亚太1A C波段 406中央12套亚太1A C波段 407中央音乐频道亚太1A C波段 Barco 055Z39（578MHZ）501中央3套亚太1A C波段  502中央5套亚太1A C波段  503中央6套亚太1A C波段  504中央8套亚太1A C波段  505中央新闻频道亚太1A C波段  506中央少儿频道亚太1A C波段 &#

9、160;Barco 066Z33（427MHZ）601中央4套亚洲3S C波段 卫星接收机主备各一台602中央9套亚洲3S C波段 603中教一套鑫诺一号 Ku波段卫星接收机主备各一台   604中教二套鑫诺一号 Ku波段  605浙江卫视亚太1A C波段 卫星接收机606广东卫视亚太1A C波段 卫星接收机Barco 07    7    DS30（650MHZ）701深圳卫视亚太1A C波段 卫星接收机702南方卫视亚太1A C波段 卫星接收机703云南卫视亚太1A C波

10、段 卫星接收机704贵州卫视亚太1A C波段 卫星接收机705内蒙古卫视亚太1A C波段 卫星接收机706湖南生活频道亚太1A C波段 卫星接收机Barco 088DS31（658MHZ）801宁夏卫视亚太1A C波段 卫星接收机802旅游卫视亚太1A C波段 卫星接收机803甘肃卫视亚太1A C波段 卫星接收机804重庆卫视亚太1A C波段 卫星接收机805广西卫视亚洲3S C波段 卫星接收机806陕西卫视亚洲3S C波段 卫星接收机Barco 099DS27（626MHZ）901安徽卫视亚洲3S C波段 卫星接收机902江苏卫视亚洲3S C波段 卫星接收机903黑龙江卫视亚洲3S C波段

11、卫星接收机904上海东方卫视亚洲3S C波段 卫星接收机905山东卫视亚洲3S C波段 卫星接收机906吉林卫视亚洲3S C波段 卫星接收机Barco 1010DS35（690MHZ）1001河南卫视亚洲3S Ku波段 卫星接收机1002福建东南台亚洲3S Ku波段 卫星接收机1003江西卫视亚洲3S Ku波段 卫星接收机1004辽宁卫视亚洲3S Ku波段 卫星接收机1005北京卫视亚洲3S Ku波段 卫星接收机1006山西卫视亚洲3S Ku波段 卫星接收机Barco 11  11DS36（698MHZ）1101河北卫视亚洲3S Ku波段 卫星接收机1102天津卫视亚洲3S

12、 Ku波段 卫星接收机1103湖北卫视亚洲3S Ku波段 卫星接收机1104四川卫视亚洲3S Ku波段 卫星接收机 1105青海卫视亚洲3S Ku波段 卫星接收机1106湖南卫视亚洲3S Ku波段 卫星接收机Barco 1212Z30（403MHZ）1201阳光卫视亚洲3S C波段 卫星接收机1202美亚卫视亚洲3S C波段 卫星接收机主备各一台1203TVB8亚洲3S C波段 1204新知台亚洲3S C波段 1205卫视体育亚洲3S C波段 卫星接收机Barco 1313Z31 1301凤凰中文亚洲3S C波段 卫星接收机主备各一台1302凤凰资讯亚洲3S C波段 130

13、3星空卫视亚洲3S C波段 1304Channel V亚洲3S C波段  SI/EPG数据 Barco 1717Z321701数据广播数据广播服务器       以上节目规划表中，传输流4中的中央一、二、七、十、十一、十二台和中央音乐频道，及传输流6中的中央四台和中央九台，还有传输流13中的Channel V、凤凰卫视中文台、凤凰卫视资讯台、星空卫视，分别采用一台CDVB5110G卫星接收机接收来自同一个卫星转发器的复合节目流。这样可以节省卫星接收机和复用器输入模块的设备投入，但出于安全考虑可以对这几个传输流的卫星

14、接收机采用1+1的热备份，这样可以充分和有效的保证卫星接收和转播的稳定可靠性。      拟考虑第3个传输流所在频点做为基本频点，即在此频点播发所有频点的EPG信息。所以考虑在此频点留出5M的带宽播发EPG信息。同时今后机顶盒升级信息均可以考虑在此频点播发。      本节目规划表中各传输流的具体节目和数量在工程具体实施的时候将根据网络公司的具体需求和各节目的码率做适当调整。 2.2 到下级地区的实现方式      某地市下辖有区、市、

15、县，为保证全市数字电视业务的均衡发展，市有线数字电视平台需要一方面为各区、市、县提供节目源，另一方面为其本地节目的插入及数字广播电视的播出提供手段。市前端到各区、市、县的总体拓扑图如下：      市总前端播发数字电视节目，包括卫星节目、本地编码节目及干线SDH节目等。同时可以逐步发展完善增值业务。同时各区、县自办节目可以通过双向模拟网络将自办模拟节目传送到市总前端，经过节目数字编码后将数字信号传送到各区、市、县的HFC网或者自己增设数字电视分前端。 2.3 EPG发生器 1. EPG发生器概述  

16、60;   EPG所需的基本信息由SI来提供，以保证机顶盒获取EPG基本信息时的兼容性。对于个性化EPG所需的额外信息，用户可根据具体情况通过专用数据传送，EPG的上述功能所需的全部信息，都必须通过SI来获取。      为终端接收设备提供组成EPG所需要的PSI/SI信息的设备就称之为EPG发生器，它实现的功能包括：信息采集、编辑录入、存储，节目编排，PSI/SI信息生成，与节目流复用（插入），播出控制等。      信息采集、编辑录入、存储，节目编排是为生成PSI/SI信

17、息提供必要的数据，由于PSI/SI信息的各个表格的数据格式非常复杂，因此，需要软件系统来自动完成PSI/SI信息的组合生成和实时更新，生成好的PSI/SI信息必须利用空闲的带宽和节目流复合在一起（如通过复用器），然后一同播发出去。      使用EPG发生器，机顶盒可通过接收其产生的PSI/SI信息实现全网搜索，实现电子节目单，节目信息简介，准视频点播节目等功能。通过EPG发生器的播发卡播发出的TS流传输，经过TS分配器分配成多路TS后再分别插入到各个复用器中。2.EPG设备连接拓扑图2.4条件接收系统   

18、60;  数字电视条件接收系统CA(Conditional Access)从广义上讲包含条件接收和用户管理两部分。数字电视条件接收系统的应用，从信息论的角度看，增加了信宿（用户）收到信息的熵，从而扩大了用户选择节目的自由度；同时，信息的空间的传送（传输）和时间上的传送（存储）能够被精确控制，使得运营商能够对用户收到的信息进行准确管理。数字电视条件接收系统一般被认为是广播电视行业打破以广告为主要收入的单一经营理念，实现多元化经营收入的技术基础和有力工具。条件接收就是对视频、音频和数据等信息加密、传输并为合法用户接收、解密的过程。采用某种方法将明文（可以是视频、音频和数据）变换为另一种不

19、能被非授权者所理解的隐蔽信息的过程称为加密过程。明文经过加密过程的变换后所得的信息称为密文。加密变换的逆变换称为解密变换，解密变换把密文恢复成原来的明文。 一个通用的加/解密系统模型如图所示：图加/解密系统模型      用户端的解密部分可以是智能卡、PCMCIA卡或嵌入式系统。       在条件接收系统、节目管理系统和用户管理系统的配合下，运营商可以提供丰富多彩的节目和节目组合，并且对节目实施精确的管理。       概括地说可以有：

20、0;     1.基本业务        以日、月、年为时间段，提供节目/频道的组合服务。       2.扩展业务       以按次服务为特征的节目/频道的单向点播服务或订购服务。       3.增值业务       以单向数据广播为基础的数据服务。可以是单向互联网浏览、金融信息等。 

21、0;     增加回传通道后可以增加电子商务的功能。      在一个系统中为了使运营商有更大的选择用户端机顶盒供应商的权力或兼容其它运营商的用户，往往采用同密的方式。同时对于CA系统（有条件接收系统）的选择，除了注意CA系统应该实现的常见功能外，还要注意其对二级授权（或多级授权），分级管理的支持，对和其他厂家同密实现的支持。      采用同密的方式，在存在多级运营商的体制下，为下一级运营商选择条件接收系统提供了更大的空间。缺点是占用了一定的信道容量。

22、      同密系统是对前端而言的，而对用户端来说，可以采用多密的方式来接收不同加扰/加密系统的运营商的节目。       所谓多密是指在用户端的机顶盒中集成完全不同的两种或两种以上的解密/解扰系统，用于接收不同前端系统的节目。在机顶盒中公用的系统只有高频头，总线系统，视、音频解码等部分，成本较高，多采用PCMCIA卡来实现。 智能卡密钥体系和发卡体系永新同方CAS系统构成:2.5系统集成应注意的问题1.干线传输节目加密后的解决方法    要实现干线加密节目的接入，

23、首先需通过SDH适配器将DS3信号转换为ASI信号（适配器由有线台提供）；如果干线节目为加密节目，在进入复用器前应先通过同洲的CDVB5100CI专业解码器使之变为一路透明的TS流。利用CDVB5100CI可同时指定其中的两路节目实行解扰，并可以将其他未解扰节目共同输出。采用级联的方式又可以对剩余的未解扰的节目再次选择两路实行解扰。假定省网信号的一个频道里有6路加扰的数字节目，这样利用3个CDVB5100CI的级联，就可以实现此路TS流全部节目的解扰。2.省网信号解密过程3.射频信号下传      这种情况一般发生在市级数字电视信号在下传到区、

24、县一级时通常采用射频信号直接的传送的模式。4.各县或镇的系统如下所示：      将QAM调制频率设置为500MHz，然后与有线台传输的RF信号混合，进行传输。特别提示，在CA区域发生器里，预先针对每个区县或镇单独存储一个特定的数据信息，输出的也是这个特定的信息。所谓的特定信息，就是一个特殊的NIT表，这个表里对各个县或镇分别分配一个固定的网络号network_id，使得每个县或镇看起来都有一个自己的独立网络。有了这个环节就可以保证每个区县或镇都有一个区分于其他县镇的特定信号，为限制机顶盒的跨区县或镇使用提供了手段。  &#

25、160;   同时机顶盒也将做一些特定处理。智能卡在发给用户之前，事先写入与CA区域发生器里相关的配套信息。CA在开机过程（或运行的过程中定期）对虚拟传输流里的数据进行分析和比较，一旦发现与机顶盒里保存的信息不一致的时候，就将机顶盒的程序锁死，使之无法使用。为实现这个机制， CA厂家特定了一种新的技术手段。允许智能卡按地区写入各自不同的序列号。支持此功能需要增加的设备：每个区县或镇需要增加1台QAM调制器以及一台CA附加信息发生器即可。5.区县或镇营业网点的实现      可在各个区县或镇建立营业网点，实现IC卡的发放和授权

26、。利用SMS系统，通过Internet与各县镇营业网点相连。      营业网点的客户端将开户信息如用户资料、卡号、授权信息等，发送到电视台SMS服务器，然后由SMS系统将信息送给CAS，由CAS系统产生所需要的ECM、EMM的授权信息。各营业网点可实现开户、销户、用户业务定制、收费、授权、取消授权等功能。在实际应用过程中，对营业点是没有数量限制的，每个区县或镇可以根据自己实际情况建立一个和多个营业点，每个营业点都可以完成同样功能。6.区县EPG问题的解决      如果各个区县不建立自己的分前

27、端系统，则不存在EPG信息整合的问题，机顶盒用户直接接收处理市网的EPG信息就可以了。如果区县想建立自己的前端系统，编排自己的节目，产生自己的EPG信息，那么就存在一个如何处理市干线EPG和本地自己的EPG问题。      （1）通过机顶盒来实现      这是一种不用增加任何成本的方案，对传输的EPG信息内容也没有任何形式的限制，只需对机顶盒的软件功能做一些简单的调整就可以实现。      具体做法是：在机顶盒上对增加某地市网节目和本地节目分别

28、进行搜索的功能选项，在搜索某地市网节目时，设置某地市网的基本频点，对某地市网的节目实行全网搜索，将节目单保存下来；对本地节目也采取同样的方法，只是基本频点和某地市网的基本频点肯定不同。当某地市网和区县网的节目都搜索完成以后，机顶盒据此组织出统一的菜单，用户在观看节目的过程中并没有感觉有两个网的存在。      下面以一个简单的示意图来进行描述。      从机顶盒方面来理解，有两个网络系统同时存在，要通过不同的频点分别进行区分，搜索节目和播放节目按照各自网提供的信息来完成。这样做，对机顶盒有一个

29、要求，那就是必须具备分网搜索的功能。      （2）EPG信息直接透明播出      如果市网和本地网在物理频道上只播出当前频道的EPG信息，而不包含其他频道的EPG信息，主要是指SDT表table_id=0x42和EIT表当前/后续事件table_id=0x4E(不包括table_id=0x4F)、EIT表时间表事件table_id=0x500x5F(不包括table_id=0x606F)的情况，那么就可以将市网的EPG信息直接透明播出，本地自办的节目也只产生当前频道的EPG信息实行播出。&

30、#160;     利用传输流协议转换器（如：TT6010）将本地网络的频道信息同时描述到NIT表里。对于机顶盒而言，只要符合DVB标准，都可以正确接收EPG信息，不需要做任何特殊的修改。这种情况，在本地一定要有自己的EPG发生器，和市网的EPG发生器可以不是同一产品，但要求产生的EPG数据格式是一致的。      （3）利用EPG发生器来实现      如果某地市网和本地网在物理频道上播出EPG信息，不仅包含当前物理频道的EPG信息，同时还包含其他物理频

31、道的EPG信息，主要是指SDT表table_id=0x42（同时包括table_id=0x46）和EIT表当前/后续事件table_id=0x4E(同时包括table_id=0x4F)、EIT表时间表事件table_id=0x500x5F(同时包括table_id=0x606F)的情况，问题就相对复杂一些，这就要求对EPG信息进行重新整合。      利用EPG发生器可以实现EPG信息的重新整合，也就是说可以将市网和本地网整合成一个网。采用这种方法对于机顶盒没有什么特别的要求，但由于每个物理频道都要配备一个复用器，因此对区县台来讲，成本了增加许多。实现方法说明。      干线网（省或市网）接入到EPG发生器里的ASI信号必须是干线网的EPG基本频点，也就是说在这个频点上有