构建数字有线电视DVB—C平台（一）

章国华 杭州市有线广播电视网络中心高级工程师
[提要]本文详细地阐述了如何利用有线电视网络构建数字电视DVB—C平台
　　由于数字电视技术具有众所周知的强大优越性，近年来，电视数字化的进程明显加快，模拟信号向数字信号过渡全面展开。它将引发一场信息技术革命，推动国家相关产业的升级换代，并带动其它基础产业（系统和整机、专用集成电路和芯片、关键部器件，特别是显示器件等）和相应的软件产业及系统集成（如嵌入式操作系统、中间件和应用软件等）的健康发展。
　　 1　DVB—C平台的系统结构
　　DVB—C（Digital Video Broadcast—Cable）即有线数字视频广播，它是由前端系统、网络系统、用户终端三大部分组成，其中，前端系统是整个有线数字电视系统的核心，网络是系统的基础平台，用户终端是实现最终的结果。
　　其系统结构如图1所示。

图

系统结构图

　　 2 前端系统
　　前端系统是有线电视网络的信息源、交换中心，常被业界誉为“心脏”，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。
　　 2．1　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。
　　为提高数字电视信号的质量和可靠性，数字有线电视前端设备的选型非常重要。通常应考虑如下几个问题：在选择地面站卫星接收天线时应注意，所选择的卫星天线一定要满足卫星天线电视接收技术文件中关于天线的要求，要有良好的机械性能，天线口径可根据实际情况具体确定，如果条件允许，口径尽可能大一些。高频头要选择本振频率稳定，噪声温度指标值低的产品，如 Ku波段要在 0.7 dB以下。同时，根据需要也可选择双极化、双输出的高频头。
　　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。如“巴可公司”的数字卫星接收。
　　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。
　　 2.2　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，若要增加一套节目上，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，这样以后就能容易地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，并无须变换完全的解扰设备。如果将这种TS解扰器做成一个带有ASI输入、输出接口的小插件，可以方便地把它插到前端的任何接收设备中去。
　　在数字前端，备份是必要的。因为在模拟系统中， 一个设备仅接一套节目，如一个调制器处理一套节目。而数字电视的设备均工作在传输流这一层，这就涉及到与几套节目的关系；另一个原因是数字系统最终要提供更多的收费服务，如PPV。系统中的故障直接影响到用户的收费，因此系统的备份很必要。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。重要的部份可以采用1：1自动切换的热备份。其它部位可用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，你所需要的节目与不需要的节目可能是在一个TS传输流里面。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。复用处理应该可以重新组织与更新他所取得节目的服务信息（SI）。在输入传输流处理之前，要检查与分析TS传输流误码率，并记录下来，加以纠正，以免继续传播到用户的机顶盒上去。同时对所有传输流的成分测量其比特率，从而保证既充分利用比特率，又不超过输出的最大比特率。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。它对机顶盒的使用必不可少的。（未完待续）