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数字电视发展趋势浅析
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数字电视发展趋势浅析


目前,中国各地数字电视发展状况可分为基本数字音视频业务、广播式增值业务、双向和高清业务等三个不同的档次。第一档次是基本的数字电视业务,主要完成数字卫星节目接收、模拟节目的数字压缩编码、TS流复用、加扰及调制播出等功能。第二档次是基于现有广播网络开展的增值业务,包括电视网站(信息广场)浏览、广告插入、股票信息发布、马赛克电视、广播式IPPV、准视频点播等。第三档次是基于双向网络的交互业务和高清电视。双向业务包括基于双向网络的VOD、交互式网页浏览、可以交易的股票系统等;高清电视包括MPEG-2高清、H.264等格式的高清节目播出等。

目前,国内已经开通数字节目的有线网络一般为第一档次和第二档次。

辽化数字电视业务功能需求


辽阳石化有线台经过多年的发展,已建成大容量、多业务、多层次的综合信息传输网,现有在册用户4.5万户,目前该网以传输模拟广播电视节目为主要业务,并已完成EPON+EOC的有线电视网络双向改造。

本次数字电视前端系统建设是要在现有网络的基础上,实现数字节目的播出以及各项增值应用的开展。包括:

1、81套数字电视节目。其中,转播免费数字卫星电视节目35套,新增1套自办数字电视节目,付费节目30套、上级电视台下传节目15套。

2、建设并发流不少于1200个的实时视频点播系统,并完善相应的内容分发系统、BOSS计费系统和监控系统等配套系统;

3、实现播出频点不少于2个、可同时轮播电影不少于3部的准视频点播系统;

4、搭建CA系统、SMS系统、EPG系统等数字电视基本业务支撑系统;

5、建设包括电视网页播出和股票行情播出的数据广播系统,使得机顶盒通过该系统可以浏览电子政务网页和商业性网页以及实时股票行情,而在前端可以通过内容管理系统(CMS,由数据广播系统供应商提供)实现包含在数据广播内容本身的、以及机顶盒开机画面商业广告图片的插入;

6、建立双向数据广播系统,并通过互动浏览器实现电视购物、远程教育等双向业务;

7、将平台节目通过HFC网络传输到终端用户。

带宽资源规划:

1、81套数字电视节目占用13个频点播出(含EPG信息);

2、单向网页和股票行情各占用2个频点播出;

3、NVOD占用3个频点播出。

业务需求分析


在业务实现上,我们认为:实现从模拟电视到数字电视的转变,开展数字电视的增值应用及能够借助数字平台的搭建开展商业运营是辽阳石化有线电视台数字前端平台建设的主题,因此我们的设计方案按照以上主题展开。

在规模上,该方案完全满足目前辽阳石化电视台播出的需求。

评价一个数字广播运营平台建设是否成功,平台支持的业务实现能力是主要的评价指标之一,“将现有的模拟节目变为数字节目即为建立起数字电视平台”的传统概念已经不能满足今天建立数字电视运营平台的需求。我们为辽阳石化设计的数字电视前端平台,不仅能实现模拟节目传输到数字节目传输的转变,也开展了丰富的、备受用户欢迎的增值应用,同时,支持多业务的运营。以下是我们对贵台数字电视前端平台的业务分析:数字电视前端基础平台的业务实现可以理解为一个内容产品的批发平台,需要具备获得内容的能力、传送(批发)内容的能力、管理内容的能力。

A:获得内容的能力。内容主要通过三种方式获得:第一,外购完整的第三方公司的整频道的节目内容,如中数传媒、上海文广、鼎视传媒及国内各类卫星频道节目等;第二,外购的单个数字节目,以特色频道的形式通过本地视频服务器自动播出,通过此种形式亦可实现分段时移电视。因此,平台的建立应支持以上三种内容的获得。

B:传送内容的能力。对第三方公司的整频道节目内容的转播传送相对简单,这种模式也是我们能够见到的同内大部分数字电视平台的传统模式;外购的单节目及自制的节目要形成完整的频道,必须借助视频服务器及强大的自动化播控平台的支持。

C:管理内容的能力。包括对节目素材的管理以及对节目内容的收费管理等。

获得以上三种(A)能力后就可以形成一个灵活的内容批发平台,并通过该平台将内容批发给最终购买用户,不同用户可以有选择地购买所需内容。辽阳石化有线台数字电视业务将初步形成商业化的动作机制并不断得到发展完善。金亚提出的解决方案正是支持以上商业运营的数字电视平台。下图为多业务在数字平台上实现的简化模型,后续方案中我们将详细介绍实现过程。

平台建设建议


数字平台的建设是一具系统工程,需要诸多方面的有机配合,由于本项目是辽阳石化一次大规模的数字电视改造项目,并且要进行商业化的运营,因此对本系统平台的建设要求较高。目标是建设全新的数字电视增值业务运营平台。

基于以上因素,本次我公司的设计方案在满足最基本模数转换的同时,遵循如下设计原则:

1、平台设计要本着开展业务为先的思路

最开始开展的业务不一定针对所有的用户、求全,但业务内容要求新、求精,这样有两方面的利处:一是不至于前期投资风险过大,并且可以积累数字电视的运营经验;二是精品栏目足以吸引用户的眼球。求新、求精的节目需要平台的支撑,因此数字平台建设必须坚持以开展业务为先的建设思想。

2、具有较强的自办特色节目的采集及播出能力

在业务为先的指导思想下,平台必须具备强大的自办特色节目的采集及播出能力,包括自办节目频道及特色节目频道的采集和播出能力。精品及特色栏目的节目素材完全通过购买的方式实现会占用大量资金,因此要

4、实际用户终端VOD节目所占用的服务数量不多于50个,占用RF频点不多于5个(以每个VOD码流占用带宽3.6Mb/S计)。

5、双向数据广播的下行数据占用3个频点;

6、双向业务的上行数据占用5个频点。

在我们得到贵台本次建设的准确节目规划以后,再对相应频点进行调整。本技术方案建议的节目列表在方案频道规划章节列出。考虑低成本的本地制作。本平台的设计不但考虑了实现基本数字化播出的业务能力 ,而且提供了方便灵活的自办节目素材的采录以及节目的顺序播出、轮播播出等增值业务的开展能力。在本次系统平台的建设中,我们可以方便的形成本地自办频道,以满足数字电视用户对节目内容的多元化煞费苦心需求,从而使平台能够支撑辽阳石化有线台进行商业化的数字电视运营。

3、有条件接收及用户管理系统

有条件接收及用户管理系统主要是完成对用户的分级授权管理,实时发送授权数据,对欠费用户可以向CA系统发送解除授权指令,终止欠费用户收看节目;处理CA返回的信息随时查询授权历史日志等;

基于用户管理系统的大型数据库,系统可以对用户基本情况进行分析,对节目资源、业务进行分析,对市场情况进行分析,并提供各类相应的报表。同时可以通过中心SMS系统及对下属各级SMS子系统进行汇总统计分析,基于其他条件进行综合统计分析,为决策提供可靠的依据。

4、平台的扩展能力

数字电视在运营过程中,由于用户数量的增大以及对种类精品业务的需求不断提高,各类增值业务越来越受到用户的关注,当前端数字电视平台的负载能力不足以满足用户的需求时,无可避免需要进行扩展。本方案中,前端系统具备非常优秀的扩展能力。

建设原则


我公司提出的方案依照以下几个原则建设:

1、先进性:本次的数字电视平台建设对辽阳石化的数字化进程有着深刻的意义,所以此次数字电视平台建设要充分考虑到数字电视技术和网络发展的趋势,采用基于最先进的IP软交换技术架构体系的设备,建设技术先进、多业务的数字电视运营平台。

2、标准性和兼容性:所提供设备均符合有关标准(同家标准、广电总局行业标准、国际)际并能同国内外多家同类设备互通。

3、稳定性、成熟性和安全性:所提供设备及软件能保证系统的安全稳定运行,采用的设备及软件应有长期安全运行的案例并且对核心的播出设备进行双机热备份。

4、完善的网管系统:网管系统基于SNMP协议,可对硬件系统中的设备进行统一的管理,并提供支持业务开展的软件管理平台,提供包括设备网管、业务网管、播控管理、素材采集等软件,共同构成强大的软件管理平台。

5、系统结构简洁:系统结构要求简洁,灵活,便于系统前期的建设和后期的维护。

6、系统的可扩展性:此次数字电视系统平台不仅要满足现在要求,且将来可以支持更多的数字电视节目的播出需求,同时也要具备平滑升级数字电视节目服务的能力,且要保证在升级过程中业务的不间断,同时要保证原模块能正常使用,确保原来投资不浪费。

§1 方案概述

根据辽阳石化有线电视台此次需求及未来的发展规划,我公司提出了一个具有可扩充性和前瞻性的系统解决方案。此方案既实现了卫星节目的传播、本地自办节目的播出业务,又实现了对节目的加扰,同时还完全具备开展轮播电视、数据广播服务、VOD视频点播服务、网页浏览、股票系统等增值业务需要的条件。此系统各环节已经具备了在线扩展的能力,可完全根据实际运营需求去平滑扩展,并可根据实际业务需求来开展相应的业务,这样既有效降低了投入成本和投资风险,又保证了系统的整体技术水平。

针对辽阳石化数字电视系统建设的基本需求,并结合现有的网络现状,我们从两个阶段来考虑数字电视前端系统的建设:

第一阶段(实现基于单向广播网络的数字整体转换和基本增值业务):普通单向有线电视网络可以开展的业务。在传统的有线电视网络中,准备开展81套数字电视节目,新增CA系统、SMS系统、EPG系统、时移电视系统(NVOD)、信息广场系统以及股票系统。

建立完善的数字电视基础播出系统,具备81套数字节目的加密播出能力,其中包括卫星节目、中数传媒节目、中央加密节目、境外加密卫星节目、本地自办节目,并对主要播出设备进行冗余备份。建设完整的节目采集和硬盘自动播出系统。

提供具备上述业务接收能力的数字有线机顶盒,供整体平移时用户使用。

第二阶段(双向网络部分):建设VOD视频点播系统(可以同时支持1200个并发流)、双向WEB页面浏览、开通部分高清节目。

双向互动业务是我国数字电视业务发展的趋势,预测今后数字电视更多的收入来源将通过双向增值业务,辽阳石化有线电视网络已经完成了EPON+EOC的双向网络改造,具备大规模开展的条件。

我们推荐在双向网络中,采用中心到边缘的星形网络结构,在分机房以至合适的小区增加视频服务器,通过边缘视频服务器的方式实现从中心到边缘的VOD点播,以开展新型的增值交互业务。这种方式既节省了带宽资源,又提高了系统效率,同时降低了系统建设成本,并为以后视频点播系统平滑扩展提供了前提条件。

在第二阶段提供部分支持高清解码和双向业务的高档机顶盒。

业务规划


基本和增值业务划分为A、B、C、D、E五类。在CAS和SMS系统中,这些业务为用户提供可以分开或者组合购买的业务包。

1、基本业务(A类)

基本业务容量为51套电视节目,包括:中央台、各省市卫视节目和全部数字广播节目;省台、遂宁市、电视台的各套节目;辽阳自办节目,预计占用个模拟8个频点,此项服务为有线电视的基础服务,以完全替代原有的模拟电视节目。

2、付费数字电视节目(B类)

通过接收卫星信号接入中数传媒中央付费频道30套节目,预计占用5个模拟频点。

3、股票业务(B类)

准备利用2个频点用于股票行情播发。

4、信息广场业务(B类)

准备利用3个频点用于电子政务和信息广场业务的播出。

5、准视频点播业务(B类)

考虑在建成初级用户量可能较少,准备开通3个频点用于播出时移电视,后续如果用户量加大,可以方便的进行扩展。

6、VOD视频点播业务(D类)

实际用户端VOD下行码流占用5个物理频点。

频道规划


本方案对系统频道规划的主要原则是:

从同一个TS流接收的卫星节目安排在同一个物理频道,原则上不分开。除非节目速率已超过了该频道的容纳能力。

采用高低搭配的原则进行节目安排,将速率变化较大、峰值较高的节目与速率、峰值低的节目合理搭配在一个物理频道传输,以避免码率溢出,出现马赛克。

由于媒体服务器高效的低码率编码能力,通常情况下本地编码节目采用低于4.5Mbps码流播出,但如果频带资源紧张,应适当减小本地编码节目播出速率。

为了方便管理,将VOD节目中每一路节目的码率都设置为3.6Mb/s,也就是说每一个8MHz射频频道可以传输10路VOD节目流。

系统整体结构


辽阳石化有线台的数字电视前端系统本期规划要完成81套数字电视节目的播出以及各项增值应用的开展。业务上按单项业务和双向业务两大类进行考虑,为贵方提供完整的数字电视和交互运营系统。数字电视运营平台由业务平台、管理平台及监控平台组成,三大平台分别完成业务开展的物理支撑,业务与设备的集中管理及业务的品质监控。

平台完成本次项目的硬件支撑,并在管理平台的控制下,开展数字电视的交互式运营平台。

系统整体框图如图所示。

业务平台主要分为两个部分,分别是单项业务平台和双向业务平台。在单向业务平台,前端系统完成卫星节目的接收和转播,自办节目的存储、加密播出,EPG系统、时移电视业务系统以及股票系统。双向业务平台,开展VOD视频点播业务、双向WEB浏览业务以及BOSS计费系统。从这两种业务出发,在下述章节对业务的实现进行详细的介绍。

机顶盒解码芯片


金亚股份采用晶图公司的芯片,主频200MHz,大大的提升了CPU的运算速度,并且晶图公司有多款方案成功开发应用,有丰富的电路经验, 晶图的芯片系列软件设计具有很强的扩展性和延伸性。晶图CPU可以快速移植到基于晶图芯片的PVR,高清等应用方案,其他晶图芯片系列,这样可以满足运营商快速开展业务的需求,且金亚与晶图公司建立了长期合作伙伴关系,可优先向保证金亚供应芯片。

机顶盒硬件部分

以晶图主芯片的硬件总体构架如下。

机顶盒机箱内部主要包括:主板、前面板、智能卡板和电源板及这些模块之间的连接线。

软件部分

机顶盒软件包括引导程序、Loader和机顶盒应用程序。他们都存储在Flash Memory中。

机顶盒引导程序为开机后首先运行的程序;

引导程序员根据Flash中保存的启动参数中保存的相关标志位决定运行Loader还是机顶盒应用程序。

机顶盒采用单向和双向两种。