辽阳石化数字电视平台设计方案

□ 文/尚尔彪 李鹏（辽阳信息技术网络有限公司）

1、需求描述

辽化电视台为向用户提供电视节目及增值服务，平台初期按25 万用户设计，要求可以扩展到60万用户。平台要求包含前端硬件系统、CAS系统、SMS系统、EPG系统、VOD系统、数据广播系统、监控系统、马赛克系统等。频道分配尽量使用750MHz以内的频段。整个平台采用N+1备份，运用切换矩阵实时切换，央视1套和辽宁1套启用双路信号进行热备份。第一期规划传送120套数字电视节目。其中需本地编码的自办节目1套，标清数字电视节目（基本电视节目和付费电视节目）118套，高清数字电视节目2套。保留6套模拟电视节目。

2、方案概述

根据需求，初期我们暂定采用28个频点传输数字电视节目及相关业务。其中22个频点用于下传数字电视节目，数据广播占用1个频点，股票信息占用1个频点，升级占用1个频点，VOD计划占用3个频点。根据业务功能的划分，我们把整个前端系统分为数字电视基本业务平台、运营支撑平台、增值业务平台、网络管理平台、系统监控平台五部分。

3、节目规划

对于辽化数字电视系统，节目源包括：卫星节目、辽宁省网和辽阳市网下传节目以及自办节目，此外还包括数据广播及VOD节目。

（1）卫星节目：卫星节目包括央视11套，中国广播网1个流（共计10套音频节目）、教育频道3套、各省市卫视35套、中数传媒、上海文广等加密卫星节目47套（含2套高清节目），辽宁省网和辽阳市网下传18套节目，其中包括央视3、5、6、8、新闻、少儿。境外节目6套。

对于未加密卫星节目，采用SCOPUS 2961卫星接收机接收，经接收处理后将节目码流直接传送给哈雷prostream 1000设备。对于中国广播网的10套音频节目，采用1台SCOPUS 2961接收。接收机采用38+3备份，此处共需要41台卫星接收机。对于加密卫星节目和高清节目，采用SCOPUS 3100专用卫星接收机接收，共需要9台设备，采用双输出备份策略。对于辽宁省网和辽阳市网下传的18套，通过适配器转为ASI节目流进入哈雷prostream 1000设备处理。

（2）自办节目1套：对于本地自办电视节目，使用哈雷ION-4编码器进行编码，压缩为DVB标准的数字信号，将节目处理成DVB标准的TS流发给哈雷prostream 1000设备。对于自办节目采用端口备份的策略。

（3）对于数据广播，暂定1个频点。

（4）股票信息采用1个频点。

（5）预留4个频点作为备份。

4、系统框图

略

5、方案简述

5.1卫星接收设备

5.1.1 卫星接收功能概述

卫星接收机 IRD（Intergrated Receiver Decoder)是指综合解码卫星接收机，通过天线接收下来的卫星数字电视信号，经高频头进行放大、变频后送入接收机，再经数字机处理后变换成音、视频信号或ASI信号输出。

专用卫星接收机是指具有Common Interface功能，支持多种加密方式的工程型数字卫星接收机，既可收看免费节目，又可收看加密节目，在收看加密节目时，需用智能卡。

5.1.2  IRD-2900功能描述

IRD-2900专业MPEG-2 DVB处理平台主要特点和选项包括：

•包括DVB-S2及MPEGoIP的多种前端选项

•复合及SDI的VBI再插入

•用于回传应用要求的高精度帧同步的同步锁相

•支持冗余备份，2个GPI干触点继电器

5.2 编码设备

5.2.1 编码器功能概述

接收模拟节目系统提供的AV信号，完成相应的编码功能。并通过ASI接口把压缩码流送入码流复用矩阵。

5.2.2设备选型

目前，辽化规划的自办节目数量为1套，故只需要1台编码设备。我们采用了harmonic公司的ION-4编码器。harmonic公司ION多通道编码器与其同类编码器产品相比，ION具有更加先进的性能，在1RU的机架结构内，通过简单的用户界面，ION可以实现多达4路高品质视频编码，同时可以提供多达10路立体声编码。

哈雷编码器的特点

•多通道、高性能编码，实现系统高性价比配置；

•具有IP输出，结合哈雷具有IP输入的BNG产品可实现整个系统的经济配置；

•支持单机工作和NMX网络管理；

•支持系统自动备份功能：1:1，N:1及N:M。

编码器的功能

•实时编码PAL/NTSC制视频及其立体声音频

•帧预览功能；

•1.5 to 15 Mbps编码码流连续可调；

•Dolby AC-3音频编码

•本地双通道杜比数字编码AC-3

5.3 复用、加扰设备

5.3.1 码流复用加扰设备功能概述

复用器是前端子系统的核心设备。它的最基本的功能就是将输入的多个节目源按照需要复用成一路码流输出。在复用的同时，还需要根据所复用的节目重新生成PSI/SI信息，并且进行PID再映射、PCR修正等多项操作。复用器的算法和最终实现是整个系统技术含量最高的一部分。它的性能集中体现在稳定、可靠和方便管理上，对于整个系统有决定性的意义。

经过码流复用后的TS流调制后就可以入网传输。但是在实际应用中，为了保证运营商的利益，需要在数字电视前端系统中对节目流进行加扰后再送入传输网络，通过与CA厂商的合作，在用户终端实现进行有条件地收看节目。因此，从码流复用矩阵输出的透明业务码流会被接入加扰器。在CA系统的控制下加扰器实现对业务码流的加扰及用户授权信息的插入。

5.3.2 设备选型

整个有线传输网络中，节目的复用和加扰是系统的核心部分。其完成对多个节目的复用和传输流的加扰，其中涉及到和条件接收系统（CAS）的连接。这就对系统的兼容性提出更高的要求。

在本方案中，利用5台哈雷prostream 1000（含1台热备份），对由编码器、QAM解调器、普通卫星接收机、专用卫星接收机、EPG电子节目指南系统、数据广播、股票系统、VOD系统输出的TS码流进行筛选、过滤、组合与PID重新映射等处理后，最终分别复用形成IP信号输出至哈雷bNSG 9000。

对于EPG信息的插入，由于暂定共有5台prosteam 1000，因此一共需要形成5路EPG信息，分别插入到相应prostream 1000中。这样，一共需要配置1台1分8码流分配器（含1台备份）用于EPG信息的插入。

此外，针对此次系统平台的实际需求，对于重要节目，采用双路卫星接收进行节目源备份。经过认真分析，综合考虑平台的稳定性以及性价比等多种因素，特采用如下冗余备份方案：央视1套以及辽宁1套分别采用2台卫星接收机4路TS流，一同送入到prostream 1000中。

综上所述，该方案一共需要5台prostream 1000（含1台备份）。

码流处理平台ProStream 1000结构特点

哈雷公司的码流处理平台ProStream 1000是一个1-RU架上的模块化平台，其灵活的输入输出模块和接口为用户应用带来很大的灵活性，能满足各种系统需求。

它由一个主板和5个开放槽组成，可配置ASI或者千兆以太网IP输入、输出和处理模块。在此方案中用到的功能模块包括：ASI输入模块和千兆以太网输出模块。

借助于它的标准IP（Gbe千兆以太网）和DVB-ASI输入和输出接口，ProStream 1000能够容易地融合进任一现成的头端系统或数字电视转换体系架构（DTA）中。ProStream 1000强大的、可扩展的和高可升级的设计支持MPEG再复用功能，包括PID映射和过滤，PSI/SI表插入，PID多点传送，业务冗余备份以及包含MPTS和SPTS的多个IP 套接口（socket）。系统的灵活的1-RU配置不仅减少了机架空间和需要的功率而且在传送高可靠性的解决方案时使网络构造简单化。

5.4 QAM调制设备

5.4.1 QAM调制设备功能概述

完成数字码流的调制，并实现最终入网。支持中频、全频段变频以及4到1024QAM等多种调制方式，可以充分满足各前端的业务需求。

5.4.2设备选型

本方案中，加扰之后的节目码流以及数据广播、股票系统、VOD输出的码流，需要用QAM调制器调制为RF信号，经过混频之后送入HFC网。在本方案中，共需要2台bNSG 9000调制器（含1台热备份）。

调制之后的RF信号在进行HFC网之前，与原有的模拟信号进行混合，需要进行混频处理。此处，一共形成了27个频点的RF信号，由于哈雷的调制器单个RF输出口可调制3个频点，故只需要2台16*1混合器（含1台备份），考虑到VOD的需求，我们选用了哈雷公司bNSG9000。拟采用2台（1+1备份）完成信号的调制。

5.5网络管理平台

作为数字业务管理系统，NMX使系统运营商能够对其网络、网元、码流、业务实行完全地操控。NMX定义了一系列新型工具，从而简化了系统操作，进而提高了系统操作效率，也确保业务传输的高可靠性。

NMX具有真正的Client/Server网络结构，通过标准的TCP/IP局域网/广域网技术，即能在中心前端实现对分布式系统的集中管理；同时具有极强的可升级性，使其针对小系统和大系统都非常适用。

NMX组成架构

NMX通过代理器(Client)/服务器(Server)架构，提供分布式管理功能，不仅可实现多前端系统的分布式统一管理，还可支持系统从小到大的无限制扩容。

NMX数字业务管理系统由如下组件构成：

NMX网元管理器：实现设备底层软件的下载、配置和所需的故障监控。

NMX自动控制服务器：通过时间表，或通过第3方设备（采用日趋流行的DPI和EIS-MUXCONFIG标准接口）进行触发的方式，生成批处理命令或对整个流程配置实现系统的自动控制功能。该服务器还可实现EIS功能，通过EIS<>SCS接口协议，实现对多个加扰器的配置。

NMX SQL服务器数据库：存储所有的系统配置信息，使之与NMX服务器隔离，并可对视频网络信息实现镜像备份。

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