融合數字電視傳輸系統探討

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摘要：以地面數字電視廣播（DigitalTelevisionTerrestrialMultimediaBroadcasting，DTMB）傳輸技術為基礎組建DTMB融合數字電視系統，將衛星接收系統、網絡傳輸系統、數字編碼系統、數字電視復用系統、DTMB調制系統、分配網系統以及機房系統進行集成建設，為市場和客戶提供個性化和差異化的一體化解決方案，實現技術手段在業務層面的融合創新。

關鍵詞：DTMB；組播；清流；復用；編碼；融合

隨著視頻傳輸技術的不斷發展，公眾電視業務在向高清、雙向、綜合及多功能的方向持續演進。然而，針對集團用戶的市場拓展存在個性化和定制化需求，客情需求差異明顯。近年來，旅游業的興起推動了萬豪、希爾頓及喜來登等知名酒店品牌入駐徐州，同時根據徐州城建發展規劃，學校和醫院等開始向外搬遷，這為江蘇省廣電有線信息網絡股份有限公司集客業務的發展帶來了機遇。同時，公司也面臨著新業務需求的挑戰。部分集客用戶開始提出不以機頂盒為傳輸中介的、帶有節目插播功能的單向高清數字電視業務需求。江蘇省廣電有線信息網絡股份有限公司徐州分公司以業務發展需求為導向，靈活調整技術方案，合理利用數字電視組播傳輸、高清編碼以及時分復用等技術優勢，與DTMB傳輸標準進行結合，為用戶提供一體化解決方案。公司將衛星接收系統、網絡傳輸系統、數字編碼系統、數字電視復用系統、DTMB調制系統[1]、分配網系統以及機房系統進行集成建設，解決客戶需求的同時，對項目進行深耕細作，在原有數字電視收費基礎上實現項目增值，增強用戶粘合度。

1核心技術應用

1.1組播技術

利用IP組播技術[2]在視音頻業務傳輸方面網絡利用率高、傳輸速度快以及實時性強等優勢，將由MPEG-2和H.264等編碼格式的節目源組成的TS流通過IP組播方式實現遠程傳輸和再復用。

1.2視頻編碼技術

將衛星信號或用戶提供的視音頻內容通過H.264編碼格式[3]進行壓縮處理，在保證高清畫質和音質的前提下，有效減少節目傳輸帶寬，提高頻點利用率，降低項目成本。

1.3復用技術

數字電視復用技術[4]是數字電視傳輸的關鍵技術，其作用是將編碼后的視頻基本流（ES）、音頻基本流、節目描述信息（PSI）以及輔助數據按標準規定的格式采用時分復用（TimeDivisionMultiplexing，TDM）方式合成為一個傳輸流。將不同來源的傳輸流合成為一個新的傳輸流，稱為再復用。

2系統建設方案

本系統以DTMB數字電視傳輸技術為基礎，將衛星接收系統、高清編碼系統、數字電視用戶系統、DTMB調制系統、網絡傳輸系統以及機房系統全面整合，在客戶側機房構建便捷、高效、穩定及可靠的DTMB融合數字電視前端平臺，為用戶提供個性化和高品質的視音頻服務。系統主要由信源接入、前端平臺以及分配網3部分組成。系統架構如圖1所示。

2.1信源接入

信源主要為數字電視清流IP組播信源、衛星信號以及自辦節目3種類型。2.1.1數字電視信源數字電視清流信源由傳輸機房根據業務規劃，將約50套常用高標清清流信源通過DCM復用器進行復用，并配置好組播地址、端口、seviceID、videoPID以及audioPID等相關參數，經千兆SFP光模塊輸出，將信源傳輸至用戶側組播交換機。2.1.2衛星信號針對四星級以上有境外節目需求的酒店客戶，江蘇省廣電有線信息網絡股份有限公司徐州分公司為用戶提供整套衛星信號接收系統[5]的建設方案。衛星接收天線接收衛星轉發的高頻電磁波信號，由饋源傳送給高頻頭；高頻頭將射頻信號經射頻電纜送給功分器和衛星接收機；衛星信號解擾后通過HDMI高清線傳輸至高清編碼器，經高清編碼模塊轉換為IP清流信號，通過網管系統配置相關組播和節目參數后，傳輸至用戶側組播交換機。2.1.3自辦節目用戶自辦內容由客戶提供視頻或圖片素材，采用高清硬盤播放器將視頻信號通過HDMI線傳送至高清編碼器；信號經高清編碼模塊轉換為IP清流信號，通過網管系統配置相關組播和節目參數后，傳輸至用戶側組播交換機。

2.2前端平臺

2.2.1編碼系統編碼系統采用模塊式多路編碼器，支持HDMI，SDI，CVBS，IP以及ASI等多種輸入方式。視頻采用H.264編碼，音頻采用AC3編碼。信號壓縮編碼后打包為IP組播流，通過RJ-45接口傳輸至組播交換機，與復用器互聯。2.2.2復用系統復用系統采用復用調制一體化模塊建設，每個模組可以將獨立的4路信號或4個TS/IP信號同時調制到4個頻點。復用系統內置碼流再復用功能，可以復用從ASI、Tuner及TS/IP輸入的碼流，可根據客戶需求，將信源各TS流內的數字電視節目重新進行組合復用，可配置NIT、PAT、PMT及SDT等數字電視PSI/SI信息，實現電視終端上節目信息顯示和頻道排序功能。2.2.3調制系統本系統采用的DTMB調制器為復用調制一體化模塊設計，單模塊支持4個鄰頻QAM調制輸出。再復用后的4路數字電視TS流可直接配置到相應調制通道上，需配置調制模式、調試頻點、調制帶寬、輸出電平以及FEC等基本信息，通過混合器將多個頻點進行混合后送入分配網。

2.3分配網

通過新建或利用客戶的HFC分配網絡系統將信號傳送至電視終端。分配網按照集中分配方式設計，使得線路損耗平均，用戶端電平接近（約為64±4dB），以此保證圖像的傳輸質量，使電視信號在處理和傳輸過程中不失真，從而使用戶獲得最佳的收看效果。

2.4網管系統

整套系統支持統一的網管系統，支持SNMPv1和SNMPv2c的查詢、輪詢及報警功能。網管系統的主要功能如下。（1）支持警報故障管理（警報監聽、聲音告警、E-mail告警及短信告警等）。用戶可以根據開始與結束時間、設備名稱或設備IP搜索歷史警報信息，系統可以通過餅狀圖、柱狀圖及時序圖顯示每臺設備的警報信息。（2）支持多設備管理和分組功能，便于將設備按照客戶進行分組、快速配置以及排障。（3）支持多設備配置管理，支持PID過濾、PID透傳、PID映射、各種PSI/SI表的插入與透傳、PSI/SI解析與編輯以及合成節目等。（4）支持多設備性能管理（可實時顯示數據，具有多種表示方法）。（5）支持多用戶操作，具有用戶管理和權限管理功能。（6）系統有良好的向下兼容性，可以同時控制新舊不同版本的設備。

2.5應急切換系統

為切實保障視頻內容的傳輸安全，DTMB融合數字電視系統搭載了應急切換系統，在衛星信號被攻擊或出現視頻內容違法違規現象的時候，系統能夠實現一鍵切換至中央一套，有效地提高了傳輸的安全性。

3項目主要技術創新

3.1發展思路創新

三網融合至今，隨著各運營商之間業務交叉融合，互聯網OTT業務異軍突起，有線電視公客業務空間不斷壓縮。近年來，公司不斷調整產業結構，在保公客發展的前提下，大力發展智能化、數據專線以及系統集成等集團客戶業務。本項目順應公司改革調整趨勢，將數字電視技術與集團客戶業務發展深度融合，以市場化的思路引導技術應用的發展方向，做到有的放矢、靈活調整。

3.2技術融合創新

DTMB融合數字電視系統的核心技術應用包括衛星接收系統、數字電視復用技術、IP組播技術、高清編碼技術以及DTMB傳輸技術。系統的建設沒有應用新技術，而是為應對當前發展環境，在面對新型業務需求的情況下，快速全面地調動優勢技術資源，將衛星、數字電視、網絡傳輸以及DTMB等技術靈活應用到業務發展中，為市場和客戶提供個性化和差異化的一體化解決方案，實現了技術手段在業務層面的融合創新。

3.3業務拓展創新

集客市場業務競爭異常激烈，各運營商之間打價格戰，不斷策反對方用戶。面對激烈的市場競爭，保用戶、保收益及保增長不能完全依賴革命性的技術應用。該系統貼近用戶需求，為用戶提供個性化和差異化的一體化服務，在市場實踐中體現出極強的市場競爭力。公司將數字電視收視費業務發展成系統集成類業務，承建客戶衛星系統、數字電視前端平臺、網絡傳輸系統以及機房工程建設，并持續提供維保服務，實現了項目的深耕細作，在提升收益的同時有效提升了用戶粘合度。

4結語

DTMB融合數字電視系統具有極好的可擴展性。一方面，在系統建設過程中，對頻點資源和帶寬資源等均作了適當的預留，可隨時插播城市宣傳、消防宣傳及旅游介紹等視頻內容，提供面向社會的公共服務能力；另一方面，充分考慮安全播出的重要作用，系統增加了一鍵切換功能，在緊急情況下可迅速將所有節目切換至中央一套，確保了視頻內容的傳輸安全。

參考文獻：

[1]鄧素蘭.DTMB信道調制的研究與實現[D].北京：北京交通大學，2008.

[2]馮振.IP組播技術及其應用[J/OL].中文科技期刊數據庫（全文版）教育科學[2016-05-11].

[3]侯勇，趙巍，吐爾根·依布拉音.視頻編碼標準H.264的主要技術特點及其應用前景[J].中國科技信息，2005（10）：48.

[4]潘瑩.DVB-C系統的復用技術[J].中國有線電視，2009（3）：250-254.

[5]劉駿.關于衛星電視信號接收系統的幾點分析與研究[J].科技傳播，2019，11（2）：157-158.

作者：郝錚 單位：江蘇省廣電有線信息網絡股份有限公司徐州分公司