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【摘要】2012年，泾县农村有线电视用户对数字电视的要求越来越迫切，群众呼声越来越高。针对这一形势，泾县广播电视台在考察了多家县级电视台的数字前端及各个厂商的产品后，决定与高斯贝尔公司合作，由其设计及建设一套IP有线数字电视前端。2013年初，此前端搭建完成并投入使用。
【关键词】县级;IP数字电视前端;设计及建设
1. 系统设计要求
（1）本有线系统中共传输约81套数字电视节目。电视信号经卫星接收机（超级编码器、适配器）、复用器、加扰机、QAM调制器后传送到下一级。
（2）81套节目组成13个码流包、13个通道再通过1台DCM独立加扰机进行节目加扰处理，使用一套同密的条件接收系统作为数字前端的CAS，最后通过IPQAM调制器输出RF信号进行混合后传输到光发射机，从而完成节目传播。
（3）QAM带宽8 MHz，符号率6.875 M，64 QAM。
2. IP数字电视系统的组成
2.1 IP数字电视系统信号传输流程
系统传输流程如下：泾县本地自办节目通过四路超级编码器GN-1834将模拟信号转换为数字IP流信号;普通卫星信号和中央加密节目等分别送入GS-1808 S和码流转换器GC-1816，输出为透明TS流信号送入ASI/IP适配器GM-2730B转换为数字IP流信号;泾县增值节目从安广网络信号中提取，经过DVB-C解调码流转换器，同时解密、输出透明TS流送入ASI/IP适配器GM-2730B转换为数字IP流信号，以上各路IP流信号经过千兆交换机后送入IP复用加扰机GM-8000处理，加密的IP流送入千兆交换机，最后送入GQ-3660B IPQAM进行数字IP信号调制，13路RF数字信号送入多路无源混合器进行射频信号混合，混合后的RF信号送入HFC网络进行数字信号传输。
2.2 系统主要设备参数
（1）GS-1808S四路数字卫星转换器：四路CI接口，遵循EN 50221标准，支持多种主流CA;支持DVB-S/S2、DVB-C、DVB-T和DMBT等信号解调;具有TS-over-IP千兆以太网输入、输出功能;具有四个ASI输入接口、四个ASI输出接口、四个RF输入接口、千兆IP数据端口、百兆IP网管接口
（2）GC -1816 CI专用码流转换器：可接收一路符合DVB标准的ASI、QAM或QPSK输入，输出到ASI或者IP端口的设备，支持对输入TS流中的节目进行解扰处理，同时对输入流中的一个节目进行解码;支持MPEG2（MP@HL）、 AVC/H.264 HP@L4.1高清解码;支持标准CI接口，符合EN 50221标准，支持多种主流CA;最多解扰节目数16套;支持TS Over IP输出功能。
（3）GN-1834超级编码器：是一款完整符合功能MPEG-2的四路低码率编码器;音视频信号经GN-1834P编码后，通过IP接口输出IP流;支持4路MPEG-2多种分辨率编码;四路独立视音频输入接口;支持视频VBR和CBR编码;支持超低码率编码; IP按UDP协议输出TS流，支持MPTS/SPTS模式;UDP负荷为7个188字节包长的TS流;支持NIT表插入
（4）GM-8000 IP综合处理平台（IP复用加扰机）：全IP化数据处理;支持多路节目流复用、加扰;支持同密及DVB-CAS加扰;单台设备可完成除码率转换及转码外的全部数字电视流处理;最多可同时处理250个输入TS流、20个输出TS流、1024个数字电视节目;TS输入带宽达到800 Mbps，输出带宽达800Mbps;数据输入、输出网络参数可灵活配置
（5）GQ-3660B IPQAM调制器：能接收多个IP数据形式的MPEG-2 TS流，并对插入的本地信息进行再复用和加扰;支持ITU-T J.83A和B;高速IP数据输入 ，支持IGMP 2.0;在单一设备下完成所有数字电视流码流处理（编转码和码率再调整除外）;可支持多达4位同密CAS及 DVB-CSA加扰;支持VOD模式下所有节目的分级加扰;支持再复用过程中的SI/PSI 自动生成及手动上传;支持PID过滤、透传及PCR自动校正;可同时处理多达250个输入流，16个输出流， 及1000个数字电视节目;支持ITU-T J.83 Annex A/B/C调制;最高可支持24频点 QAM的输出（8邻频一组）
2.3 系统软件
（1）CAS系统：通过了国家广电总局的认证，可以保障其安全性和稳定性，并且功能齐备，可选择的机顶盒厂家相对较多。
条件接收（CA）：只容许被授权的用户使用某一业务，未经授权用户不能使用这一业务。
加扰/解扰：加扰是为了保证传输安全而对业务码流进行加密。解扰是加扰得逆过程，在用户接收端的解扰器中完成。
产品（Product）：CAS对数字电视节目进行授权的最小单位。运营商在CAS产品的基础上根据运营需要进行打包形成运营产品。
业务（Service）：作为节目提供给用户的一套基本流。它们通常由不同数据组成，如视频、音频、字幕、其它数据等，通过公共同步关联起来。
同密（Simulcrypt）：指通過同一种加扰算法和加扰控制信息，使多个条件接收系统一同工作的技术或方式。
（2）SMS系统：通过对用户订购信息的记录与处理，形成用户数据库，并经由与CAS 的接口，向CAS 发送用户授权管理信息（EMM）的基本数据，据此实现对用户进行精确的授权控制与授权管理。
SMS在逻辑上主要分为以下几个部分：①前端管理子系统：在中心前端完成系统管理、产品管理、设备管理及优惠策略管理等工作的系统。②业务受理子系统：业务受理子系统负责各类实际的业务受理活动，处理各类前台客户服务操作。③统计查询子系统：通过统计查询报表系统查询所有数据库中已有的数据，对客户、产品、优惠、定购、交费、授权、业务操作等信息等进行查询和统计，并根据需要实现各种报表。④授权管理子系统：对所有授权信息的管理。⑤接口控制与管理：提供与银行接口、CA接口、国家监管接口等的对接与控制管理。⑥催费系统：提供对欠费、未缴费用户的全自动催费功能。⑦特殊用户管理：对不按运营规则进行业务的用户进行管理，如特权订户，全免或者部分全免，业务缴费可以随意的订户。⑧按群缴费系统：通过自定义，按小区、按集团、任意组合等方式，定义成一个订户群，由指定的人员代收代缴订户账单的费用金额。⑨有预留端口，可与其他厂家收费系统兼容。
（3）网管NMS系统：能够实现配置、安全、性能、报表等项目管理以及参数备份。
3. 系统功能及信号测试
3.1 系统功能测试
（1）发送节目信息EPG：正常
（2）节目加解扰CAS：正常
（3）机顶盒节目自动更新：正常
（4）SMS：正常
3.2 用户信号测试记录：
测试地点：乡政府、城管中队
测试时间：2013-1-6
测试结果：频谱仪测试仪测试信号电平正常，质量良好，频谱相对平整。用机顶盒测试的图像质量和信号强度也很好。
总结：经测试，该系统输出信号质量良好，频谱平整，用户主观观看体验很好，达到设计需求。
参考文献：
[1]赵明慧.基于IP的数字电视前端浅谈[J].中国有线电视，2017，439（23）：255-256.
[2]郑志尧.基于IP的数字电视前端平台[J].有线电视技术，2009，2（8）.
[3]张春岩.基于IP技术的数字电视前端系统的研究与优化[J].电视技术，2018（05）：90-91.
【关键词】县级;IP数字电视前端;设计及建设
1. 系统设计要求
（1）本有线系统中共传输约81套数字电视节目。电视信号经卫星接收机（超级编码器、适配器）、复用器、加扰机、QAM调制器后传送到下一级。
（2）81套节目组成13个码流包、13个通道再通过1台DCM独立加扰机进行节目加扰处理，使用一套同密的条件接收系统作为数字前端的CAS，最后通过IPQAM调制器输出RF信号进行混合后传输到光发射机，从而完成节目传播。
（3）QAM带宽8 MHz，符号率6.875 M，64 QAM。
2. IP数字电视系统的组成
2.1 IP数字电视系统信号传输流程
系统传输流程如下：泾县本地自办节目通过四路超级编码器GN-1834将模拟信号转换为数字IP流信号;普通卫星信号和中央加密节目等分别送入GS-1808 S和码流转换器GC-1816，输出为透明TS流信号送入ASI/IP适配器GM-2730B转换为数字IP流信号;泾县增值节目从安广网络信号中提取，经过DVB-C解调码流转换器，同时解密、输出透明TS流送入ASI/IP适配器GM-2730B转换为数字IP流信号，以上各路IP流信号经过千兆交换机后送入IP复用加扰机GM-8000处理，加密的IP流送入千兆交换机，最后送入GQ-3660B IPQAM进行数字IP信号调制，13路RF数字信号送入多路无源混合器进行射频信号混合，混合后的RF信号送入HFC网络进行数字信号传输。
2.2 系统主要设备参数
（1）GS-1808S四路数字卫星转换器：四路CI接口，遵循EN 50221标准，支持多种主流CA;支持DVB-S/S2、DVB-C、DVB-T和DMBT等信号解调;具有TS-over-IP千兆以太网输入、输出功能;具有四个ASI输入接口、四个ASI输出接口、四个RF输入接口、千兆IP数据端口、百兆IP网管接口
（2）GC -1816 CI专用码流转换器：可接收一路符合DVB标准的ASI、QAM或QPSK输入，输出到ASI或者IP端口的设备，支持对输入TS流中的节目进行解扰处理，同时对输入流中的一个节目进行解码;支持MPEG2（MP@HL）、 AVC/H.264 HP@L4.1高清解码;支持标准CI接口，符合EN 50221标准，支持多种主流CA;最多解扰节目数16套;支持TS Over IP输出功能。
（3）GN-1834超级编码器：是一款完整符合功能MPEG-2的四路低码率编码器;音视频信号经GN-1834P编码后，通过IP接口输出IP流;支持4路MPEG-2多种分辨率编码;四路独立视音频输入接口;支持视频VBR和CBR编码;支持超低码率编码; IP按UDP协议输出TS流，支持MPTS/SPTS模式;UDP负荷为7个188字节包长的TS流;支持NIT表插入
（4）GM-8000 IP综合处理平台（IP复用加扰机）：全IP化数据处理;支持多路节目流复用、加扰;支持同密及DVB-CAS加扰;单台设备可完成除码率转换及转码外的全部数字电视流处理;最多可同时处理250个输入TS流、20个输出TS流、1024个数字电视节目;TS输入带宽达到800 Mbps，输出带宽达800Mbps;数据输入、输出网络参数可灵活配置
（5）GQ-3660B IPQAM调制器：能接收多个IP数据形式的MPEG-2 TS流，并对插入的本地信息进行再复用和加扰;支持ITU-T J.83A和B;高速IP数据输入 ，支持IGMP 2.0;在单一设备下完成所有数字电视流码流处理（编转码和码率再调整除外）;可支持多达4位同密CAS及 DVB-CSA加扰;支持VOD模式下所有节目的分级加扰;支持再复用过程中的SI/PSI 自动生成及手动上传;支持PID过滤、透传及PCR自动校正;可同时处理多达250个输入流，16个输出流， 及1000个数字电视节目;支持ITU-T J.83 Annex A/B/C调制;最高可支持24频点 QAM的输出（8邻频一组）
2.3 系统软件
（1）CAS系统：通过了国家广电总局的认证，可以保障其安全性和稳定性，并且功能齐备，可选择的机顶盒厂家相对较多。
条件接收（CA）：只容许被授权的用户使用某一业务，未经授权用户不能使用这一业务。
加扰/解扰：加扰是为了保证传输安全而对业务码流进行加密。解扰是加扰得逆过程，在用户接收端的解扰器中完成。
产品（Product）：CAS对数字电视节目进行授权的最小单位。运营商在CAS产品的基础上根据运营需要进行打包形成运营产品。
业务（Service）：作为节目提供给用户的一套基本流。它们通常由不同数据组成，如视频、音频、字幕、其它数据等，通过公共同步关联起来。
同密（Simulcrypt）：指通過同一种加扰算法和加扰控制信息，使多个条件接收系统一同工作的技术或方式。
（2）SMS系统：通过对用户订购信息的记录与处理，形成用户数据库，并经由与CAS 的接口，向CAS 发送用户授权管理信息（EMM）的基本数据，据此实现对用户进行精确的授权控制与授权管理。
SMS在逻辑上主要分为以下几个部分：①前端管理子系统：在中心前端完成系统管理、产品管理、设备管理及优惠策略管理等工作的系统。②业务受理子系统：业务受理子系统负责各类实际的业务受理活动，处理各类前台客户服务操作。③统计查询子系统：通过统计查询报表系统查询所有数据库中已有的数据，对客户、产品、优惠、定购、交费、授权、业务操作等信息等进行查询和统计，并根据需要实现各种报表。④授权管理子系统：对所有授权信息的管理。⑤接口控制与管理：提供与银行接口、CA接口、国家监管接口等的对接与控制管理。⑥催费系统：提供对欠费、未缴费用户的全自动催费功能。⑦特殊用户管理：对不按运营规则进行业务的用户进行管理，如特权订户，全免或者部分全免，业务缴费可以随意的订户。⑧按群缴费系统：通过自定义，按小区、按集团、任意组合等方式，定义成一个订户群，由指定的人员代收代缴订户账单的费用金额。⑨有预留端口，可与其他厂家收费系统兼容。
（3）网管NMS系统：能够实现配置、安全、性能、报表等项目管理以及参数备份。
3. 系统功能及信号测试
3.1 系统功能测试
（1）发送节目信息EPG：正常
（2）节目加解扰CAS：正常
（3）机顶盒节目自动更新：正常
（4）SMS：正常
3.2 用户信号测试记录：
测试地点：乡政府、城管中队
测试时间：2013-1-6
测试结果：频谱仪测试仪测试信号电平正常，质量良好，频谱相对平整。用机顶盒测试的图像质量和信号强度也很好。
总结：经测试，该系统输出信号质量良好，频谱平整，用户主观观看体验很好，达到设计需求。
参考文献：
[1]赵明慧.基于IP的数字电视前端浅谈[J].中国有线电视，2017，439（23）：255-256.
[2]郑志尧.基于IP的数字电视前端平台[J].有线电视技术，2009，2（8）.
[3]张春岩.基于IP技术的数字电视前端系统的研究与优化[J].电视技术，2018（05）：90-91.