有线数字电视讲座第二讲-有线数字电视前端播出系统-下.pdf

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1、中国有线电视 2004（11）CHINA CABLE TELEVISION实用连载有线数字电视讲座第二讲 有线数字电视前端播出系统（下）冯传岗，宋 茜（泰州市广播电视局，江苏 泰州 225321）中图分类号：TN949.197 文献标识码：E 文章编号：1007-7022（2004）11-0064-09（上接第 09/10 期）五 网络设备管理系统1 概述随着 CADTV 系统功能的逐渐增加、系统规模的日益扩大，前端设备的数量、厂家，信号的来源、种类、数量都在成倍增加，数字信号的高度压缩复用，使模拟时代只对信号电平监控的方式已经远远不能满足数字时代的要求，数字电视系统对网络设备的管理提出了更新

2、、更高的要求。CADTV 信号本身的数字化使信号成为可控制、可查错、可纠正、易调整的“0”，“1”符号，对于信号的监测、纠错变得简单易行，而且随着网络协议的丰富和完善，各厂商对于 DVB 标准的支持，也适时为网管系统的统一提供了良好的发展平台。在目前的 CADTV 市场中，各 CADTV 前端设备知名厂商如 BareoNet，Divicom，Philips，Scopus，都在系统设计之初就将网络管理放在了开发的重要地位。各个厂家的网管系统虽然各不相同，但大都具备设备管理、网络监控、信号控制等几个方面功能，对各自系统的所有前端设备，包括信号的接收、编码、复用、传送等部分，以及整个 Cable 网

3、络中不同前端中的设备进行管理。有些厂商如 Telesle 开发的网管系统，甚至对具体到每个光节点都可以进行统一的管理控制。这些新一代的网管系统较之以往，都遵循人性化设计原则，采用了图形化界面，相关设置、管理、控制都力求简单易行。同时，其他的第三方设备厂家开发生产设备时，333333333333333333333333333333333333333333333333大多都试，如图 1 所示，接入有线前端进行测试，检验器件的稳定性与可靠性，并筛选出性能正常的器件，通过在线长时间发码，进行加解扰反复操作，发现并淘汰了一些不可靠的器件，这样，安装后有效地降低了故障率。图 1 器件测试的连接框图管理系统

4、在试运行期间，正是本地最寒冷的季节，非正常加扰或系统不受控的现象频繁发生，造成用户不能正常收看电视。起初，对这种故障的处理无从下手，后来，经过不懈努力，厂家及公司技术人员终于摸清了原因，原来，本地寒冷的气候也影响到系统的正常工作，解码器高高挂在室外线路上，在零下二三十度的气温中，解码器件无法正常解码，经过反复试验，确认低温使解码芯片性能不良，更换解码器中的芯片后，系统经受住了严寒的考验，可见，作为解码器的核心部件，芯片的质量直接影响系统工作的可靠性，国产芯片的性能明显不如进口芯片。收稿日期：2004-04-0546增加了许多管理连接接口，可以很方便地实现与其他网管系统连接。综上所述，我们可以看

5、到随着数字系统的逐步深入，数字网络管理系统将占据越来越重要的地位，成为前端系统构建、管理、维护、运营的核心。而且一个可以综合管理 LAN、前端系统、传送系统、业务系统的统一网管也越来越成为数字电视系统发展中的关键所在，必将成为未来系统建设、运行中的核心，发挥模拟网管不可比拟的作用。2 网络管理系统的基本要求2.1 网络管理系统的定义网络管理就是对网络的性能、品质和安全性进行监测和控制的过程。所谓网络管理系统（以下简称为“网管”），就是基于先进的网络技术、接口协议、通信协议，以大型数据库为基础，可以对数字电视系统中的前端设备、网络设备，进行统一管理、系统规划、参数设置、监测报警，同时对整个系统中

6、的信号生成、流向、质量进行控制，并将所有运行信息、错误信息集中管理，提供给网络运营商较为直观的网络数据，保障数字网络系统协调、正常、安全运转。2.2 网络管理系统的分类（1）按照系统组成分为硬件系统：包含前端设备、管理计算机、连接网络。软件系统：网管软件、接口协议、通信协议。（2）按照分属不同分为客户机部分：包含前端设备中固化的或是下载到本机的驱动以及网管远端（Client）程序、相关协议等。服务器部分：包含服务器端（Server）的集中管理软件、所有协议、驱动库等。2.3 数字网络管理的特点较之模拟网络管理系统，数字网管具有管理统一、备份灵活、自动切换、远程可控、信号可控、信息明显、错误明确

7、、监视直观、日志全面、操作简便等许多特点。2.4 网络管理的基本功能ISO（国际标准组织）对网络管理系统建议了 5 项基本的功能。（1）性能管理性能管理是提供对网络设备的状态以及网络和网络单元的有效性进行评估和报告的一组功能，包含性能监视、性能管理控制和性能分析等，以便核实所保持的服务等级，鉴别实际和潜在的瓶颈，并建立和报告有关管理策略的实施情况。（2）故障管理故障管理提供对信息、网络及其环境的异常情况进行动态检测、隔离和校正的一组功能，包含监视、故障定位、故障校正、测试、故障管理等，这些操作能迅速地甄别出问题所在以及性能是否降低，必要时启动控制功能，包括诊断、修理、测试、恢复、备份等。（3）

8、配置管理配置管理提供收集、鉴别、控制来自代理的数据并将数据提供给代理的一组功能，这些数据包含软硬件的运行参数和条件、路由控制、备份操作条件等。（4）安全管理安全管理提供保证运行中的网络安全的一组功能，包括认证、访问控制、数据机密性、数据完整性、数据可用性等，安全管理借助风险分析，使成本和风险达到最佳搭配，实现网络安全运行。（5）计费管理计费管理提供测量网络中各种业务的使用数量并确定使用成本的一组功能，包括账单功能、资费功能等，主要控制有关资源的用法，面向成本和面向信息收集、解释、处理和报告的过程。2.5 网管的一般要求（1）良好的开放性结构，适用多种业务与物理异构网络支持多业务类型：通常某个单

9、一的信息网络都会有一个特定的网管系统，但是随着业务量的增长和网络形式的多样化，厂家都在大力发展综合管理系统，努力使自己所有产品的管理基于一个单一的平台，这样可以有效地简化网管的操作方式，增强系统的竞争力。适应大型网络需求：网管的管理功能越强大，所管理的网络范围也就越大，因此网管系统应当具有足够的网络规模容量。网管系统应该具有良好的开放性结构，易于管理、集成其他厂商的网络系统和设备资源，即具备多厂商设备的管理支持能力。（2）全面的网管功能优良的计费系统和用户管理系统是网络成功运营的关键之一，良好的用户界面和简洁明了、易学易用的操作方式也是衡量系统的一个重要标准。（3）标准化程度由于网络管理的复杂

10、性，要求网络管理系统应该尽量采用相关标准，尽量靠近标准，如通常的 SNMP（Simple Network Management Protocol：简单网络管理协56中国有线电视 2004 年第 11 期 冯传岗等：第二讲：有线数字电视前端播出系统（下）议）和 CMIP（Common Management Information Protocol：公共管理信息协议）标准。由于设备生产的逐渐标准化和 SNMP 协议的易用性，多数厂家能够严格按照SNMP 协议来设计网管，在所有具有 IP 地址的网元都可以很方便地被系统管理起来。（4）综合管理能力要实现真正意义的全程全网集中管理模式，需要建立各系统互

11、联的公共信息平台，即综合网管监视系统。该系统按照有关协议标准与各专业网管系统相连，根据各专业网管提供的数据资源，形成一个综合直观的网管图形监视界面，并能做出综合的全网分析报告。为了不过分增加中央网管的负担，系统应当提高分布式管理能力，在分级管理的情况下，中央管理系统通过控制下层网管系统实现对全网络的整体管理。3 CADTV 前端网管功能数字网管系统在不同的前端系统中，由于采用技术、实现手段等不同，使用方式以及一些技术细节也不相同，但无论形式如何，它们实现的功能都可以大致归纳为以下几点。3.1 网络设置这一部分是一个网络系统构建的基础，网络管理员在构建整个系统之初就应该并且是必须对整个系统进行一

12、次整体的、细致的规划，必须按照 CADTV 标准的要求，对系统的整体结构，包含节目、节目信息等参数作出详尽的分配参数表，以保证系统的标准性、规范性，为系统未来的扩展打下良好的基础，防止非标准操作带来的后遗症。网络结构：明确内部（Active Networks）以及外部（External Networks）网络的定义，完成网络 ID 的分配，同时对网络中的 TS 流进行定义，设置相关参数，如：TS 流 ID，通道属性（卫星、有线），码流参数（频率、码率、前向纠错 FEC、调制方式等）。CA 加入：如果称网管系统是数字系统的核心部分的话，那么 CAS 可以说是整个系统的灵魂，它是整个系统构建、运营

13、、可持续发展的必要保障。在这部分，我们需要对内网中每个 TS 流与使用的 CAS 进行关联，通过 CAS-ID（CA System ID，根据 DVB 标准定义）号告诉系统使用的是何种 CAS。带宽分配：对 TS 流中的节目、PSI/SI 信息以及EMM 信息等分配带宽，以保证在整体 TS 带宽不超出信道输出容量的前提下，合理使用带宽，避免带宽溢出。3.2 系统构建（1）设备加入即在网管中添加（安装）系统中所有前端设备的信息，为设备分配 IP，定义名称，添加设备物理地址，明确功能板卡以及接口板卡类型，定义接口的 ID，为信号连接打下基础。（2）协议安装大多数网管系统之间的通信主要采用 TCP/

14、IP 网络协议，但是 Bareo Net 公司的前端系统采用了多种通信接口（RS232，RS485，RJ45），并且自己定义一些特定的协议，所以在添加设备时还需要安装相应的通信协议和驱动（RCDS，IIOP，SNMP）软件。（3）接口定义数字电视前端设备（编码器、复用器）大多采用模块化设计，在一个单一设备上可以通过功能板进行接口扩展，同时提供给用户多种接口类型进行选择（ASI，SPI，DS3，E3 等），以复用器为例：Philips 的 Token MUX 可以插 14 个模块（最多11 路输入，不考虑 CA 接入）；Divicom 的 MN20（4RU）可以插 10 个模块（最多输入可以为

15、8 4=32 个，带宽允许的话，可考虑 CA接入）；BarcoNet 的 PEGASUS 同样提供了 6，8，12 路以及多种接口的组合供用户选择。由以上可知，由于设备接口数量的增加，而且根据系统设计的要求，信号流向不再是单一的，而可能是多对一或者是一对多，因此为了明确信号流程，对每一个接口进行定义、编号就是必不可少的了。（4）设备连接即根据系统设计将前端设备按照设备编号或是相应图标进行软件链路的连接，而且需要具体指定设备接口间的连接方式，从而完成软件链路上通信通道的联通。根据系统的不同，设备连接方式也不尽相同，如Philips 公司的前端系统是利用设备编号进行连接的，即在 CSM 网管中将需

16、要连接的设备输入、输出端口号在特定表格中对应，网管会自动地将相应设备连接，然后在监视图形上可以看到连接效果；而 Divicom 公司的前端系统则先在创建了各个设备的图标后，利用图标以及绘图工具进行设备的连接，这种方式简单明了，也有效地减少了系统管理者的工作量。3.3 信号管理（1）信源加入。对系统中的各种节目源进行统一的定义，包含节目的来源、节目类型、节目所属网络等信息，如标明节目类型，是卫星节目、还是本地编码节66冯传岗等：第二讲：有线数字电视前端播出系统（下）中国有线电视 2004 年第 11 期目；定义特定信号的来龙去脉，如通过几号编码器编码产生，进入几号复用器，与几号端口连接，从何处输

17、出，最终经几号调制器调制输出等。（2）信号选取。主要是在复用器中进行节目码流的挑选，即在所有进入复用器的码流中选取符合要求的服务，供复用输出使用。（3）节目组合。按照标准将多种来源的节目（服务）进行再复用合成一套可供传输的 TS 码流。（4）编码定义。定义待编码流的码率以及编码方式等，包含视频、音频两部分。视频指选择 PAL，NTSC制式，采用多大的分辨率、GOP 等；音频需要选择编码码率、量化比特、是否采用 AC-3 编码方式等。（5）输出控制。决定码流是否输出，在何时输出。（6）加密控制。决定码流在输出时是否让加扰板工作，是否采用 CAS 进行加密。（7）PSI/SI 控制。决定输出码流中

18、是否加入系统自定义的 PSI/SI 信息，该项选择对于系统中是否能成功加入 EPG 信息有较大影响。一般而言，基本上所有的网管系统均将外部的 PSI/SI 信息作为输出首选，当外部没有该信息时，系统自动添加信息。3.4 安全管理（1）状态监控。现有国外网管系统均采用形象化的网络拓扑图来体现整体网络结构、设备状态，可以让网络管理人员直观地看到系统构建是否成功、系统结构、信号流程、设备信号状态等管理信息，而且可以看到特定设备中的功能板卡、接口板卡的状态，以便及时掌握第一手资料。（2）设备报警。包含设备板卡、电源、输入、输出、参数等错误信息的提示预警。（3）信号报警。包含信号的有无、码率溢出、PCR

19、抖动、BER 等码流信息。特别是 BarcoNet 公司的复用器 PEGUSUS，在内置网管的控制下，可以自动对输入的码流进行标准分析，分别检验 Syncloss，Syncbyte，PAT，Continuity Count，PMT，PID 等值，然后确定码流是否可以进行复用。（4）预警手段。充分考虑系统的安全措施，提供多种预警方式，包含声、光、电等信号，可以帮助网管人员及时发现问题、解决问题。3.5 系统维护在重要的播出中，网管系统的优劣不仅在于系统构建的简便，预警的准确及时，更重要的在于网管是否能提供一套多样、全面、实效的管理策略，以减少管理人员的工作量，保证安全播出。（1）备份方案（N:1

20、，1:N）这部分是相当关键的部分，不仅决定系统各部分采用何种备份方式，是采用 N:1 还是 1:1 方式，更重要的是定义备份策略，如备份优先级、备份启动门限、主路恢复条件等要素，从而由网管根据系统状态实现自动备份切换。目前，在各产品系列中，编码器、调制器等输入/输出单一的设备一般可以采用 N:1 方式备份，而复用器却无一例外需要采用 1:1 备份。无论何种方案，系统中均需要加入特定的切换开关或矩阵。切换开关主要用于复用输出时的备份切换，方便而且廉价。但是 1:1 方式造成系统造价成倍提高，而且备份设备与被备份设备处在同等损耗状态，造成极大的资源浪费。然而，矩阵无疑是最好的备份切换设备，它可以方

21、便地实现复杂的 N:1 备份方案，灵活、易用、调整容易，但是矩阵一般都价格不菲，因此中小电视台较少使用。同时，矩阵的加入也为系统增加了一个新的单故障点，而且影响面很大（一般涉及到整个系统），虽说该设备安全性极高，但是一旦发生故障，后果就不堪设想。（2）维护提示系统能够向系统维护人员提供系统维护信息和需要进行维护的设备及设备状况，如当编码器运行超过3 000 h 时，能够提醒维护人员对编码器进行除尘等护理。（3）信息汇总系统能够自动记录系统的每日启动、关闭、错误等所有信息，生成相应的日志文件，并且进行归类管理，同时管理人员可以定义日志的更新频率，根据这些信息，可对系统的负载、设备状态做出正确的判

22、断。（4）远程控制系统具有远程控制功能，以便在系统出现故障时能够通过远程遥控对系统进行处理，而且在多级前端系统中，可以用一个网管系统将所有前端统一管理起来，节约大量投资。4 网管系统的建立一般而言，建立一套完整的网管系统，可以按以下几步实现。4.1 建立网络拓扑结构根据系统结构图，将其软件化。将所有的前端设备在网管中添加，安装各种驱动程序，并分配合理的IP，设置好相应的工作参数，完成系统的整体连通。4.2 信号流程控制对系统中的所有节目码流进行参数定义，分配76中国有线电视 2004 年第 11 期 冯传岗等：第二讲：有线数字电视前端播出系统（下）PID、码率、I/O 接口等资源，同时对所有输

23、入信号进行编码、再复用、PID 过滤等操作。4.3 节目信息控制对于所有的输入/输出信号进行属性定义，填写相关的描述信息。根据实践经验，建议描述信息应该尽量明确、详尽，这样可以为未来的系统验收、检测、维护提供极大的方便。4.4 建立备份、安全方案这一步关乎系统整体运行的稳定性、安全性，可以说是至关重要的，需要对切换设备进行通道参数、信号测量、备份策略、报警条件、日志策略等安全措施设置，使系统最大限度地实现自愈运行。4.5 加密控制在系统中加入条件接收系统，定义相应的通信接口、通信协议，添加加密策略集（加密方式：诸如节目组合，PPC，PPV 等），然后对播出码流（TS）或业务（Service）选

24、择相应的加密方式或所使用的 CA。系统（如果是同密系统的话）为终端用户提供多样的接收模式，真正体现数字电视系统的灵活性、优越性。当然以上设置只是实现了前端与 CAS 间的关联，网管系统均设置了加扰控制开关，以决定是否、何时使加扰器工作，使节目加密输出。4.6 系统运行现有流行的国外前端产品，系统运行时大多需要在网管的控制下才能正常工作，因此在设置完各种参数后还需要启动网络管理软件。这样的话，网管系统会根据设置在系统中寻找设备，进行设备初始化、控制信号播出，同时实现监测、校验、备份等安全控制。5 网管系统的比较目前，在国内 DVB-C 市场中，已经投入使用的数字前端系统较多地使用了 Philip

25、ss，BarcoNet，DIVICOM3 家公司的前端设备。3 家公司都开发了自己的前端管理系统，分别命名为 CSM（Compress System Manag-er），Rosa，THESYS 系统。在数字电视系统中，收费以及用户信息管理功能分别由 CA 系统以及用户管理子系统协作完成，所以这 3 款网管系统都具备了 ISO 推荐的网管系统 5 大功能中除计费功能以外的其他部分，可以说在功能与结构稳定性上没有太大的差距，但是由于设计思路不同，3 款前端网管又各具特点，下面根据实践经验做一个大致的比较。5.1 结构体系PHILIPS，DIVICOM 公司的前端产品（特别是复用器）的管理、设置均需

26、要在 CSM，THESYS 的控制下进行操作，才可以实现完整数字电视前端的建立、运行。BarcoNet 公司的前端产品采用了多种控制方式，对于编码器、调制器等设备通过 Rosa 就可以实现参数的设定，而复用器、编码器因为采用了内置的网管，所以只要利用安装 Java（一种新型的计算机语言）虚拟机程序，利用 IE 浏览器就可以脱离 Rosa 网管进行控制，这是 BarcoNet 公司产品的一个最大的特点，这使得产品的连接、使用变得方便、灵活、多样。5.2 操作方式Rosa 系统采用了树形菜单以及图形化结构进行设备的管理，结构清晰、操作简便，如复用器中再复用TS 流的选择，只需要在界面中简单地拖拉就

27、可以实现。THESYE 网管采用了图形化结构进行设备连接，操作简单方便，信号的添加、选取、复用采用表格结构进行控制。CSM 系统安全采用的是表格式结构，所有参数设置、设备连接均需要设置，而且设计较为深层次的接口、协议、标准的设置，在这 3 款网管中，比较而言CSM 网管的可操作性较差。5.3 支持系统表 5 表示网络管理系统支持的操作系统。表 5 网络管理的操作系统网管系统CSMRosaTHESYS支持的操作系统Windows NT支持支持支持Windows 95支持支持否5.4 设备连接要实现系统设备间的连接，特别是编码器与复用器之间的连通，PHILIPS，DIVICOM 公司的前端产品不仅

28、仅需要硬件上正确的连接，而且在 CSM，THESYS 网管系统中需要将对应的软件端口进行连接定义，这样才能保证信号的正常流通。而 Barco 公司的产品，均能独立使用，只要硬件上连接好，不需要在 Rosa 中再进行设置。5.5 错误浏览3 款网管均提供了各自的错误报告并生成详细的日志文件，同时提供声、光、电的报警手段。但是相对而言，THESYS，Rosa 网管采用了树形结构体系，错误信息分类清晰，浏览明了，还具有信息过滤功能，使得历史信息的查看简单易行。而 CSM 网管在这方面却存在不小的差距，在错误日志的管理上较为简单，所有错误信息只是按照时间86冯传岗等：第二讲：有线数字电视前端播出系统（

29、下）中国有线电视 2004 年第 11 期顺序逐条罗列，没有分门别类进行管理，给日常的维护、历史错误信息管理带来了许多不便。5.6 接口协议网络管理系统的接口协议见表 6。表 6 网络管理系统的接口协议网管系统支持接口相关设备CSMRJ 45复用器 Token MUX 以及编码器RS 232卫星接收机、调制器THESYSRJ 45复用器、编码器RpsaRJ 45复用器、独立扰码器RS 232矩阵RS 485调制器、编码器、卫星接收机5.7 管理范围从网管可以控制的网络设备来看，PHILIPS，DIVI-COM 的两款网管准确地说是数字前端的网管，作用范围仅仅限在前端设备，如编码器、IRD、复用

30、器、调制器等。而 Rosa 网管却是一个相对完整的管理体系，允许用户对所有的宽带服务及完整的网络进行远程管理和控制，可以管理所有的 BarcoNet 公司设备，包括数字前端产品、DTV 视频分配网络、HFC、模拟 CATV、分配骨干网、广播分配系统等。5.8 运行辅助功能即根据系统运行情况，对信息进行综合的统计、分析，实现系统的自愈，而且可以自行调整网络设备的参数，以期达到系统的最佳性能体现。在这方面，Rosa网管可以说是较为全面的系统，它可以根据网络状况，自行调整 QAM 调制器的输出电平，保证输出信号间的电平平衡。5.9 管理能力网络管理系统的管理能力见表 7。表 7 网络管理系统的管理能

31、力网管系统CSMRosaTHESYS最大可管理的组件253 个最大可管理的 TS 流16 个253 个6 统一网管6.1 必要性随着数字电视业务的发展与网络规模日益庞大，网络类型越发复杂。由于中国数字电视市场的特殊性，数字电视系统不可避免存在着多家设备、产品，而且因此存在多个独立的子系统网管，这将给网络运营带来诸多不便，因此有线广播电视台对建立单一的综合网管系统的需求日益增长。目前，前端厂商开发的网管均包含了 SNMP 管理模块，提供了相应的 API 接口，支持第三方设备的加入以及与其他管理系统连接，而且国内外厂商开发的硬件设备也大多按照 SNMP 协议进行相关网管设计，这使得不同厂家设备的统

32、一管理变得实际可行。目前的数字电视前端系统大多采用国产的业务系统，如 EPG，CAS，数据广播，NVOD 等，这些业务系统相对独立，只具有一些简单的状态监测功能，基本没有完整功能的网管。所以在统一网络管理的建立过程中，需要业务提供商大力加强对 SNMP 支持的力度，完善管理信息库，提供较为完整的 API 接口，为多业务系统统一网管打下基础。6.2 简单网络管理协议（1）简介SNMP 是一种基于 TCP/IP 协议的互联网络的管理协议标准，它将管理部分划分成两部分并分别规定了各部分的标准。第一部分涉及信息通信，协议规定了运行的管理客户端如何与服务器通信。协议定义了客户和服务器交换报文的格式和含义

33、，以及名字和地址的格式。第二部分关于被控制的数据，标准规定网关必须保持的数据项目、数据项目的名字和格式。SNMP 的设计原则是简单性和扩展型，简单性通过信息类型限制、请求/响应或协议而取得；扩展型主要是通过将管理信息模型与协议、被管理对象的详细规定（MIB）分离而实现的。SNMP 的体系结构分为 SNMP管理者和 SNMP 代理者。（2）基本原语SNMP 采 用 轮 询 和 事 件 驱 动 两 种 访 问 方 法。SNMP 使用基本的 5 种通信原语得到管理信息，这 5种基本原语是 Get-Request，Get-Next-Request，Set-Re-quest，Get-Response，T

34、rap。Get-Request 被 Manager 用来从 Agent 取回某些变量的值；Get-Next-Request 被Manager 用来从 Agent 取回某变量的下一个变量的值；Set-Request 被 Manager 用来设置或改变 Agent 上某变量的取值；Get-Response 是 Agent 向 Manager 发送的应答；Trap 被 Agent 向 Manager 报告某一异常事件的发生。其 中，Get-Request，Get-Next-Request 和 Set-Re-quest 这 3 种操作都具有原语的特性。（3）协议数据单元格式在 SNMP 中，信息按照

35、SNMP 消息的形式在一个管理站和一个代理之间进行交换，每个消息包括一个指名 SNMP 版本的版本号、一个用于安全性的团体名96中国有线电视 2004 年第 11 期 冯传岗等：第二讲：有线数字电视前端播出系统（下）字以及 5 种协议数据单元中的一种，这种协议数据单元称为 PDU（Protocol Data Unit：协议数据单元）。PDU 格式都由 PDU 类型、请求 ID 号、变量域和其他几个方面组成，具体的情况如图 15 所示。图 15 五种基本原语的 PDU 格式（4）网络管理信息库MIB（Management Information Base：网络管理信息库）是网络管理的重要组成部分

36、。具体地讲，MIB 是网络管理数据的标准，此标准详细规定了网络元素的标准（如 RFC 1213）、网络元素必须保存的数据项目、数据类型，以及每个数据项目中允许的操作。通过对这些网络元素的 MIB 库数据项目的存取访问，即可得到对这些网络元素的所有统计内容，对这些统计内容综合分析即可实现基本的网络管理。6.3 统一网管的地位随着数字电视系统改造的逐步深入，一个统一的、标准的、安全的网管系统必将成为系统发展的重中之重，只有支持统一网管的设备以及系统才能在未来的竞争中存在。统一网管系统的建设不仅需要设备提供商、业务提供商的大力支持，还需要节目提供商、运营商提供更多的建议和意见。可以说，统一的网管系统

37、关系到数字电视产业的每一个环节。六 前端播出系统的集成CATV 网络公司应结合自身实际情况和发展规划，完成 CADTV 系统的设计方案，前端播出系统的集成将把该设计方案建设成为实际运营的系统。系统集成包括工程方案设计、工程施工、系统试运行、系统测试和系统验收等几个部分，其中工程方案设计是系统集成中至关重要的一个环节。1 前端播出系统集成的设计原则1.1 设备选型（1）设备配置。数字电视前端设备大多采用模块化设计，一个单一设备可以通过功能板进行接口扩展，同时提供给用户多种的接口类型进行选择（ASI，SPI，DS3，E3 等）。因此，根据用户需求，配置最佳的设备清单。（2）安全性。系统中运行的每个

38、设备至少做到N:1的备份方案，同时对故障的反应时间和恢复时间要足够短，在条件许可的情况下最好使用网管系统统一控制的自动矩阵来实现备份控制。1.2 电缆的选择在方案设计中，连接设备的电缆的选择也不容忽视，应该根据模拟信号还是数字信号、音频还是视频、距离的长短、基带信号还是射频信号等几方面去选择。1.3 接口设计所有的设备用 DVB-ASI 作为基带数字信号传输的连接，网络管理系统采用 SNMP 网络协议，条件接收系统可以根据自身需求决定是否采用同密接口。1.4 布局设计为了操作方便，播出系统中的几个子系统应该在机柜布局中划分成不同的区，如信源区、存储播出系统区、调制区等，同时为系统扩展保留一部分

39、机柜。1.5 网络设计前端播出系统涉及多个子系统，网络设计应注意以下几点：（1）从安全性考虑，每个子系统拥有一个独立的网段，彼此之间尽量隔开。（2）网段从 C 类网段中选择，同时网址要有预留，方便以后的扩容。1.6 线表设计建设一个完整的前端播出系统规模很大，设备之间的信号线缆和控制线缆也相当多，因此，考虑到工程施工、系统维护、系统扩展等因素，必须设计一套直观方便的线表。1.7 网络管理系统网络管理系统就是基于先进的网络技术、接口协议、通信协议，以大型数据库为基础，对数字电视系统中的前端设备、网络设备进行统一管理、系统规划、参数设置、监测报警等的计算机管理系统，如前端设备网络管理系统、中间件管

40、理系统、条件接收管理系统等。目前还没有一个网络管理系统能够统一管理系统中的各个系统，因此在方案设计时要有以下几点考虑：（1）通常的网络协议标准有 SNMP 和 CMIP 标准，由于设备生产的逐渐标准化和 SNMP 协议的易用性，多数厂家能够严格按照 SNMP 协议来设计网管，所有具有 IP 地址的网元都可以很方便地被系统管理起来。07冯传岗等：第二讲：有线数字电视前端播出系统（下）中国有线电视 2004 年第 11 期因此，从易于扩展并尽可能涵盖整个网络的角度出发，要求各个网络管理系统采用统一的网络协议标准，并带有标准软件接口。（2）要求各个网络管理系统有远程管理模块，以便于有线广播电视台对系

41、统和设备的管理。（3）将各个网络管理系统的监控模块安装在一个监控计算机上，并提供多种预警方式，包含声、光、电等信号，以方便对播出系统中所有系统、设备的监控。2 前端播出系统集成案例2.1 用户需求（1）第一期工程：主要实现 16 套数字电视服务以及数据广播服务、EPG 和股票信息服务3 种增值业务。（2）第二期工程：实现节目和服务的付费播出，建设存储播出系统。图 16 CADTV 前端播出系统的构成（3）第三期工程：开展双向、交互式应用。根据用户需求，采用卫星接收机和编码器完成 12 套数字卫星节目的接收和 4 套本地模拟节目的编码，采用 UPSYS中间件实现 3 种增值业务，采用 China

42、 Crypt 条件接收系统和独立扰码器完成节目和服务的付费播出。第一、二期工程的系统结构见图 16。2.2 数字电视信源系统数字卫星电视接收机接收来自卫星的数字电视节目，信号码率最高可达 45 Mb/s，输出 ASI 接口的SPTS/MPTS 信号，进入切换矩阵，再到传输流复用器，共使用 13 台 IRD，其中 1 台用于冗余备份。编码器（PYXIS）用来对演播室的模拟信号或 SDI 等信号进行压缩编码，编码的码率可以在 2 50 Mb/s 任意设置，ASI 接口输出单节目流（SPTS），进入传输流复用器进行复用。共使用 5 台编码器，其中 1 台用于冗余备份，编码器输出的 ASI 信号进入切

43、换矩阵，再到传输流复用器进行复用。2.3 复用加扰系统传输流复用器将从切换矩阵过来的卫星接收机和编码器的信号进行选取再复用，输出速率最高可达214 Mb/s，一般按照 64QAM 的调制要求设置在 38Mb/s，然后进入独立扰码器进行加扰，再到切换矩阵。根据使用的 IRD 的数量和编码器的数量，需要的节目数，计算出大概的码率，使用 1 台 6 输入口的复用器和3 台8 输入口的复用器，其中 1 台 8 输入口的用于冗余备份。使用 7 台加扰器，其中 3 台对卫星和编码的节目进行加扰，1 台对股票系统的码流进行加扰，3 台对视频服务器播出的码流进行加扰，最后 1 台作为备份。2.4 中间件系统中

44、间件系统基于国内开发的中间件实现，业务包括 EPG、数据广播和股票信息。2.5 NVOD 系统该系统是存储播出系统的子系统，由离线编码器、上传服务器、磁盘阵列、播控服务器、表单播放、视频服务器构成。17中国有线电视 2004 年第 11 期 冯传岗等：第二讲：有线数字电视前端播出系统（下）视频服务器内部完成节目流的复用，播出 3 路多节目流的 TS 信号，每路码率为 38 Mb/s 左右，占用 3 个模拟频道的带宽，进入独立扰码器进行加扰，由 NVOD管理系统进行播出管理。2.6 CAS 和 SMS（Subscriber Management System：用户管理系统）采用 ChinaCry

45、pt 的 CAS，由前端控制系统主机CAS 和 SMS 组成，前端系统软件由 SAS，EMM 控制器，EMM 注入器，ECM 注入器等构成。2.7 网络管理系统网管系统由 ROSA 管理软件、控制主机和客户机构成，系统内的卫星接收机、编码器、矩阵、复用器、独立加扰器、调制器等均由网管统一管理，具有系统运行控制功能、系统维护功能、系统网络控制功能、系统测试功能，使用 1 台 LM860 设备进行自动电平检测，检测结果返回到网管系统，由网管系统完成对调制的自动电平调整；系统备份自动切换，为应变突发的故障，需要矩阵将冗余备份设备自动切换到工作状态，矩阵在系统中的使用按信源处理级和调制级各使用一级矩阵

46、，第一级在复用器前，第二级在 QAM 前，为预防矩阵出现问题，在矩阵的前后各使用了 1 台无源跳线器，可通过跳线架实现手动切换，以便随时调配或改变信号传输链路。2.8 频道使用和调制采用较为成熟的 QUASAR MKII QAM 调制器可以较好地保证网络的信道指标，经对各个节目码流的事先分析测试，计划使用9 个模拟频道，搭建 DVB-C 系统初级平台。（1）数字视频传输：占用 3 个模拟频道，用于卫星数字电视节目和模拟节目转发。（2）NVOD 通道：占用 3 个模拟频道，提供影视节目、教育、医疗等内容供点播。（3）增值业务：占用 3 个模拟频道，数据广播、股票业务通道和 STB（Set-Top

47、-Box：机顶盒）软件更新通道，软件更新通道实际占用带宽 20 M 即可，在将来系统升级后可以和其他码流复用。2.9 系统设计特点（1）全套采取成熟的数字前端产品，符合 DVB 标准，保证了设备的最好兼容性、最佳稳定性，提供高质量的节目。（2）前端设备网管系统可以设置不同级别的管理员账号，对所有设备均可以完全管理，特别是两级自动切换矩阵使系统故障的恢复时间缩短至最小，从而保证了最高的安全性、可靠性。（3）良好的开放性、兼容性，使用符合 DVB 信道和信源标准的设备搭建 DVB 数字电视平台和基于中间件平台的增值业务系统实现了成功、安全的对接。（4）根据有线广播电视台的 80 万用户的规模和重要

48、性，采用成熟的、先进的、备份齐全的设备构建DVB-C 平台是非常必要也是比较经济的。（5）可扩展性和升级能力，该系统的 SMS 和 CAS的加扰功能都具备充足的扩展空间，在一定的情况下只要通道设备增加即可实现系统的升级。（未完待续）收稿日期：2003-11-19444444444444444444444444444444444444444444444444CCTV-3，5，6，8 及新闻频道更换转发器接收参数调整注意事项齐秋宇（河南中南工业有限责任公司，河南 方城 473264）2003 年 10 月份中南工业有限公司党工部电视台接到河南省有线电视传输服务中心通知，CCTV-3，5，6，8 及

49、新闻频道原使用亚太 1A 卫星 C 波段 12 B 转发器，下行频率 4 180 MHz，经高频头（5 150 MHz）变频后，中频为 970 MHz，此频率与地面移动通信基站发射信号频率相近，易受干扰，以上电视信号改为 C波段 12 A 转发器，并说明了设备操作程序（同洲机）：MENU 主菜单5节目安装5节目搜索5更改下行频率（4 160 MHz）、极化方式（水平）5OK。但这样操作后发现存在这样的问题：断电后开机，会发现当前的频道参数还是更改前的频道参数，当然就收不到信号了，必须重新修改参数。经过摸索，采取如下办法可解决：MENU5节目安装5编辑节目5删除节目表中 1，2，3，4，5（分别

50、是原 3，5，6，8，新闻频道的参数）5退出菜单。这样操作后，断电后开机可自行恢复，不必重新调整参数。另外，发现更换转发器后，本台的接收机信号强度由原来的 8 格降为 6 格，但不影响收看（但不知道雨季和雪季如何），说明卫星转发器功率下降了或者在南阳地区的覆盖功率下降了，为了提高可靠性，应尽量减少功率分配器的分配路数，有条件的可单独用一副天线接收。再者，在调整参数时，监视器应直接接到接收机的 A/V 输出端子上，如果从电视网络中取 RF 信号，监视器上即看不到菜单，就无法调整参数。收稿日期：2003-12-0227冯传岗等：第二讲：有线数字电视前端播出系统（下）中国有线电视 2004 年第 1