數(shù)字電視節(jié)目的插播設(shè)計(jì)研討

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節(jié)目加擾是數(shù)字電視系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)于自辦頻道的加擾，如果在本地建立一套CA系統(tǒng)，花費(fèi)大，而且還需要同上級(jí)數(shù)字電視平臺(tái)的CA系統(tǒng)互聯(lián)。另外，因?yàn)榧瘓F(tuán)各電視分站插播的節(jié)目內(nèi)容多為本企業(yè)內(nèi)部的安全生產(chǎn)教育、員工培訓(xùn)、圖文等信息，考慮到受眾覆蓋率和建設(shè)成本，不建議加密、加擾。EPG(電子節(jié)目指南)是指在符合MPEG-2的TS傳輸流中插入DVB標(biāo)準(zhǔn)定義的SI，將SI提供的數(shù)據(jù)有序地組織起來，生成類似節(jié)目報(bào)的形式，它能在電視機(jī)上即時(shí)瀏覽，方便用戶的使用。SI包含網(wǎng)絡(luò)信息表(NIT)、業(yè)務(wù)描述表(SDT)、節(jié)目信息表(EIT)等信息。NIT表提供數(shù)字電視網(wǎng)中的所有傳輸流的物理信息，包含節(jié)目的頻道調(diào)諧參數(shù)、頻道、符號(hào)率等信息;SDT表提供當(dāng)前傳輸流和其他傳輸流的業(yè)務(wù)信息，包含業(yè)務(wù)名稱、業(yè)務(wù)提供者、起始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間以及是否有相應(yīng)的業(yè)務(wù)描述表等方面的信息;EIT表包含與事件或節(jié)目的相關(guān)數(shù)據(jù)，如節(jié)目的名稱、開始時(shí)間、時(shí)間長度、運(yùn)行狀態(tài)等信息(EIT是生成EPG的主要表)。機(jī)頂盒的綜合接收解碼器(IRD)可以從TS流中提取出節(jié)目提供商播出節(jié)目的列表和播出參數(shù)，以直觀的形式顯示給數(shù)字電視用戶，使用戶可以方便地接收、選擇數(shù)字電視節(jié)目。數(shù)字電視中的EPG信息是非常重要的業(yè)務(wù)信息，同CA系統(tǒng)一樣，沒有重復(fù)建設(shè)的必要，由上級(jí)平臺(tái)EPG系統(tǒng)完成。

在數(shù)字電視節(jié)目自動(dòng)搜索過程中，上級(jí)數(shù)字平臺(tái)會(huì)在機(jī)頂盒上設(shè)定一個(gè)初始頻點(diǎn)，或稱主頻點(diǎn)，機(jī)頂盒從初始頻點(diǎn)傳輸流中直接提取NIT表，獲得NIT之后，網(wǎng)絡(luò)中所有傳輸流包含節(jié)目的頻道調(diào)諧參數(shù)、頻率、符號(hào)率等都已獲得;然后根據(jù)NIT表攜帶的傳輸系統(tǒng)參數(shù)，搜索所有載波信息，再解析SDT、EIT表等信息，構(gòu)造出基本的EPG信息。以后在選擇頻道時(shí)再判斷節(jié)目信息是否已經(jīng)被解析，且在切換不同頻率的頻道時(shí)，僅解析相應(yīng)的PAT和PMT表，而無需再次解析NIT、SDT等信息?？梢钥闯?，要讓機(jī)頂盒自動(dòng)搜索出一個(gè)頻點(diǎn)的節(jié)目來，必須符合幾個(gè)條件:首先需要在NIT表中添加這個(gè)頻點(diǎn)信息，其次需要在這個(gè)頻點(diǎn)的傳輸流中含有SDT表，最后需要該頻點(diǎn)必須有實(shí)際的節(jié)目流。自動(dòng)搜索完畢后，機(jī)頂盒把搜到的所有節(jié)目信息保存到機(jī)頂盒中，以后重新開機(jī)就不需要重新搜索了，除非前端發(fā)下來的NIT版本號(hào)發(fā)生改變或者節(jié)目發(fā)生變動(dòng)。用機(jī)頂盒的全頻道搜索功能，可以搜索出EPG描述之外的節(jié)目，如果出于簡(jiǎn)便和成本的考慮，插播系統(tǒng)可以不加入EPG信息，但是，插播節(jié)目時(shí)必須滿足3個(gè)條件:第一，機(jī)頂盒具備全頻道搜索功能，同時(shí)必須采用全頻道搜索方式才能搜索到節(jié)目，不能采用主頻點(diǎn)搜索方式搜索。第二，QAM調(diào)制器的輸出頻率必須與上級(jí)錯(cuò)開，不能重疊。第三，規(guī)劃好要插播節(jié)目的PID號(hào)，不能與上級(jí)節(jié)目PID號(hào)發(fā)生沖突。

把各電視分站自辦節(jié)目傳送至上級(jí)平臺(tái)的方式，統(tǒng)一編輯EPG。優(yōu)點(diǎn):節(jié)目管理方便，節(jié)目覆蓋范圍大;缺點(diǎn):上傳信息量大，占用資源多，設(shè)備投資大，要求高。電視分站自辦節(jié)目在本地插播的方式，各自編排EPG。優(yōu)點(diǎn):設(shè)備投資相對(duì)較少，本地節(jié)目由本地控制;缺點(diǎn):上級(jí)平臺(tái)無法對(duì)播出節(jié)目監(jiān)控，節(jié)目覆蓋范圍小。這里只討論自辦節(jié)目在本地插播的方式。各電視分站在本地插入自辦節(jié)目的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。集團(tuán)數(shù)字電視平臺(tái)指定某一頻點(diǎn)(如443MHz)作為各分站自辦節(jié)目的傳輸頻道，將自辦節(jié)目從各分站播出機(jī)房直接引至編碼系統(tǒng)，信源可以是模擬A/V信號(hào)，也可以是SDI信號(hào)，經(jīng)過編碼器壓縮編碼后，輸出SPTS(單節(jié)目傳輸流)碼流信號(hào)，通過QAM調(diào)制器，將其調(diào)制成443MHz的射頻信號(hào)(此時(shí)該頻點(diǎn)上只有一個(gè)節(jié)目流)，然后與上級(jí)平臺(tái)下行的RF信號(hào)源混合后，進(jìn)入HFC網(wǎng)絡(luò)。如果各電視分站需要插播的自辦節(jié)目多于1套，可根據(jù)實(shí)際節(jié)目數(shù)量，選用多通道編碼器替換圖1的單通道編碼器，如圖2所示。多通道編碼器能夠同時(shí)對(duì)多路模擬電視信號(hào)進(jìn)行編碼壓縮，并復(fù)用成1路MPTS(多節(jié)目傳輸流)碼流輸出，通過QAM調(diào)制器，將其調(diào)制成443MHz的射頻信號(hào)(此時(shí)該頻點(diǎn)上有多個(gè)節(jié)目流);然后與上級(jí)平臺(tái)下行的RF信號(hào)源混合后，進(jìn)入HFC網(wǎng)絡(luò)。多通道編碼器具有統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能，并且能夠?qū)敵龃a流的PID信息進(jìn)行編輯修改。各電視分站自辦節(jié)目的EPG信息將由上級(jí)數(shù)字電視平臺(tái)的EPG播出器進(jìn)行播出，在NIT表中添加指定頻點(diǎn)443MHz的信息，在各電視分站只需添加編碼器和調(diào)制器，并在每個(gè)調(diào)制器上設(shè)置相應(yīng)的節(jié)目名稱，生成SDT表并發(fā)送。機(jī)頂盒在節(jié)目搜索過程中，根據(jù)SI信息生成EPG節(jié)目列表，根據(jù)該節(jié)目列表信息搜索對(duì)應(yīng)的節(jié)目流，若搜索不到對(duì)應(yīng)節(jié)目，則節(jié)目列表濾除該節(jié)目信息。搜索完成后將存在的節(jié)目流和SI信息描述一一對(duì)應(yīng)的節(jié)目列表存儲(chǔ)至機(jī)頂盒中，此時(shí)非本電視分站的節(jié)目已被濾除，而本電視分站的節(jié)目因?yàn)檎业搅藢?duì)應(yīng)的節(jié)目流，節(jié)目信息保存，最終呈現(xiàn)給用戶的是與本地實(shí)際節(jié)目流對(duì)應(yīng)的節(jié)目指南。如果各電視分站沒有能力和足夠的內(nèi)容單獨(dú)辦一個(gè)頻道，可以將集團(tuán)總部自辦電視節(jié)目(如459MHz)設(shè)為公用節(jié)目，即在459MHz頻點(diǎn)中的公用節(jié)目流里面劃分一個(gè)時(shí)段出來(固定時(shí)段)，由各電視分站插播自辦節(jié)目，在這個(gè)時(shí)段內(nèi)插入由各電視分站制作播出的節(jié)目內(nèi)容，等這個(gè)時(shí)段過后，再播出集團(tuán)總部自辦電視節(jié)目信號(hào)源的節(jié)目。這種方案的特點(diǎn)在于2個(gè)系統(tǒng)播出的節(jié)目共用一個(gè)頻點(diǎn)、一個(gè)頻道號(hào)、一個(gè)節(jié)目名稱，這就意味著同一套節(jié)目在某個(gè)特定時(shí)段，節(jié)目內(nèi)容由多個(gè)在不同地點(diǎn)的播出系統(tǒng)提供。(1)信號(hào)源的提取、插播、復(fù)用調(diào)制將上級(jí)數(shù)字平臺(tái)下行RF信號(hào)用分配器分配成3路輸出，如圖3所示。第一路RF信號(hào)進(jìn)入數(shù)字綜合解碼器，經(jīng)解調(diào)解擾提取出459MHz頻點(diǎn)中的公用節(jié)目SPTS(單節(jié)目傳輸流)碼流信號(hào)，送入數(shù)字電視信號(hào)插播服務(wù)器;通過數(shù)字電視信號(hào)插播服務(wù)器，將經(jīng)過編碼器壓縮編碼的本地自辦節(jié)目SPTS流與提取出的公用節(jié)目SPTS流完成節(jié)目的插播替換，輸出至復(fù)用調(diào)制器。數(shù)字綜合解碼器同時(shí)又提取459MHz頻點(diǎn)上的其他MPTS碼流信號(hào)，送入復(fù)用調(diào)制器，與插播后的SPTS流一同完成復(fù)用調(diào)制(如果459MHz頻點(diǎn)上只傳輸1個(gè)SPTS流，此步驟可忽略)，調(diào)制成為集團(tuán)總部自辦電視節(jié)目的頻點(diǎn)459MHz。(2)射頻信號(hào)的混合、切換第二路RF信號(hào)經(jīng)過陷波器，濾除掉上級(jí)數(shù)字平臺(tái)下行RF信號(hào)中的459MHz頻點(diǎn)，同復(fù)用調(diào)制器輸出的信號(hào)混合。第三路RF信號(hào)與混合后的RF信號(hào)進(jìn)入射頻切換器，射頻切換器由數(shù)字電視信號(hào)插播服務(wù)器控制，在插播時(shí)段該頻點(diǎn)為清流信號(hào)，其他頻點(diǎn)為加密信號(hào)，非插播時(shí)段切換到上級(jí)數(shù)字平臺(tái)原信號(hào)，切換過程自動(dòng)完成，無需人工干預(yù)。(3)EPG插播后的PID值必須與上級(jí)數(shù)字平臺(tái)公用節(jié)目TS流一致。數(shù)字綜合解碼設(shè)備解調(diào)出的TS流中已經(jīng)包含有完整的EPG信息，與插播后節(jié)目的PID值相同，故不需要插入EPG信息。

上級(jí)數(shù)字電視平臺(tái)通過SDH通道傳輸加擾信號(hào)源。如果本地自辦節(jié)目只有1套，并且頻率資源比較緊張，可不占用單獨(dú)的頻點(diǎn)，只需將本地自辦節(jié)目插入到已有的傳輸流中。實(shí)現(xiàn)方式是，先將本地節(jié)目的A/V信號(hào)通過編碼器進(jìn)行壓縮編碼，輸出SPTS碼流信號(hào)(如圖4所示)，接入QAM調(diào)制器的ASI輸入端口;然后將上級(jí)數(shù)字電視平臺(tái)下傳的SDH信號(hào)接入QAM調(diào)制器的DS3輸入端口(調(diào)制器必須選用具有DS3輸入接口型，該接口可完成SDH/PDH網(wǎng)絡(luò)DS3接口信號(hào)與MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)TS碼流之間的轉(zhuǎn)換)，通過QAM調(diào)制器完成信號(hào)的調(diào)制，這樣本地節(jié)目和上級(jí)數(shù)字電視平臺(tái)下傳節(jié)目共同占用1個(gè)頻點(diǎn)，節(jié)省帶寬。如本地自辦節(jié)目數(shù)量較多，則需另外單獨(dú)占用1個(gè)頻點(diǎn)。首先將本地各自辦節(jié)目通過多通道編碼器進(jìn)行壓縮編碼，輸出MPTS流(如圖5所示)，然后進(jìn)入多通道QAM調(diào)制器的ASI輸入端口;同時(shí)將上級(jí)數(shù)字電視平臺(tái)下傳的SDH信號(hào)接入多通道QAM調(diào)制器的DS3輸入端口，通過多通道QAM調(diào)制器，復(fù)用調(diào)制后進(jìn)入HFC網(wǎng)絡(luò)。EPG的設(shè)置同射頻插播方式。

基于IP的數(shù)字前端已經(jīng)開始大量應(yīng)用，這種前端具有應(yīng)用靈活、模塊化、多功能、高集成度的優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)數(shù)字電視前端設(shè)備多、連線復(fù)雜、處理能力低、系統(tǒng)調(diào)度不靈活的弊端。系統(tǒng)架構(gòu)與傳統(tǒng)ASI前端相比基本一致，保持DVB－C的系統(tǒng)模型，以IP交換技術(shù)為核心，設(shè)備之間采用IP接口進(jìn)行相互連接，將所有的信源TS流封裝成UDP組播數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)視頻的路由和交換，信號(hào)傳輸也從被動(dòng)接收數(shù)據(jù)變成主動(dòng)提取數(shù)據(jù)。這種插播的實(shí)現(xiàn)方式和前面所述基于射頻的是一致的，只是這種信號(hào)是基于IP方式，如圖6所示。將本地節(jié)目多路(單路)模擬信號(hào)通過IP編碼器經(jīng)MPEG-2編碼后復(fù)用成為1路多節(jié)目(單節(jié)目)的IP碼流，實(shí)現(xiàn)模擬節(jié)目到IP節(jié)目流的轉(zhuǎn)換;通過IPQAM，先將上級(jí)數(shù)字電視平臺(tái)加擾的IP信號(hào)和本地節(jié)目IP信號(hào)一起轉(zhuǎn)換成TS碼流，最終調(diào)制成射頻信號(hào)傳輸?shù)紿FC網(wǎng)，傳輸頻點(diǎn)只需在IPQAM上設(shè)置，EPG信息在編碼器中設(shè)置完成。（本文作者：吳偉、劉之逸 單位：徐州礦務(wù)集團(tuán)通信處、南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院）