一、引言
随着科学技术的飞速发展，广播电视业迎来了数字化革命，为适应数字电视技术的迅猛发展，满足各频道电视节目生产的需求，适应数字事业发展的要求，海门市广播电视台楼内模拟有线电视网进行数字化改造势在必行。
二、项目背景
演播中心楼内模拟有线电视系统建于2002年7月，设有电视终端点共325个（目前正在使用的有115个终端）；用户端设计电平为65±5dB，同一用户终端频道间电平差不大于5dB。前端传输机房设在13层，改造前传输47套模拟电视节目。该有线电视系统网络采用树型结构，传输主干电缆由前端机房引出，经分支分配后送到各办公区的终端适配器，从而构成一套完整的有线电视分配传输系统，该系统采用的树型网络分布形式为以后的扩容提供了极大的便利。经前期对前端系统和各终端网络信号电平测量，楼内模拟有线电视系统网络完全满足数字化改造要求，可保证双向数字电视网络传输需求的多功能性和可扩展性。因此本次数字化改造只需对前端传输和分支分配网络的核心设备，按照5～1000MHz双向传输的技术要求进行更新，分配网络系统则严格按设计院给出的施工图纸及国家有线电视系统工程技术规范（GBS0200－94）、有线电视广播系统技术规范（GY/J106－93）等进行规范化施工。
三、技术特点
海门市广播电视台楼内有线电视网与市有线数字网的整合方案是，将经由光纤网络传输的江苏省有线电视网数字电视节目，与本机房自插的内部卫星、传输、演播室及九画面等6套节目进行混合，并提取相应通用EPG信息，直接入网进行透明不加密传送。
1.系统整合解决方案
整合后的海门市广播电视台楼内有线电视网可接收市有线电视网数字电视、自行插播6套内部电视信号，如卫星、传输、演播室及九画面等节目。自插六套电视信号经编码、复用（透明不加密）以及64QAM调制后，与省有线电视网射频信号混合，经前置放大器均衡放大后送入演播中心现有的楼内有线电视网。今后对楼内有线电视系统扩容，只需增加设备和做局部调整，无需改动整个系统。
2.插播频点EPG的提取
为各用户机顶盒实现自动接收自插节目，即将自插的6个自办节目信息插入机顶盒EPG表中。本整合方案是从省有线电视网信号中提取自插频点的EPG相关信息，然后再送入复用器中，以实现该频点内节目的自动搜索。
3.网络系统优化
对现有分支分配网络进行适当调整，主功放及干线放大器均采用进口模块、高性能放大器，具有增益控制及均衡功能。更换原二、三级使用的2台550MHz前置放大器。改造完成后的楼内有线电视网满足国标要求的双向系统，设计为860MHz双向邻频同轴电缆综合业务网。其中下传通道为87～860MHz，回传通道为5～65MHz。该网各终端及输出口图像质量符合国标技术要求，所有终端电平都位于65±5dB，满足国标对邻频传输系统的电平要求。
四、实施方案
1.有线数字电视系统
有线数字电视系统由信源编码、复用、信道编码和调制、传输信道、数字机顶盒等五个环节组成。模拟视音频信号按照MPEG-2标准经过抽样、量化及压缩编码形成基本码流ES。把基本码流分割成段，并加上相应的头文件打包形成打包的基本码流PES，并将PES包再分段打成有固定长度188字节的传送包TS流。TS流经系统复用加入PSI/SI信息、加密信息等形成多路节目传输流，最后经过64QAM调制及上变频形成射频信号在有线电视网中传输，在机顶盒解码恢复模拟音视频信号。在TS流复用过程中加入用户管理系统（SMS）、条件接收（CA）系统、电子节目指南（EPG）等对用户及节目进行管理。根据我国标准，QAM调制器中频信号的中心频率为35.25MHz(对应模拟电视38MHz的图像中频)，从而使QAM中频信号可以象模拟信号一样直接接入CATV等系统。在一个8MHz模拟电视频道中，最多可传输6.96Mbaud的数字调制信号。采用64QAM调制方式，FEC为RS(204，188)，最多可传输38.48Mbps有效数字信号。我国DVB-S数字电视卫星传输系统中，节目多采用4.42Mbaud、RS(204，188)、3/4卷积码、QPSK调制方式，故一套节目的有效传输码率为4.42×2×3/4×188/204=6.11Mbps。采用64QAM调制方式，1台配置6路数字卫星电视接收解码器的数字电视前端占用1个频道可传送6套卫星节目，这样，6台数字电视前端占用6个模拟频道就可传送36套DVB-S节目。我国DVB-C数字电视有线传输系统中，原一套模拟电视节目经MPEG-2格式信源编码压缩为2～15Mbps的数字视频信号，一般6Mbps压缩就可获得良好的收视效果。信道编码采用64QAM调制，有效传输码率为38.5Mbps，按1套节目6Mbps计算，每一模拟频道可以传输6套数字电视节目，剩余2.5Mbps带宽用于节目的加扰、电子节目指南（EPG）信息的插入及带宽冗余。这样，采用1台配置6路编码器的数字电视前端，占用1个模拟频道带宽就可传送6套电视节目。
2.海门市广播电视台楼内有线电视网与市有线数字大网的整合方案
演播中心大楼共有21个楼层，其中地下2层。前端机房设在13层；电视信号在13层的前端机房内经过主功率放大器放大后设计为115dB，然后接分支器分别送信号给6、11、12、13、14、18层弱电井，再用分支器将信号送到各个用户端点,末端分别接75欧姆负载。为提高抗干扰能力，本系统主干线缆采用杰士美-9四屏蔽线缆（9C-FB），水平支干采用杰士美-7四屏蔽线缆（7C-FB），分支采用杰士美-5四屏蔽线缆（5C-FB），分支分配器采用杰士美分支分配器，终端采用杰士美F型系统墙盒。演播中心楼内有线电视网数字化改造方案的实施如图1所示。目前使用1个频点，插播内部卫星、传输、演播室及九画面等6套节目，进行透明不加密传输。这6路数字节目分别为2路数字卫星接收（ASI输出）、2路SDI（嵌入音频）信号、2路模拟AV信号，经编码后复用（透明不加密），转换成DVB-ASI基带数字信号格式，再进行64QAM调制，输出的信号与光端机接收的市有线电视网络信号进行混合，通过前置放大器后送入演播中心现有的闭路电视网。
3.提取插播频点的EPG(ElectronicProgramGuide)信息
在众多的数字电视节目中快速找到用户所需要的节目，是数字电视应用所要解决的问题。在DVB接收机中通常都使用电子节目指南（EPG）这一工具来快速查找节目，生成EPG的数据来源于DVB码流中的有业务信息SI信息。SI中的常用表为网络信息表（NIT表）、业务描述表（SDT）、事件信息表（EIT）、业务群关联表（BAT）、时间和日期表（TDT）、时间偏移表（TOT）。NIT表在以上PSI表中已描述。SI提供整个网络所有传输流TS的频点、全部频道/节目的信息，使接收端可以调谐、接收特定的节目，并对节目进行分组；为解码器构成EPG及频道自动搜索功能；提供网络信息。EPG系统的前端子系统主要负责SI数据的组织和生成，一般来说，由一个专门的SI复用器（SIServer）来完成这部分工作，并把生成的SI数据与节目等的其它数据流进行系统层复用，在TS流中传输。EPG系统的接收端子系统主要负责SI数据的接收、解析等。
综合接收解码器（IntegratedReceiveDecoder，IRD）从接收的TS流中解析出SI数据，并在本地建立SI数据库，用户通过EPG界面与SI数据库进行交互。EPG信息的提取过程：一般而言，PAT表的PID号为“0x00”，解复用器工作总是通过寻找PAT表开始。PAT给出了构成传送流中各个节目业务的PMT（节目映射表）的PID，同时也给出了NIT（网络信息表）的PID号。根据PID值及对应的TableID值可以从流中解出相应的PMT、NIT、SDT、EIT等信息。机顶盒接收端的解析主要负责这些SI数据信息的重建。根据不同的情况，多级EPG数据整合有两种可能的解决方案。有线网的EPG数据传送方式有两种，一是节目中带有EPG／SI信息，二是有线网的EPG/SI信息通过专线或其它形式单独传送。对于第一种情况，本地将节目中带有的EPG信息从TS流中提取出来。这种方式的优点是节目与EPG/SI信息始终保持同步，并且易于传输，但在本地需要增加相应的EPG/SI提取设备。对于第二种情况，只须把有线网的EPG/SI数据与本地的EPG/SI生成器连接，实现技术难度较低，投资较少，但让有线网提供给某一幢楼内闭路电视的EPG数据的可能性等于零。DVB前端EPG（电子节目指南）子系统由SIServer(SI服务器)负责完成DVB前端SI数据的组织和生成，SI数据涵盖所有的业务信息，并把生成的SI数据与节目的其它数据进行系统级复用，在TS传输流中传输。
在DVB前端，SI数据段可以三种方式送入复用器：方式一是将SI数据段通过复用器的API（应用程序接口），由复用器插入节目码流。其优点是结构简单、系统稳定，缺点是需要复用器厂家提供硬件支持和接口资料，对不同厂家复用器需要编写不同的软件。方式二是将SI数据段按MPEG-2标准打包，通过码流播出卡输出只包含SI信息的MPEG-2码流，再将其送入复用器的ASI（异步串行接口）与节目码流复用。其优点是不需要复用器厂家支持，有一定的通用性，缺点是系统复杂，稳定性、可靠性不如方式一。方式三是加扰器厂家在复用器后端的加扰器提供接口，将SI数据段送入加扰器，由加扰器向节目码流中插入SI数据。其优缺点与方式一类似。综合考虑，本整合方案中选择的是方式二插入方法。本地提取EPG这种方式最大的益处是灵活性大。我们在有线电视网的加密流中实时提取相关的EPG信息，不作任何处理，与本地插播的6套ASI节目流复用输出。
五、应用情况
海门市广播电视台楼内有线电视网的数字化改造，是基于数字有线电视平台的异构节目整合方案，它的实施，满足了各频道电视节目生产的需求，适应海门市广播电视台数字电视事业发展的需求。具体应用情况如下：
（1）演播中心楼内有线电视网网络质量高。完成了对楼内有线电视网络的860MHz升级和双向改造工作；
（2）自插6套自办节目，通过机顶盒易于搜索；
（3）数字电视内容丰富，既有公共数字电视节目，也有付费电视节目；既有视频点播业务，也有综合信息平台。节目频道多（100多个频道：60余套数字电视节目、30多套数字付费节目）、节目播放时间多（24小时播出）、节目种类多（涉及影视、娱乐、体育、戏曲、音乐、纪实、动漫、游戏、健康等）；
（4）图像质量清晰，音效高保真；
（5）实现双向传输：通过交互数字电视机顶盒可接收包括高清晰度画面数字节目、自助视频点播和多元化网络信息浏览在内的交互式多媒体信息业务；
（6）可实现有线宽带互联网接入业务；
（7）通过高清机顶盒，可以收看有线网中传输的高清数字电视节目；
（8）系统整合方案具有投资低、易于改造等优点；
（9）易实现加密/解密和加扰/解扰技术，但本方案中未实现加密传输。
六、结束语
海门市广播电视台有线电视网络数字化改造后的台内有线网节目资源和节目质量均得到很大提高，为电视台生产和员工工作提供了更丰富的内容和手段，同时也为今后数字电视应用和发展提供了优质平台。
作者：徐克诚 单位：海门市广播电视台
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