甘肃省网络整合后的技术探讨

2012-03-15刘国发

电视技术 2012年14期

刘国发

（甘肃省广播电视网络公司天水分公司，甘肃天水 741000）

2011年8月29日，甘肃省广播电视网络有限公司挂牌成立，标志着甘肃省广电网络实现了全省范围内的一省一网，结束了以往条块分居、各自为政的局面。网络整合以后如何在全省范围内开展各项业务，成为新成立的网络公司当务之急。面对百废待兴的形势，结合多年来的工作实践，从前端到用户终端建设、技术选型等方面展开探讨，与业内各位同仁分享交流。

1 前端建设与优化

根据整合规划，整合后全省广电网络建设统一DVB（数字视频广播）前端，采用OTN（光传输网）光网络方式将直播节目（含数字、高清及广播）和点播节目统一下传到各个地州市。甘肃省DVB信源中心采用二级架构，分为省信源中心和各地市平台。省数字电视直播信源中心系统建设的目标是建立信源整合、汇聚、调度、分发、监测为一体的统一数字电视直播信源中心平台。通过省域骨干网为各地市输送统一的直播节目以及全省统一的数据业务。新建的全省DVB平台如图1所示。

省DVB信源中心包括信号接收与处理系统、安全播出与监控系统（含综合显示部分）、核心处理系统、CA（条件接收）系统、EPG（电子节目指南）系统、SMS（用户管理系统）、数据广播系统。

图1 新建甘肃省DVB平台示意图

1.1 机房设备选型

机房设备选择应具备开放性、先进性、可扩展性、可管理性等方面，在设备选型上应首先考虑集成化、模块化设备，具备较高的集成性，尽量不使用分立设备，以降低机房空间占用和功耗。

1.1.1 ASI（异步串行接口）还是IP

传统的机房采用ASI方式传输，传输距离近，交换与分发不灵活。随着技术的发展，目前基于IP的数字电视系统已经成熟，主流省级前端信号接收与处理系统的设计思路是IP化，系统不仅要为广播式业务提供信号源，还要为时移和回看视频业务提供节目内容，为媒资系统提供节目信号，IP作为基本的业务协议已被业界广泛认可，它对于系统间的资源共享、多业务的快速规模部署和各类创新应用的开发提供了保证。本地数字电视节目、数据广播以及NVOD（准视频点播）等以TS流传输的信号通过带有IP输出口的编码器完成信号源IP化处理。同时，为了兼顾已有的大量ASI设备，要求前端核心设备同时具备ASI和IP两种接口。

1.1.2 MPEG-2还是H.264

针对标清节目，由于支持H.264将增加终端成本，并且两种编码格式在带宽占用及图像质量改善上，影响并不大。因此，在标清编码选择采用MPEG-2的编码格式，节目码率可以采用统计复用及码率修正等功能，压缩在4.5～5 Mbit/s码率。针对高清节目，目前终端均支持H.264解码能力，因此，在高清直播节目处理上，可以考虑采用H.264编码格式，从而大大节省网络带宽，且不降低图像质量，信源采用7～7.5 Mbit/s码率。

1.1.3 有卡CA还是无卡CA

1.1.4 1 310还是1 550

由于光发射机是根据业务发展不断采购而来的，因此各地都存在光发射机种类品牌杂乱等情况，从形式上看，工作波长既有1 310 nm，也有1 550 nm；从结构上看，既有模块式也有分体式。早期的发射机以1 310 nm为主，近年来随着1 550 nm光发射设备价格的不断降低，1 550 nm光发射系统优势已经凸现，特别是大功率EDFA（掺饵光纤放大器），一台可以替代多台原1 310 nm光发射机，一个分前端甚至有一两台就可以实现原来十几台分体式发射机的全部功能，因此在新购设备时应优选1 550 nm光发射设备。

在使用IPQAM（基于IP的QAM调制方式）作为互动点播接入方式的地区，由于一台EDFA覆盖用户过多，为了避免出现频率资源不足的现象，应该事先做好规划，不可一味追求过大功率的设备。

1.1.5 均匀分光

由于目前光接收机技术的不断进步，对接光功率有较大的动态范围，在+2～-8 dB的接收光功率范围内均可以保证良好的技术指标，再加上随着小区机房、二次光发等形式的推广，光信号在城域网光缆内传输的距离越来越小，随着1 550 nm光发射设备的普及，距离形成的衰减因素在传输中的影响日趋降低。因此在设计光分路器时应该采用均分的形式，对原有13 dB左右的1 310光发射机而言，分光比以1∶10～1∶12左右为宜；而对20 dB以上的EDFA来说，需采用二次光分，提高灵活性。

1.1.6 IPQAM还是IPTV

在互动点播实现方式上，业内主要有IPQAM和IPTV两种形式，国内大部分地区采用IPQAM方式，但是采用IPQAM方式不可避免的一个难题就是频点资源的瓶颈，如表1所示。

表1 有线电视频率需求预计表

以目前广电网络传输主流带宽860 MHz计算，在100套标清节目、16套高清节目的前提下，有70个空余频点可以使用。但到2015年，随着高清、3D节目的开播，频点仅剩余不足30个。再加上由于各地具体情况不同，某些频点由于种种原因无法使用，因此频道资源难免不足。而IPTV是通过建设A，B两个平台，A平台用广播方式传输直播信号，B平台用IP方式传送互动节目，两个平台互为补充，既保留了直播节目的广播传播优势，又体现了互动节目在管理控制方面的长处，因此采用IPTV方式更适合广电现状。随着技术的成熟，支持QAM和IPTV的双模机顶盒在价格上已经和普通机顶盒相差无几。因此在建设设计阶段，应该充分调研，从投资、建设以及未来发展等多方面综合考虑来决定采用何种技术方式。

2 传输线路建设与优化

2.1 骨干网

2.1.1 骨干网现状

甘肃省广电光缆干线网是1999年底与甘肃境内的国家广电光缆干线网同期建设的。从1999年底到2002年完成了省到14个市州以及甘肃矿区和敦煌的省级广电光缆敷设工程，大部分市州也在同期或稍后的时间内完成了市州到县区的光缆敷设。

2002年省级光缆干线选用了SDH（光同步数字网）同步数字光传输技术开通了2.5 G的业务传输系统。起初是无保护链路，后来通过置换等方式形成了自愈保护环路，保证了业务的正常传输。各地市州在完成光缆建设后也都建立不同的业务传输系统，有SDH的，也有1 550光传输的，接口标准不一，无法互联互通。

2.1.2 改造思路

传统的广播类电视节目传输，主要有卫星、SDH以及长距离1 550光传输3种形式。建立全省统一DVB播出平台，应采用光缆传输方式。长距离1 550光传输虽然有造价低、结构简单等优点，但采用这种方法，地州市前端很难对节目再进行二次调整，无法适应当地的具体情况。波分、OTN（光传输网）等技术的出现，取代了传统的SDH技术。根据当地的具体情况，宜建设OTN传输网，将直播类节目下传到各个地州市，各个地州市接收后进行转码、加载本地节目等处理后送到本地接入网。

互动类节目，由于其双向的特征，宜通过IP承载网的形式传输，IP网络可以搭建在OTN上，利用OTN传输通道承载。

标杆管理法[1]由美国施乐公司于1979年首创，其本质是向组织外部的参照物学习，持续地进行组织自身与一流实践的比较，驱使组织改善绩效行为的有用方式，其核心是向业内或业外的最优企业学习。通过学习，企业重新思考和改进经营实践，创造自己的最佳实践，这实际上是模仿创新的过程。标杆管理方法较好地体现了现代知识管理中追求竞争优势的本质特性，因此具有巨大的实效性和广泛的适用性。

2.2 城域网

2.2.1 城域网现状

目前天水分公司设立总前端1个，分前端5个，各个前端通过市内环网光缆连接，两个方向用两台1 550光发射机发射，分前端信号来自两个不同方向，不同路由的环网，互为备份以提高整体可靠性。从每个前端引出的光缆都在10条左右，芯数12～144芯不等，基本采用管道敷设方式。

2.2.2 改造思路

随着业务的发展，原有的光缆已经不能满足实际需要，实践中采用以下4种方式解决：

1）从原有光节点抽取备用纤芯

原有设计每个光节点6芯光纤，实际中数字电视和数据各需要1芯即可实现，将剩余4芯光纤继续向下延伸，可以再开通1～2个光节点。该方法优点是不需要对原有线路做大的改动，改造周期短。缺点也很明显，相当于透支未来预留发展空间，改造潜力有限。

2）采用二次分光形式

在一些集中的小区，采用二次分光的形式，在小区里安装光交接箱，将原有光节点信号作为交接箱输入信号，交接箱里安装光分路器等设备，将原有光信号按需要分成若干路后送到新的光节点。该方法施工快、结构清晰，对原有线路也不需要做较大的改动，可以在该小区范围内灵活实现光纤资源的调配，适合在新建小区内推广。

3）对原有线路进行改造，新增光缆交接箱

由于各个地段实际情况不同，经常出现某个地区光纤资源已经告罄而其他地段还有大量富余纤芯的情况，而用传统的光缆接头盒接续方式，光纤调配的难度比较大。根据线路的实际情况，可以在光缆交汇的关键地点安装光缆交接箱，入箱光缆宜60～90芯，出箱光缆根据实际情况而定，实现从机房到各个光节点光纤的灵活调配。

4）新增线路

新增有线电视光网络设计的拓扑结构以树形为主。以机房为中心向四周扩散，半径5 km覆盖用户，光纤扩容以大芯数光缆为主，即一级光缆（大于120芯）到主要的十字路口，占用管道资源少，二级光缆（60～120芯）到小区，三级光缆（60芯以下）按需敷设到楼栋，楼栋处安装有源设备箱。

3 终端优化

3.1 机顶盒升级

由于各地州市进行数字电视平移时间不同、要求不同，目前甘肃广电网络内存在多达18个厂家的机顶盒，每个厂家的机顶盒又存在单向、双向、经济型等多个版本。各地主频点设置各不相同，节目套数、排序、付费节目等均不一致，造成高清、互动电视及新业务的开展遇到频点占用、全省终端无法统一等问题。为了开展全省范围的统一运营，必须全省统一规划，统一对机顶盒进行升级。由于品种繁杂，数量众多，升级难度大，目前业内存在“换机顶盒找死，不换机顶盒等死”的说法。尽管如此，只要精心组织，分步实施，完全可以实现平稳升级，最大限度地发挥已发机顶盒的利用率。

3.2 机顶盒配置要求

新购机顶盒，根据目前的情况以及不远的将来的发展，笔者认为硬件方面的最低要求，CPU主频不应低于450 MHz，内存应不低于256 Mbyte。同时应该支持H.264编码格式，有HDMI（高清晰度多媒体接口）、USB和以太网接口，支持外接键盘或者手柄和硬盘，支持WiFi接入。以前的机顶盒多基于Linux或者其他实时操作系统为主，界面单一、呆板，遥控器操作复杂。在2012年CCBN上，发现已有厂家推出基于Android系统的机顶盒，不仅有类似于手机的操作界面，也可以兼容大量的应用，同时遥控器按键也大幅度减少，值得进一步推广。

3.3 针对不同用户，灵活使用不同机顶盒

由于用户的需求不同，对机顶盒的要求也不一样，比如中老年用户以基本广播类节目为主，对互动、高清节目基本没有需求，就没有必要更换为新的机顶盒，原有机顶盒只要能满足新的技术要求中广播类节目的收看，升级以后可以继续给中低端用户继续使用。对高端用户，发放高清互动类机顶盒的同时，将原有机顶盒回收，升级后用于故障机顶盒的替换，这样就避免了因更换机顶盒而投入大量资金的局面。