基于有线电视网络的多屏互动方案探讨

滕玉敏

（山东广电网络有限公司招远分公司，招远 265400）

产业观察

基于有线电视网络的多屏互动方案探讨

滕玉敏

（山东广电网络有限公司招远分公司，招远 265400）

文章首先对多屏互动的发展背景和Wi-Fi技术进行了介绍，然后对有线电视单向网络和双向网络实现多屏互动的技术方案分别进行了阐述，对广电运营商开展多屏融合实现广电产业增值，提高广电的吸引力和竞争力进行了有益的探索。

有线网络；多屏互动；Wi-Fi；EoC；H.264；HLS

1 引言

羊年央视春晚与微信“摇一摇”的成功结合，让全国的电视观众享受到了电视屏、手机屏、Pad屏融合互动带来的乐趣和魅力，“春晚摇一摇”一方面增加了微信APP的用户数和用户黏度，另一方面又让逐渐远离电视机的观众重新回到了电视屏幕前，多屏互动这一全新的电视收看方式让我们找到了广播电视发展的新方向。

2 有线电视多屏互动方案介绍

多屏业务由于跨越三种异构网络（移动通信网、有线以太网、广电网），如何在这样的异构网络中提供稳定可靠的视频业务面临众多技术问题，尤其是对于高清晰视频的需求将会大大增加对多屏实现方案的挑战。创新性的多屏业务解决方案，既能够把握多屏业务的内涵和商机，又能够解决一些由此而来的关键技术问题，尤其是带宽占用问题。

2.1 基于双向网络的有线电视多屏互动方案

2.1.1 系统架构

基于双向接入网EoC的有线电视多屏互动系统架构如图1所示。

图1 基于双向接入EoC的有线电视多屏互动系统架构图

有线电视前端将信号源输出的各类信号处理后混合成一路复合射频信号提供给传输系统，传输系统中的光发射机把高频电视信号转换至红外光波段，使其沿光导纤维传输，到接收端再通过光接收机把红外波段的光变回高频电视信号。高频电视信号通过集成了CATV信号接收模块的EoC局端与EoC数据混合，通过频分复用的方式在同轴分配网络中传输，同轴分配网络把有线数字电视信号高效而合理地分送到户。用户端的网关设备将接收到的有线数字电视信号通过STB模块处理后显示在电视终端，或通过流媒体打包封装后将IP数据流输出给标准无线路由模块，使移动智能终端能通过Wi-Fi无线方式接收并实现视频收看。

PON+EoC系统实现双向交互数据的传输。同轴电缆电视广播传输系统具有极宽的频带资源，而且现有居民小区楼内已敷设有线电视同轴电缆并进行电视业务的传输，PON+EoC系统完全匹配广电有线的HFC网络，利用原有入户同轴电缆，无需对入户电缆重新改造。在当前光纤敷设到楼道的趋势下，采用PON技术可以节省主干光纤，提供对称高带宽，满足用户差异化的业务需求。其中，PON系统部分由OLT、光纤链路、ONU构成，EoC系统包括EoC局端和EoC终端，它们通过同轴电缆分配网络相连。在下行方向，来自PON网络的以太网信号通过ONU送到小区楼宇门口，经过EoC局端调制到同轴电缆的一个信道后，通过同轴电缆分配网络送到位于住户家中的EoC终端，经EoC终端解调后，传送给终端设备。在上行方向，用户端的上行数据信号经过EoC终端调制后进入同轴电缆分配网络到达EoC局端，由EoC局端解调转换后，通过ONU送至OLT。以太网信号与CATV和点播节目信号在EoC局端一起混合进入同轴电缆分配网络，被户内的网关设备接收，不影响原有电视节目的收看。用户端网关设备的EoC终端通过对射频信号的解调得到以太网数据包，输出给标准无线路由模块，实现无线双向数据交互，使移动智能终端能通过Wi-Fi无线方式开展双向交互数据业务。

2.1.2 网关设备

本系统集成的网关设备包含3个功能模块，分别是STB模块完成DVB解调，流媒体打包封装模块完成转封装转协议，EoC终端完成EoC信号调制解调。网关设备结构如图2所示。

图2 网关设备

来自同轴电缆分配网络的RF信号首先经过分路器将频分复用的有线电视信号和EoC信号分开，分别送到相应的解调模块。一路信号由STB模块完成信号的A/D转换、解调等处理恢复出TS流信号，该信号解复用、解扰、解码后直接送到电视终端进行显示，同时还送到流媒体打包封装模块进行后续处理。

另一路信号由EoC模块完成对射频信号的解调得到以太网数据包，输出给标准无线路由模块，建立出无线双向交互数据通道，为用户提供无线接入服务，同时网关设备也可为用户提供以太网接口。

由于移动智能终端自带Wi-Fi模块，能够通过Wi-Fi无线方式实现双向交互数据业务，该方式用户不用专门更换移动智能终端设备。

2.1.3 STB模块和流媒体打包封装模块

STB模块中的调谐模块接收有线数字电RF信号并下行变频为中频信号，然后进行A/D转换为数字信号，通过QAM解调输出MPEG传输流，解复用模块接收MPEG传输流，从中抽出一个节目的PES数据，包括视频PES、音频PES以及数据PES，对于加扰节目则通过解扰引擎对加扰的数据进行解扰，输出解扰的PES，最后通过解码直接显示在电视终端。

对于移动智能终端，流媒体打包封装模块对直播或点播TS流进行RTSP/RTP、HTTP（HLS，MPEG-DASH）等流媒体协议的转换。流媒体打包封装模块将单向广播的流媒体数据传输方式，转换成终端设备支持的双向交互的流媒体协议传输方式后，将IP数据流输出给标准无线路由模块，将相应的数字电视节目分发到各个终端，移动智能终端通过Wi-Fi无线方式接收并实现直播或点播的视频收看。

2.1.4 EoC终端

EoC终端用于实现下行数据信号的接收解调和上行数据信号的调制发送。主要包括双工模块、RF模块、模数/数模转换模块、物理层信号处理、MAC层协议处理和以太网接口等模块。接收数据时，来自同轴电缆的RF信号经双工模块接收后送给RF模块做下变频处理得到基带或中频信号，再经DAC转换为数字信号，经过物理层信号处理和MAC层协议处理后，由以太网口输出给用户终端或下接的无线路由器。发送数据与接收数据的处理过程相反，对于TDD系统，双工模块工作于半双工状态，在同一时刻只能发送或接收数据。对于FDD系统，双工模块工作于全双工状态，可以同时实现发送和接收数据。物理层信号处理和MAC层协议处理单元完成EoC协议的信号处理功能，通常集成在一颗芯片中，是EoC终端的核心部分。

2.2 基于单向网络的有线电视多屏互动方案

2.2.1 系统架构

基于单向网络的有线电视多屏互动系统架构图如图3所示。系统组成部分主要包括H.264实时编码器、复用加扰器、CAS系统、IP-QAM、无线路由器、智能终端等。

图3 基于单向网络的有线电视多屏互动系统架构图

2.2.2 H.264编码技术

H.264是一种高性能的视频编解码技术，是由国际电联（ITU-T）和国际标准化组织（ISO）联合组建的联合视频组（JVT）共同制定的新数字视频编码标准，所以它既是ITU-T的H.264，又是ISO/ IEC的MPEG-4高级视频编码。

2.2.3 HLS协议

HLS（Http Live Streaming）是由苹果公司开发的一个基于HTTP的流媒体传输协议。该协议将一个传输流分成一连串的小文件，每个文件包含一个简短的有限或无限传输流的一部分。客户端应用程序通过HTTP协议下载文件，并将文件重新合成为一个连续的传输流。相对于常见的流媒体直播协议，HLS直播最大的不同，在于直播客户端获取到的并不是一个完整的数据流。

3 结束语

改变有线电视产业的两大力量是视频的多屏融合和宽带互联网，如何充分理解和把握这个趋势，并采用适当的解决方案，从而提供有吸引力和竞争力的业务和服务，将是运营商把握未来取得成功的关键。

[1] 高巍．从互联网走向电视机[J]．广播与电视技术，2013,(1):60-65

[2] 姜秀华，张永辉．数字电视广播原理与应用[M]．北京：人民邮电出版社，2013

Multiscreen Interactive Scheme Based on CATV Network

Teng Yumin
(Zhaoyuan Branch,Shandong Broadcast and Television Information Network Co.,Ltd.,Zhaoyuan,265400)

Firstly,this paper introduces the development background and Wi-Fi technology of multi screen interactive,Then,the technical scheme of multi screen interaction of cable TV and two-way network are discussed respectively.Integration of radio and television industry value-added,has carried on the beneficial exploration to improve the attractiveness and competitiveness of broadcasting on radio and television operators to carry out multi screen.

Cable TV network;Multi-Screen interactive;Wi-Fi;EoC;H.264;HLS

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.05.017

TN94

B

1672-7274（2016）05-0053-03

縢玉敏，男，1970年生，工程师，主要从事广播电视技术工作。