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1、新一代可管理数字电视头端解决方案随着数字电视的蓬勃发展，数字电视的整体平移已经开始有规模的开始经营了。作为整个系统的重要组成部分头端系统其建设的重点也在不断的发生着变化，从关注单个关键设备到关注系统整体建设再到关注整个系统的安全播出机制，从关注设备本身的状态检测到对节目内容的检测，整个头端系统对安全播出也就提出了越来越多的要求，所以在新一代的数字电视头端系统建设中必须考虑新的思路来满足新要求。到目前为止，数字电视头端的整体方案也不是什么新鲜的话题了，各个厂家的相关产品也逐渐成熟，在这个推崇技术创新的年代，企业的并购也越来越盛行，如 tandberg 收购 SkyStream,爱立信收购 tan
2、dberg,思科收购 Scientific-Atlanta(SA)等等， 并购的目的无非有两个：扩张、整合，通过并购可以延长产品线、提供全线解决方案，这也是技术整合趋势的一个突出表现。在这种整合下，数字电视的国外厂商也越来越倾向于提供全套解决方案，给国内的高端用户提供所谓的“黑盒子”，即所谓的全套解决方案，那这种方法表面上是提供了全套的产品，给用户带来了极大的方便，但是给用户也带来了如下的不便：1.不能自主的选择高性价比的产品，在系统中必须使用厂家指定的设备和型号，即使这个设备不是这个厂家生产的，原因只是厂家自带的网管软件只支持这款设备，而国外公司开发的网管软件是无法按照用户的需求进行修改的。
3、2.不能对各个公司的产品进行自主化搭配，无法根据用户自己的需求进行合理化设计，只能采用国外厂家的设计，无权也无法进行修改。3.不利于用户技术人员的培训，在缺少对各个厂家产品的测试和比较环节，用户的技术人员无法深入了解各个厂家的产品，比较也就更无从谈起，这个对今后系统的维护是非常不利的。4.不太适合中国国情，中国在网管设计中，对设备做 N+1 备份时，除了要求对设备的状态信息进行检测，还要对信号的内容进行监测，防止出现非法入侵信号和错误信号（黑场、静帧等）,这些是国外厂家的产品所无法做到的，虽然可以采用专门监测这个内容的产品，但是由于国外厂家产品的封闭性，还是完成不了在出错时进行控制和切换的功能
4、。所以我们认为目前在广播电视领域已经完成了从被动接收所谓的“黑盒子”到自主选择、自主搭配的阶段，在媒资系统、播总控系统、演播室系统、转播车系统都可以实现选择性价比最优的产品，在与设备无关的系统集成商的帮助下，很好的搭建了多个成熟的系统。那么如果想自主选择产品来搭建整个的数字电视头端，应该从哪几个方面来考虑呢?先让我们看看一个完整的数字电视头端系统应该有哪些部分组成：RF 混 合 器有线数字电视头端系统框图ASI 矩阵CA系统L-Band 数字卫星接收机数字卫星接收机数字卫星接收机数字卫星接收机L-Band 数字卫星接收机数字卫星接收机数字卫星接收机数字卫星接收机L-Band 数字卫星接收机数字
5、卫星接收机数字卫星接收机数字卫星接收机L-Band 数字卫星接收机数字卫星接收机数字卫星接收机数字卫星接收机ASI 矩阵ASI 矩阵 复用加扰 器QAM调制器QAM调制器QAM调制器QAM调制器复用加扰 器QAM调制器QAM调制器QAM调制器QAM调制器复用加扰 器QAM调制器QAM调制器QAM调制器QAM调制器复用加扰 器QAM调制器QAM调制器QAM调制器QAM调制器复用加扰 器QAM调制器QAM调制器QAM调制器QAM调制器复用加扰 器QAM调制器QAM调制器QAM调制器QAM调制器复用加扰 器QAM调制器QAM调制器QAM调制器QAM调制器HFC网网络适配器网络适配器网络适配器网络适配
6、器数据广播NVOD网络适配器网络适配器网络适配器MPEG- 2编码器EPG 系统网管系统从上图可以看出整个系统将分为如下几个部分： 节目采集分系统 复用加扰分系统 QAM 调制分系统 网管系统1 1、节目采集分系统节目采集分系统1.11.1数字卫星节目接收数字卫星节目接收1.1.11.1.1 数字数字卫星接收系统概述卫星接收系统概述目前在国内，几乎绝大部分的卫星接收前端(TVRO)都是采用一种比较简单的手段来搭建，就是用一根 75-5/7/9/12 同轴电缆从高频头(LNB)连接到临近机房的卫星接收机，而信号的下行及对 LNB 供电就这样通过这根电缆及卫星接收机来完成。 假如卫星天线与机房的距
7、离稍远，比如超过 60 米以上，除了选用较粗的同轴电缆外，还会加上线性放大器，以补偿电缆对高频的衰耗。这种做法已沿用了数十年，为了要迁就卫星天线所能安装或摆放的位置，设备前端的机房亦要迁移靠近至卫星天线，以缩短距离、避免高频信号有过大的衰减。而 LNB 高频头的供电则由卫星接收机负责，这样的操作方式存在不少缺陷。如下表所示：优点缺点价格便宜高频衰减严重，带宽窄施工容易容易受 EMI (电磁波)和 RFI (射频)干扰雷击可能损坏前端设备包括卫星接收机采用同轴电缆及线性放大器的卫星接收系统潜伏电容、电感导致相位失真、群延时扩大如果天线和接收机距离稍远，需要采用很粗的电缆（如 75-12），施工不
8、方便，数量增加时更难于处理线路放大器加重信号质量劣化，如：载噪比、群延时、互调失真等线放器是单电源式，若损坏会令整个信号中断卫星天线和设备机房距离要很近，无法远距离传输我们建议的卫星接收系统， 对通常的卫星接收系统进行了改进， 有效地避免以上不足，同时引入计算机管理调度，保证方案达到性价比最优、安全可靠。1.1.21.1.2数字卫星接收数字卫星接收系统图系统图卫星接收系统框图Ethernet Switch24portEthernet Switch24portNM L波段 矩阵卫星接收管理系统卫星接收天线同轴电缆LNB 供电器R F 跳 线R F 跳 线频谱仪N1 L- band切换开关L- b
9、and矩阵、卫星接收机等同轴电缆避雷器避雷器同轴电缆LNB 供电器同轴电缆 避雷器避雷器同轴电缆LNB 供电器同轴电缆 避雷器避雷器同轴电缆LNB 供电器同轴电缆 避雷器避雷器无源 2分配器无源 2分配器无源 2分配器无源 2分配器无源 2分配器1N234无源 2分配器无源 2分配器无源 2分配器无源 2分配器无源 2分配器L- Band 光发射模块第1路 有源功分器L- Band 光接收模块L- Band 光发射模块第2路 有源功分器L- Band 光接收模块L- Band 光发射模块第3路 有源功分器L- Band 光接收模块L- Band 光发射模块第4路 有源功分器L- Band 光接
10、收模块L- Band 光发射模块第N路有源功分器L- Band 光接收模块NM L波段 矩阵R F 跳 线R F 跳 线其它卫星接收系统RF直通 跳线板RF直通 跳线板1N234L- Band 光发射模块第1路 有源功分器L- Band 光接收模块L- Band 光发射模块第2路 有源功分器L- Band 光接收模块L- Band 光发射模块第3路有源功分器L- Band 光接收模块L- Band 光发射模块第4路 有源功分器L- Band 光接收模块L- Band 光发射模块第N路 有源功分器L- Band 光接收模块卫星接收机无源功分器卫星接收机卫星接收机卫星接收机卫星接收机无源功分器卫星
11、接收机卫星接收机卫星接收机卫星接收机无源功分器卫星接收机卫星接收机卫星接收机卫星接收机无源功分器卫星接收机卫星接收机卫星接收机卫星接收机无源功分器卫星接收机卫星接收机卫星接收机卫星接收机无源功分器卫星接收机卫星接收机卫星接收机卫星接收机无源功分器卫星接收机卫星接收机卫星接收机卫星接收机无源功分器卫星接收机卫星接收机卫星接收机卫星接收机无源功分器卫星接收机卫星接收机卫星接收机卫星接收机无源功分器卫星接收机卫星接收机卫星接收机1.1.31.1.3数字卫星接收数字卫星接收系统组成系统组成数字卫星接收系统由如下部分组成： 避雷器：完成避雷功能，保护昂贵的设备。 LNB 集中供电器：完成对高频头的集中供
12、电。 L-Band 光发机：完成 L-Band 的单模光纤发射，实现远程的光信号发送。 L-Band 光收机：完成 L-Band 的单模光纤接收，实现远程的光信号接收。 L-Band 功分器：完成对信号的分配放大和插入损耗的补偿。 L-Band 矩阵：完成 L-Band 信源的调配。 数字卫星接收机：完成 L-Band 信号的解码，输出 ASI 信号或 SDI 信号。 卫星接收管理系统：完成对卫星接收系统设备的控制和调度。1.1.41.1.4 数字卫星接收系统数字卫星接收系统工作原理工作原理1.1.4.1.卫星前端接收方式我们建议采用离接收天线最近的一间屋子作为最前端的工作间。卫星天线与小屋的
13、距离一般在 60 米范围以内，以避免这一段同轴电缆要加入线路放大器。为了减少高频衰减，建议最少要用 RG-11 或以上规格。在对应每一个卫星天线的 LNB 供电方面，选用 LNB 集中供电器对高频头集中供电，该设备除具备双电源互为备份外，有些厂家的设备还可以显示输入信号的状态和进行设备配置，可以通过 SNMP 协议对 LNB 集中供电器进行配置和监看，用户可以通过网管系统作为晚上缺少值班人员时的警报之用。由于 LNB 集中供电模块可以做热插拔更换，因此维护非常方便。LNB 的下行信号经由同轴电缆传输到 LNB 集中供电器之后， 通过 L 波段跳线架和无源2 分配器后，其中 1 路输出到下一级的
14、 L 波段光端机，通过单模光纤传输到有线数字电视头端机房。这是假设卫星天线与机房距离大于 100 米或以上一种做法。建议配置的性能指标较高的 L 波段光端机，满足 100 米到 40 公里或更长距离的传输，因此对一般的应用来说已足够。要求对应 950MHz2150MHz 的 L 波段，优良设计的光端机会采用 DirectModulation (直接光调制技术)，使 Phase Distortion (相位失真)机会降低至几乎不存在，这会令群延时大幅减少，使信号的 BER (误码率)达到优异水平，对 MCPC(多频道单载波)数字信号的传输尤为重要。由于光端机的输入/输出提供“零”损耗，假如 LN
15、B 的输出电平假设经过一小段同轴电缆到达 LNB 供电器输入端是-30 dBm (约 80 dBV)，虽然经过这么长的一段距离（比如 1500 米） ，但是光接收机的 RF 射频电平输出可以手动或自动调整，增益调整范围大于30 dB。我们使用频谱仪及其它仪器对信号质量检测，可以发现输入与输出的载噪比、IMD互调失真、相位误差及误码率等仍维持着非常优异的指标，其表现绝非用同轴电缆加上线性放大器可媲美。在应用上光纤后，卫星天线与机房前端的距离就完全不受限制，除完全不受 EMI (电磁波)及 RFI (射频)干扰之外，更可避免因雷电的冲击而造成机房设备的破坏。通常我们在设计中把卫星天线及小机房统一放
16、在建筑物的顶层，除方便管理外，亦减少了杂散电波的干扰及不再占用地面资源和妨碍观瞻。但有一点需要注意的是，在风力比较大的地区，用户就必须考虑到大型卫星天线（6 米或以上）的支架所能承受多少级风力的系数以及楼宇顶层混凝土结构的机械载重强度。但如果暂不具备条件改造成上述方式或规模，而又想改善现时信号传送距离及接收质量，可考虑直接采用最近面市的全天候式户外用的 L 波段光端机，可将其外挂在天线支柱底部或附近地方，只要接上一个 220V 防水电源即可。据了解，这种设备内可提供 2 路光发射模块给 2 个极化之应用，或内置一发一收两个模块给地球站上/下行应用。1.1.4.2.L 波段矩阵及路由监察卫星讯号在进入卫星接收机之前， 如果某些垂直或水平极化的 L 波段信号需要做定时或不定时的调度或切换，虽然可以采用一些手动式跳线板来达到信号调度的目的，但跳线插拔带来的接触点磨损将导致信号质量下降，甚或因为经年累月的损耗导致接触不良而信号在重要时刻接不上才是问题的关键。因此，我们建议使用先进的 L 波段矩阵做所需信源的调配。其长处除了免除了上述缺点之外，更可以通过网管系
