航天数字电视系统改造的研究

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双向互动基本原理

互动电视点播的实现是通过上行和下行两个通道完成的，上行通道实现用户点播信令的上传，下行通道实现下行页面和用户点播节目流的下行传输。（1）上行信令：机顶盒发出的上行信令与数据通过回传网络，由机顶盒发出，经回传网关发送到前端的接入网关系统；（2）下行页面：页面服务器接收用户点播信令后经过与上行相反的顺序将下行互动页面传至用户终端。（3）下行节目流：用户点播经过封装的IP节目流从互动电视平台视音频服务器系统发出，通过传输网络转发至相应的边缘调制解调器（IPQAM），IP节目流经IPQAM调制后与数字电视射频信号混合，最后经有线电视网络传送到相应的用户机顶盒。

航天数字电视专网双向互动改造方案

三院地区的电视、宽带网络健全，并且不使用同轴缆传送宽带信号。为了解决有线电视网络“最后一百米”的数据传输问题，充分利用现有资源，减少双向互动改造的成本，考虑现有网络情况，提出通过宽带网对互动信号进行回传。在保持三院电视专网原有网络结构的情况下，通过在光节点和楼宇放大器处分别部署互动回传设备———回传网关和中继器来解决双向传输通道问题。本文中将三院地区的双向互动网络分成三部分：同轴分配网部分、以太传输网部分、光传输网部分。同轴分配网部分主要解决入户网络的回传问题，针对很多网络由于在建设阶段的设计和施工不够规范所造成的分配网络干扰较大的情况，双向传输技术将机顶盒端上传的信号调制到高频（915MHz）进行回传，这样能够有效地解决汇聚噪声造成的干扰问题，同时也避免了对分支分配器、用户线接头进行更换而带来的庞大的工程量。以太传输网部分回传网关与楼宇宽带交换机相连，能够对来自机顶盒的互动点播信号进行解调，并将解调后的数据信号通过宽带网进行回传；针对单向放大器对反向传输的信号具有隔离的作用，在放大器处并联中继器设备，以便于上行信号的通过。由于回传网关已经有效屏蔽了汇聚噪声的影响，因此在此将信号调制为宽带网信号适用长距离传输。光传输网部分比较简单，在光节点使用光纤收发器对回传网关解调后送至交换机的基带信号转成光信号后上传，由于是和宽带信号共享光纤资源，因此需要对互动信号划分专门的Vlan，此处互动信号均处于Vlan100。整体方案如图2所示：该方案能够真正适合航天数字电视专网现状，并且能极大提升有线网络双向改造效率，能够在无需更换入户电缆的情况下很好地保证回传信号的质量，现有所有网络设备无需更换或升级，避免了因更换设备而造成的浪费。应用该方式实施有线电视网的双向传输改造，其户均成本几十元。相比较CMTS+CableModem方案和E-PON+EOC方案，该方案具有以下特点：（1）经济性：设备成本低：网络回传设备接入网关成本低廉，未采用已有的国外专利技术，避免了由此产生的高额费用。（2）可靠性：采用独特的二级网络结构，末端放大器配置的中继器通过数字信号再生，过滤了用户端的回传噪声，解决了上行噪声汇聚问题。（3）可扩展性：采用网络设备推向用户的方式，建网覆盖规模可以根据业务发展情况而扩展；灵活的业务扩展能力，从基本的面向数字电视的双向增值业务扩展到支持VOIP语音与上网业务。

总结与展望

本文通过分析现有双向网络改造方案及双向互动的原理，结合三院地区的具体情况，充分利用现有网络资源并在此基础上，提出了适合本地区的双向互动改造方案。本文提出的方案不仅充分利用了现有的网络资源，而且通过合理的设计，高效、廉价地完成了有线电视网络的双向传输改造，避免了费时费力的入户线缆改造和线路设备的改造等，在提高改造效率的同时也大大节约了改造成本。目前，三院地区双向互动已达到100%覆盖，远远高于国家广电总局要求的“2012年底全国城市有线网络平均双向用户覆盖率要力争达到80％以上”的标准。双向传输改造的完成，使得航天电视专网不仅可以提供直播、点播等数字电视基本业务，未来的航天电视专网还可以为用户提供远程教育、因特网接入、远程购物等，以不断提升了航天数字电视专网的价值。下一步的目标分为两个阶段：一是在机房增加部署播出控制服务器、视频播出服务器以及边缘调制器设备，以满足三院地区不断发展的互动点播并发流需求。二是增加个性化服务业务，推出基于互动平台的多种互动业务，尤其是提供双向业务的接入平台，以供未来各种新业务的接入。

本文作者：王文超工作单位中国航天科工集团