新一代寬帶多媒體路由平臺的應用探討

梅 鋒，莫偉宏

（1.廣東省廣播電視網絡股份有限公司 中山分公司，廣東 中山 528403；2.華南農業大學 信息學院，廣東 廣州 510000）

1 技術簡介

BigBand寬帶多媒體業務路由平臺（BMR）是一款電信級、智能化、多功能、多業務平臺[1]，采用當今業界主流的數字視頻媒體處理引擎和視頻路由交換技術，可升級的模塊化軟硬件結構，用于廣播和交換式視頻業務，并能提供更多的應用功能。BMR系統構架如圖1所示。

除了具有基本的復用、加擾、調制功能外，該系統相對于其他傳統數字電視前端還具有以下特點：

1）該系統為集成式系統，不同功能的板卡可任意組合用于同一個BMR1200A機箱中，每個機箱最多可配置8塊I/O板卡，設備集成度高，接線較為簡單，使得平臺結構清晰，并且各板卡支持熱插拔，BMR1200A之間通過背板進行傳輸流調度，其I/O板卡的ASI輸出端口可以用于日常信號監控或其他用途。

2）BMR1200A系統具有碼率修整和統計再復用功能，可以在一個頻點內傳輸8～12套數字電視節目，極大地優化帶寬利用率，提高了傳輸容量，整個系統可傳輸224～336套數字節目，同時該系統還支持高/標清混合傳輸功能，在1個頻點內傳輸1個MPEG高清和1個H.264高清節目的同時，還可以傳輸2～4套標清節目。

3）BMR1200A系統具有MPEG/IP路由交換功能[2]，使其可以在不同的輸入輸出端口之間進行快速路由切換，省去了復雜的傳輸流切換矩陣，機箱之間互聯也無須增加外部路由交換設備，為系統減少了一個故障點，盡最大可能保障了系統的安全運行。

4）該系統支持其他多種業務，如高清電視、數字廣告插播、IP傳輸網關以及節目采集等，節目采集同時支持UDP IP輸出和ASI輸出，滿足媒資系統的不同輸入需求。

5）BMR1200A支持ASI，QAM和IP多種碼流的輸入輸出，例如，可以IP輸入ASI輸出，也可以ASI輸入IP輸出，系統的IP口支持清流和加擾流輸出，并且BMR1200A的I/O卡輸入/輸出口為獨立處理芯片，任意端口/板卡出現故障時不會影響其他端口/板卡工作。

6）該系統網管配置非常清晰直觀，是圖形化配置界面，對業務操作支持拖放式，配置及相關操作簡單，功能強大，網管系統除常規設備管理功能外，還具備碼流分析和節目預覽功能，極大程度方便了用戶的操作及碼率故障的診斷，并且網管系統獨立于BMR系統運行。

7）由于采用1∶1冗余備份策略，該系統具有極高的安全性，支持節目切換、端口切換、板卡切換、機箱及系統切換等多種切換方式，可以自動或手動進行，時間在2 s內。

8）BMR1200A機框尚有剩余I/O卡槽位的，今后如需擴容，只需增加相應板卡即可，因此系統具有良好的可擴展性。

從以上優點可以看出，該系統是一個技術領先，安全可靠，有充足擴展能力的有線數字電視平臺。

2 項目簡介

中山市數字電視根據實際的業務需求以及按照“標準性、安全可靠性、穩定性、先進實用性、可擴展性、開放性與互通性”的原則，數字電視前端系統復用、加擾、調制部分采用BigBand網絡公司的BMR1200A系統來進行建設。

2.1 方案描述

本項目復用、加擾、調制部分設計使用了6臺BMR1200A設備，其中3臺為主系統，3臺為備系統，整個方案實現了復用、加擾、調制的1∶1冗余備份，主備系統軟硬件配置完全相同，各配有一套SMU1000網管服務器和SCS服務器，提供了32個復用和碼率修整處理通道、1個IP處理通道、4個采集處理通道和28個加擾和QAM調制處理通道，提供重要節目的1+1傳輸備份。

以主系統為例，其中編號為BMR#1和BMR#2的2臺BMR1200A作為復用機箱，另1臺編號為BMR#3的作為調制機箱。BMR#1配置了1張GFG404光纖級聯卡、3張AFA824XA碼流復用卡（每張卡可以進行4個流的復用輸出）、1張AFA824XA采集器卡、1張GNA114XA支持IP輸入/ASI輸出傳輸卡；BMR#2配置了1張GFG404光纖級聯卡和4張復用卡，其中1張AFA2424XA碼流復用卡，其余是AFA824XA碼流復用卡；BMR#3配置了7張GFR222加擾調制卡，每張卡有2個射頻輸出口，可調制輸出4個頻點。BMR#1，BMR#2，BMR#4，BMR#5，BMR#3和BMR#6之間采用千兆光纖口進行級連，所有節目、傳輸流均可在期間自由調度和分配。所有數字節目經過BMR#1和BMR#2（或經過BMR#4和BMR#5）的AFA卡復用、碼率修整之后的傳輸流通過BMR的背板進行調度送到GFG404卡，由 GFG404卡送到 BMR#3（或 BMR#6）的GFR222卡進行DVB同密加擾和QAM調制，無須外部交換設備，整個系統可以進行28個頻點的傳輸，每個頻點可傳輸8～12套節目。系統結構如圖2所示。

2.2 項目規劃

根據項目設計要求，中山數字電視前端平臺系統規劃使用28個頻點傳輸110套標清節目、13套高清節目、10套數字音頻廣播，占2個頻點的數據廣播、1個頻點的股票信息和2個頻點的NVOD/存儲播出系統。預留空中升級loader和馬賽克播出節目通道。系統支持對全部節目靈活的路由調度處理，動態節目排列功能可隨時調整節目的頻道列表。外部信息如EPG等只需通過一個ASI輸入端口或者以太網口插入，通過BMR系統特有的多點傳輸功能（Multicast），將其分別復制到全部所需要的傳輸流中。

項目規劃也充分考慮對未來多業務、多功能的支持和擴展，有效保護前期投資，采用BMR平臺，可以非常方便地逐步拓展以下業務和功能，各個功能模塊如圖3所示。

1）節目預覽。對所有輸入節目的視頻圖片通過網管進行預覽和監視。

2）高清電視傳輸。BMR平臺支持對CBR，VBR，SDTV，HDTV的傳輸。

3）應急圖片插播。在輸入節目源以外丟失或被非法干擾時，提供應急圖片墊播，避免用戶端出現停幀、黑場等畫面，該功能也可用于緊急情況下的重大突發事件插播。

4）節目采集。可對所有進入BMR平臺的節目有選擇地進行采集，采集后的節目可實時存儲到視頻服務器，用于媒資系統或作為VOD系統的點播節目源。

5）數字廣告插播。BMR平臺支持對所有節目有選擇地進行廣告插播。

6）千兆IP組網。BMR平臺可同時提供清流、加擾流的千兆IP輸出，同時支持帶內網管傳輸，非常方便將來的IP組網。

7）IPTV。BMR平臺作為廣播平臺，全面支持MPEG-2標準，同時BMR也為IPTV的流媒體處理提供軟件可升級和硬件轉碼功能。

8）交換式視頻廣播SDV[3]。BMR平臺支持目前最先進的交換式廣播功能，目前交換式廣播在北美市場已進入大規模應用階段。

2.3 備份措施

由于該項目采用1∶1軟硬件平臺冗余備份，雙路節目源輸入策略，BMR12OOA系統內置的監測機制，可對復用后送往調制機箱的信號情況進行監測，當發現某個復用端口的輸出節目中斷時，可手動或自動切換到相應的備復用端口取信號，保證復用和調制輸出信號不會中斷。經主備BMR12OOA機箱調制后的RF信號接入末端ADC射頻切換開關，ADC對輸入的主備RF信號電平進行監測，當發現主信號的電平不在設定的校準電平門限范圍內時，就自動切換至備調制信號輸出，保障了安全播出。

3 項目意義

數字電視前端系統的核心即復用、加擾、調制部分，BigBand BMR符合國家和行業數字電視的相關標準，實現了數字電視傳輸流的高效復用、碼率修整、節目路由調度、節目采集、加擾、QAM調制、高清電視傳輸和IP傳輸等功能，系統平臺運行穩定可靠，具備目前領先的MPEG/IP路由交換技術，并能兼容今后多業務的開展和持續發展，具有廣泛的應用前景。

[1]哈宏疆.BigBand：全方位服務中國的有線網絡[J].電視技術，2010，34（1）：104.

[2]郭余祥，徐兵，周福軍，等.新一代數字電視平臺在儀征市的實踐與應用[J].有線電視技術，2009，16（19）：95-98.

[3]BigBand bmr1200 overview[EB/OL].[2010-12-10].http：//www.big bandnet.com/index.php/broadcast-video-bmr1200-overview.html.