牡丹江數字電視前端平臺的改造與實施

楚飛舟

摘 要：本文闡述了牡丹江數字電視前端為了改變ASI前端模式在節目調度、節目備份、節目切換上存在的諸多弊端，積極探索新型前端的平臺模式。通過與原有ASI前端模式進行比較，直觀的體現出改造后的IP組網前端模式的優勢，改造后達到了安全優質播出和為增值業務提供更好支持的目的。

關鍵詞：牡丹江數字電視；前端系統；改造；重要性

1 引言

始建于2007年9月的牡丹江數字電視前端平臺其整體采用ASI架構，設備采用接收復用一體機加雙路加擾機及QAM調制器實現。隨著近年來數字電視的業務不斷發展和推進，ASI模式前端自身的痼疾日益暴露出來。為了更好地開展數字電視業務，前端播出平臺的改造已經成為亟待解決的問題。我們在前端系統的改造前，考察比較主流的前端傳輸技術發展以及各省地市級電視臺改造后的傳輸模式，最終采用IP前端組網模式。

2 新型前端系統與傳統前端的比較

牡丹江數字電視原有ASI前端平臺主要由接收機、編碼器、復用器、加擾器、調制器設備構成。由于系統中未采用ASI切換矩陣，故無法實現設備的熱備份，在出現故障時，需要使用碼流分析儀逐節點確定故障設備之后進行更換，且更換后需要重新配置參數，整個過程導致故障處理時間過長。并且系統配置依托單個頻點的配置來實現前端的級聯耦合。這樣的組網方式給節目調度帶來一定困難，當系統內節目流增加或功能增加時，整個前端網絡呈等比擴大，管理復雜度和故障處理的難度相應增加。

隨著數字電視的高速發展以及互動雙向業務的快速推進，對數字電視前端平臺提出了大容量、多種格式、安全服務等新的要求。針對這些變化，IP組網式前端平臺模型應運而生。與傳統前端相比，它具有很多新的技術特點。

2.1 更加靈活的節目調度

新型IP組網式前端采用IP交換模式，將IP路由技術擴展到數字電視領域。該組網模式利用了成熟的IP協議及網絡技術，實現了數字視頻前端與IP傳輸網絡的接軌，突破了傳統意義的前端局限： IP路由交換可以實現節目層的交換調度。隨著業務數據的不斷擴容，這種高度自由的調度優勢將更加明顯，它不受限于物理設備的連接方式，是一個完全基于內容的媒體路由交換平臺，并且此平臺可以無需改變前端設置直接提供給時移電視需要的數據源。

2.2 多級安全備份機制

IP組網式前端，通過網管系統的設置和調度，可以實現節目層、傳輸流層、設備層的熱備份，其中設備層備份包括板卡間備份和設備間備份，在節目或設備出現故障后系統自動切換到備路，IP方式的優勢得到了很好的體現。

2.3 高集成化設計

傳統ASI設備基本都為單路或雙路型設備，系統密集化程度低，占用機柜較多，原有150套數字電視節目，占用了超過12個42U機柜的空間，并由此造成發熱量大，耗電多的附屬問題。采用IP組網后，前端設備僅占用3個機柜空間，并且布線簡單，操作全部集中在網管系統中，降低了系統的復雜性和維修難度。

3 數字電視前端的改造

牡丹江數字電視前端改造后全部采用全哈雷設備進行信號的接收、編碼、復用、加擾、調制，系統設計最低可以面向用戶輸出150套標清節目和30套高清節目。并且實現重要節目的節目層備份，設備板卡N+1熱備份，設備1+1熱備份等功能。圖1為網絡拓撲圖及系統中各核心設備情況。

3.1 信源處理部分

根據原有網內節目計算，總計48個QPSK頻點需要進行接收（其中開路衛星信號39路，高清衛星信號4路，加密衛星信號7路），選用哈雷Proview7000接收機實現單臺4個QPSK輸入、雙CI插槽的來完成接收解密處理部分，輸出為IP流進入交換機，前端總計使用17臺Proview7000。

3.2 數據交換部分

核心交換機采用Cisco公司的3750系列千兆交換機，Cisco交換機配置標準化、規范化，便于日常的維護和管理工作，同時交換機運行安全穩定，完全滿足前端播出的安全性要求。

3.3 核心處理平臺

采用美國哈雷公司的4臺Prostream1000和2臺NSG9000設備完成對輸入節目流的復用、加擾和QAM調制功能，并且設備間采用1+1熱備方式。單臺NSG9000每板卡最大輸出12個QAM頻點，主用設備插5塊板卡，采用4+1板卡備份模式，可以輸出48個QAM頻點，備用設備插4塊板卡對主用設備進行熱備。

3.4 網管控制

編碼、復用、調制系統是前端的核心部分，它包含的設備數量較多，功能要求最復雜，因此對它的管理也是系統中最關鍵一環。網管軟件NMX主要有實現以下功能：

①性能管理：保證系統的運行性能，利用網管系統的智能化軟件管理，與系統內其他設備實現對整個系統的統一、協調的管理和控制。如：支持優先級別化的設備的備份和切換。

②配置管理：網絡節點、插板和端口的增加、刪除、改變及拓撲結構的顯示；在初始化的安裝時對參數進行配置，對軟硬件進行檢查；配置各個模塊；配置文件可存為本地xml文件，便于導入導出。

③故障管理：網管系統能在設備失效、指標劣化到一定程度時發出告警，網管系統能對故障進行定位并且以圖形方式顯示網絡的故障位置。

3.5 信號路由

衛星接收機或ION編碼器將節目源處理后輸出IP清流，進入主備交換機，主路2臺Prostream1000對組播流進行接收，并對復用加擾整形處理完成后的碼流進行IP封裝，輸出雙路組播傳輸流進入核心主備交換機。NSG9000調制器連入核心交換機對復用器輸出的組播流進行接收，并按分配的頻點進行輸出后進行混合。NMX網管對所有設備進行統一管理，完成備份切換機制、日志告警、信息查詢。

4 結束語

牡丹江數字電視前端改造為IP組網模式后，其強大的系統備份熱切換能力有效地保障了系統的安全播出，可靠性和安全性較比原有前端系統有了很大提高，隨著數字電視業務的擴展，改造后的IP組網模式數字前端平臺必定會發揮出更大的作用。