數字電視交互播出系統的設計

李清華

【摘要】我國有線電視向數字化網絡化發展，如何利用HFC網絡資源優勢開發增值業務成為討論熱點。分析數字點播業務的發展，提出用于數字電視城域點播的用戶接入系統設計，以CTI技術為基礎，為用戶提供電話接入方式，數字電視用戶可撥打電話交互，享受快捷的點播服務。經過測試系統交付運行，系統性能良好。

【關鍵詞】數字電視;交互播出;系統設計

數字電視是傳統模擬電視信號經編碼轉換為二進制數字信號，進行功能處理傳輸，相比模擬電視具有更多的電視頻道，更好的圖像質量。隨著通信技術的快速發展，有線數字電視可提供多內容的增值業務，受到各地廣播網絡公司青睞。視頻點播技術出現滿足了觀眾對參與節目的需求，實現影視節目按需分配。VOD本質是根據用戶需求主動獲取多媒體信息，視頻點播因其點播自主性成為數字電視業務中重要增值服務。VOD實現按用戶需求播放語音視頻節目，是計算機技術，多媒體技術等多學科交叉的產物。網絡運營商要積極開發VOD技術，減少用戶流失，增強用戶忠誠度。

1. 數字電視交互播出系統整體設計

理想的VOD接入系統要求準確獲取解析用戶指令，提交給點播服務器點播操作，可及時執行結果反饋給用戶，接入方案分為基于雙向HFC線路實現雙向通信點播，及利用PSTN網絡為上行點播信號傳輸信道。目前HFC網絡以模擬格式傳輸視頻信號，但未對數字格式傳輸信號限制，調制后信號符合線纜系統傳輸寬帶要求，線纜網絡可不修改傳輸數字信號。

上下行業務使用HFC網絡傳輸，可提供足夠上行寬帶，為多樣化點播業務開展提供便利網絡環境。雙線雙向寬帶接入方案必須對原有線電視網絡大規模升級改造，需增設相應各級分路器為有源雙向多路分接器。下行視頻傳輸數字電視信號為單向傳輸信號，用戶通過撥打電話點播節目，反饋信息通過PSTN電話網絡傳輸。VOD系統要求有線電視用戶終端設備專用信道傳遞點播信號，要求終端設備具有上行信號處理模塊，要求傳輸網絡分配上行信號

我國有線電視網以單向HFC網絡結構為主，雙向傳輸需改造網絡，基于設備成本等原因，國外很多雙向交互信息網絡未獲得良好效益，單向HFC改造應有計劃進行。

網絡數字電視城域點播系統為基于數字視頻傳輸技術播出的視頻點播系統。用戶通過電話可實現節目的點播，在電話上輸入相應內容，通過呼叫中心對點播內容分析，視頻服務器將用點播視頻節目發給設備調制器。機頂盒切換到頻道后用戶可收看點播節目。城域VOD系統包括呼叫服務中心，VOD點播服務器等部分。

C/S模式將應用分為前后端，服務器是提供開戶服務的邏輯系統，提供友好圖形用戶界面，檢查輸入數據合法性，后端數據庫服務程序儲存數據庫數據，客戶應用程序不直接處理后端數據庫數據，請求需通過網絡協議發動給數據庫服務器處理，數據庫服務器程序驗證客戶訪問請求權限，檢索用戶需求數據，將處理結果向用戶反饋。在查詢固定小范圍使用C/S模式，廣域范圍使用B/S模式。數字電視城域點播系統涉及到呼叫中心數據庫，客戶端通信，對系統安全性，可靠性要求高。系統適合用三層C/S結構。

2. 接入服務器子系統設計

用戶接入服務器是點播系統與用戶交互平臺，以語音提示方式引導用戶完成點播，對用戶提交點播請求處理，對非法點播請求向用戶反饋。系統采用單次點播方式，首先獲得空閑頻道，隨機分配空閑頻道鎖定，用戶點播節目通過電話告知將點播頻道，用戶信息獲得通過與SMS接口得到，將對用戶余額進行查詢。頻道數目有限，同時有大量用戶點播要求導致大部分用戶請求無法處理，采用匯聚的策略，系統初期采用接入流程有很大的改變。

由于設計到多個數據庫實體，為向用戶提供晚上的點播服務，VOD系統需設計完整的記錄系統各方面信息的數據庫系統。為方便為視頻服務器管理，由于視頻服務器有若干模擬通道，分為多個數字頻道傳輸電視信號，需用模擬通道表對模擬通道進行管理。根據模擬通道編號查詢數字視頻信息。數據庫設計媒體庫對其進行管理，媒體庫中記錄VOD系統提供節目節目的ID等信息。呼叫中心可在媒體文件表找到節目對應媒體文件信息，配合服務區編號等信息確定視頻服務器點播節目存放路徑，通知服務器找到文件進行播放。

數字電視城域點播系統為C/S結構，呼叫中心為CORBA服務器端，用戶端所需信息與呼叫中心建立通信，CORBA接口層將設計大量接口供用戶端調用，按照面向對象設計方法獨立封裝動態庫實現。CTI是計算機與電話集成技術，利用計算機信息處理功能，通過軟硬件接口將電話通信與計算機信息處理集成，實現對傳真數據通信相互控制。基于CTI技術實現接入服務器存在交換機方案與語音板卡方案。接入服務器方案關系到用戶經濟收益，用戶需考慮主要是性價比等方面。交換機方案穩定性好，配套系統成熟，存在問題是系統造價高，適合大型用戶。基于語音卡解決方案投資小，可靈活定制企業業務流程。系統性價比好，適合構建中小型應用系統。

3. 播出子系統設計實現

通過接入服務器接收用戶點播請求，將得知系統為哪些用戶點播節目，系統需為用戶點播出請求節目，通過接入服務器端接收用戶點播請求，匯聚管理服務器將點播內容分析，將獲得系統資源視頻節目發送給設備調制器，用戶機頂盒接收點播節目，對其進行解擾呈現給用戶觀看。視頻服務器無播放邏輯性，要求需將自身狀態告知呼叫中心，視頻服務器播放完畢將信息告知給呼叫中心，視頻服務器接收停止播放指令停止播放節目，呼叫中心通信采用基于socket通信與基于CORBA通信，實現對素材準備及向機頂盒發送命令。

終端接收設備要解析節目，需知道音視頻傳送流的PID，根據得到PID分離出音視頻，節目流信號通過調制后加入CATV網絡，對網絡寬帶劃分為若干頻點，傳輸網絡用到頻點信息在NIT表中描述。視頻點播系統對節目調度播出與電視播出不同，數字電視廣播中播出節目安排好，節目在確定頻點播出，服務商對頻點安排不改變，機頂盒在首次進行搜索得到頻點節目信息，用戶開機不需對網絡重新搜索，視頻點播系統中節目播出根據用戶點播請求安排，從空閑信道選擇播出節目。系統對節目頻點安排不確定，終端用戶不知道點播節目播出頻點，服務器對用戶點播請求分配資源時，需將節目頻道參數通知用戶。

4. 結語

軟件系統測試通常有功能與結構測試，功能測試不涉及程序內部結構，結構測試根據程序結構設計測試，采用結構測試，確認測試階段采用功能測試。客戶服務器包括匯聚管理服務器，用戶管理系統，系統管理客戶端，測試用VOD系統網絡環境為實驗室局域網。系統功能測試系統功能是否完善，對交互播出系統需滿足功能包括穩定的操作流程，用戶呼入處理準確，對實驗室搭建VOD系統測試發現，系統模塊正常工作。

廣電局大力推廣廣播影視數字化發展，視頻點播是數字電視重要的增值服務，全國數字電視推廣涌現出青島模式等，視頻點播技術探索活躍。VOD系統中需構建與用戶信息交流的接入系統對有發出點播請求用戶分配，不利于點播業務的開展。通過匯聚管理處理點播請求，滿足頻道服務的需求。

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