256QAM調(diào)制方式在江蘇互動電視系統(tǒng)中的應用

趙 轅

江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡股份有限公司 江蘇 南京 210000

前言

隨著江蘇省互動電視用戶的不斷增多，特別是高清互動電視用戶的不斷增多，擺在我們面前的一個問題就是IPQAM資源不足的問題。要解決這一問題，增加新設備是一條解決方案，但這需要進行較大的資金方面的投入。現(xiàn)在江蘇省互動電視的IPQAM設備都是使用的64QAM的調(diào)試方式，如果能夠把IPQAM的調(diào)試方式升級到256QAM調(diào)制，將會極大的提升IPQAM的資源利用率，同時也可以減少資金投入，降低成本，提升互動電視的競爭力。

QAM調(diào)制技術

QAM調(diào)制既是正交調(diào)制，是用兩路獨立的基帶信號對兩個相互正交的同頻載波進行抑制載波雙邊帶調(diào)幅，利用這種已調(diào)信號的頻譜在同一帶寬內(nèi)的正交性，實現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息的傳輸。該調(diào)制方式通常有二進制QAM(4QAM)、四進制QAM(l6QAM)、八進制QAM(64QAM)、十六進制QAM(256QAM)。

目前在江蘇互動電視網(wǎng)絡中，QAM調(diào)制技術主要是使用在IPQAM設備上。IPQAM是互動電視業(yè)務下行通道的關鍵設備，IPQAM提供IP網(wǎng)絡與CATV網(wǎng)絡之間的邊緣網(wǎng)關功能。

上圖是互動電視網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)圖，上行方面，用戶機頂盒的點播請求進過HFC、門戶與信令網(wǎng)絡把點播請求發(fā)送到前端機房，下行方面，前端機房收到點播請求后，把對應的節(jié)目數(shù)據(jù)流經(jīng)過IP網(wǎng)絡傳輸?shù)絀PQAM上，然后IPQAM對接收到節(jié)目數(shù)據(jù)，進行節(jié)目映射、復用、調(diào)制、上變頻及網(wǎng)絡抖動處理后，發(fā)送到HFC網(wǎng)絡，再傳送帶用戶家中的機頂盒上。

通過IPQAM的千兆光口接收到IP包后，由設備總處理器對信號進行檢測，每個IP地址和UDP端口號對應無誤后，然后完成相應的解包過程，將信號恢復成TS流格式，然后進行系統(tǒng)時鐘的校驗，完成PCR的重定位后，信號流進入設備緩沖器，緩沖處理后進行PSI表值的修正，以保證多個節(jié)目流的信息完整和確保調(diào)制信號的標準性，然后進行TS流的載波調(diào)制，最后完成上變頻過程。

QAM調(diào)制在IPQAM中起到帶寬拓寬的作用。互動電視規(guī)劃一個頻點基頻帶寬是8MHZ，進過64QAM調(diào)制后，一個頻點的理想帶寬可以擴展到38.8MHZ，如果使用256QAM調(diào)制，一個頻點的理想帶寬可以擴展到50.9MHZ，具體的參數(shù)見下表。

調(diào)制方式信道帶寬信號碼率(sym/sec)理想傳輸速率(b/s)實際傳輸速率(b/s)64-QAM8MHz6.875M38.8M36M256-QAM8MHz6.875M50.9M48M

目前江蘇互動電視一個標清節(jié)目流的大小為3.75M，沒有進過QAM調(diào)制的頻點只能傳輸2個標清節(jié)目流，進過64QAM調(diào)制后的一個頻點可以至少傳輸8個標清節(jié)目流，如果改為256QAM調(diào)制，那么一個頻點至少可以傳輸11個標清節(jié)目流。按照目前一塊IPQAM板卡8個頻點，一臺IPQAM滿配6塊板卡計算，一臺IPQAM改為256QAM調(diào)制之后，將可以新增支持用戶144個，按照10%的并發(fā)計算，一臺QAM可以新增支持用戶1440戶，這對IPQAM資源來說是一個極大的利用，可以在不增加邊緣調(diào)制器設備資金投入的基礎上，滿足了目前互動電視的發(fā)展需求。

256QAM調(diào)制實現(xiàn)的條件及可行性

由于目前江蘇省互動電視在網(wǎng)用戶已經(jīng)達到了650萬，要想實現(xiàn)從64QAM調(diào)制到256QAM調(diào)制的過渡，安全播出是最需要注意的事情，在過渡的過程中，一定要保證用戶能夠安全收看高質(zhì)量的互動電視。要做到這一點，有3個條件一定要具備。

(1)要求有線HFC網(wǎng)的質(zhì)量要比較好，各項技術指標符合行業(yè)標準。同64QAM相比較，256QAM對HFC網(wǎng)絡的要求更高，在用戶接收端：64QAM的MER要求高于25，而256QAM的MEP要求高于32，同時BER要小于10的負四次方。

(2)有線數(shù)字電視前端的QAM調(diào)制設備可靠性要高、技術指標要好，不同調(diào)制方式下的射頻輸出指標不應有大的變化。

(3)終端接收的高清機頂盒本身要工作穩(wěn)定、質(zhì)量可靠，要有3C認證，具備64QAM與256QAM的自動識別能力。

對于上述的要求，目前省互動電視都能夠滿足。

(1)目前整個江蘇省的有線網(wǎng)絡都在整改之中，整改好的網(wǎng)絡質(zhì)量已經(jīng)得到很大提高。以南京為例，現(xiàn)在南京的CMTS下行已經(jīng)使用了256QAM調(diào)制技術，一直運行良好，所以IPQAM的調(diào)制改為256QAM，在網(wǎng)絡質(zhì)量方面不會存在太多的問題。

(2)現(xiàn)在江蘇互動電視在網(wǎng)運行的IPQAM廠家及型號主要有思科RFGW-1、哈雷NSG9000-6G、Arris Apex3000、數(shù)碼視訊10K511、永新視博nDup1000，這些廠家的IPQAM的設備都是支持256QAM調(diào)制的，這在前期的招標測試過程中已經(jīng)測試通過，是可以順利實現(xiàn)到256QAM的平滑過渡,機頂盒方面，在技術上、質(zhì)量上也不會存在問題。

除了上述條件之外，要過渡到256QAM調(diào)制，帶寬也是需要考慮的方面。目前，IPQAM使用的是一個GE口負責24個調(diào)制頻點，使用64QAM調(diào)制時，24個頻點跑滿節(jié)目流時總流量是：64*3*3.75=720M，使用256QAM調(diào)制后，24個頻點跑滿節(jié)目流時總流量是：88*3*3.75=990M，已經(jīng)達到了GE口帶寬的極限。但目前江蘇互動設置的所有IPQAM分組的閾值是70%，一旦一個分組的流量超過70%，負責的技術人員就會進行調(diào)整或者擴容，這樣帶寬也將能夠滿足要求。

256QAM調(diào)制在江蘇互動電視傳輸中的應用

先期，我們已經(jīng)在省前端機房進行了互動電視256QAM調(diào)制的測試，通過對不同廠家IPQAM設備和不同廠家機頂盒產(chǎn)品的集中測試，證明了目前256QAM調(diào)制方式的切實可行。

目前我們在南京選取了部分互動電視流量負荷較高的地區(qū)，原先流量負荷已經(jīng)達到80%的分組，通過將調(diào)制方式由64QAM提升至256QAM進行傳輸，現(xiàn)在的流量負荷降到了60%，完全處于一個安全運行范圍，實現(xiàn)了系統(tǒng)容量性能的提升。

總結(jié)

綜上所述，可以看出目前江蘇互動電視網(wǎng)絡已經(jīng)具備了從64QAM調(diào)制到256QAM調(diào)制過渡的條件，但要真是實現(xiàn)256QAM的應用，還是需要很多的工作要做。有了在正式網(wǎng)絡中的應用的成功，我們正著手將256QAM傳輸逐步應用到南京全部地區(qū)，再結(jié)合省內(nèi)其他地市的網(wǎng)絡測試，從而實現(xiàn)全江蘇省的互動電視傳輸由64QAM調(diào)制到256QAM調(diào)制的一個平滑的過渡，在提高系統(tǒng)容量性能的同時，還能保證我們的安全播出，讓互動用戶欣賞到高質(zhì)量的互動電視。