天津数字电视系统建设经验谈

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  系统选型及架构分析
  
  目前,由信源编码、信道编码、调度和调制等构成的天津前端播出系统采用统一的技术标准,以便实现主备系统切换。由于各地采用的条件接收系统(cA)不同,用户管理系统(sMs)、电子节目指南(EPG)、数据广播等则由于运营模式的不统一,实现方式也各不相同,因此在数字电视前端,以上系统相对独立。在技术标准方面,分别遵循相应的国家及行业标准,同时各系统间还需提供标准、开放的接口,以保证整个平台的开放性、兼容性、完整性和可扩展性。下面介绍一下天津数字电视平台各系统的选型情况。
  
  1 播出前端
  作为有线电视网络的信息源及播控中心,前端系统的地位和作用不言而喻。数字电视的前端系统主要由数字卫星接收机、视频服务器、编解码器、复用器、矩阵、QAM调制器、各种管理服务器及控制网络等设备组成。分为4大组成部分,即信号输入部分、信号处理部分、信号输出部分及系统管理部分,每部分都有其特定的功能,共同组成完整的数字电视前端。
  为提高数字电视信号的质量及可靠性,有线数字电视前端设备的选型非常重要。天津在前端设备选型时主要考虑了以下几点:a.各前端设备技术指标必须符合相关国家及行业标准,同时系统各设备之间的接口应具开放性,b.关键设备如加扰器及复用器应支持同密;c.系统配置应充分考虑播出的安全性,并应有合理的备份;d.系统主要设备出现故障时可实现自动切换。e.播出的可靠性与维护的方便性;f.选择不同厂商的设备时,应综合考虑网管系统。
  
  2 CA系统
  其功能为通过对节目的加密控制,保证只有交费的用户才能够得到授权解密收看。CA是数字电视集成平台的核心技术之一,它的稳定性及后续发展能力是建设数字电视平台的关键,因此我们对CA提供商提出很高的要求。
  首先,CA提供商必须掌握CA核心技术。并具有强大的研发实力,能够保障未来的功能升级,否则运营商将面临CA提供商的升级能力无法满足新业务需求的尴尬局面。
  其次,选择CA时要选择第三方Loader系统。一些CA企业为了构建技术壁垒及提高运营商的置换成本,会采用私有Loader系统,这种模式使得更换智能卡时,必须采用人工方式回收机顶盒;而使用第三方Loader系统,运营商可以通过Loader进行CA的空中置换,不但保护了机顶盒投资,更极大降低了更换CA的成本。
  最后,选择CA时要综合考虑机顶盒的各项分摊费用。一般CA厂家要向机顶盒厂家收取各种费用,如几十万~上百万的入门费,每次数万的测试费及每销售一台机顶盒要缴纳十几元~几十元的授权费等,摊销到每台机顶盒至少要增加几十元成本。而在数字电视平台建设中,机顶盒是资金投入最大的部分,如果每台机顶盒能降低几十元,对于整体平台搭建来说,节省的资金将相当可观。
  此外,天津通过采用机顶盒、智能卡一一绑定模式,大大提高了运营的安全性。
  
  3 SMS与BOSS系统
  随着各项新业务的陆续开展,天津SMS系统正逐步过渡为综合业务运营支撑系统(BOSS系统)o该系统由客户机、应用服务器、接口服务器、数据库服务器等组成,目前可实现数字电视业务、IP业务等多业务的用户管理、业务管理、营业及账务管理、授权管理、设备管理、客户服务等诸多功能。
  BOSS系统是运营商开展数字电视、IP等业务的核心运营平台软件系统,因此要求该系统在建设与运营中应具有非常高的可靠性、可扩展性及安全性。天津BOSS系统符合三户模型,采用主流的“预付费+预存款+固定账期”的运营模式。
  从SMS到BOSS系统,体现出运营商的业务运营模式和思想,管理着运营商最为宝贵的用户资料及运营数据,因此是数字电视平台的核心软件。天津选择系统时着重考虑了以下几个方面的因素:
  首先,需要提供商有足够的自主研发实力。
  其次,合理、健壮的架构与可扩展性。随着数字电视业务的逐步开展,BOSS支撑的业务模型将越来越复杂,需要与周边发生业务联系的系统也会越来越多,因此需要有合理、健壮的架构,良好的可扩展性,丰富的、标准的、开放的接口,以适应不断发展变化的市场需求。
  最后,SMS要考虑系统的备份。随着用户量的增大,用户数据的丢失将会造成不可估量的经济损失,因此在数据存储方面,要充分要考虑系统的热备份、数据备份和异地容灾等方案。
  随着天津数字整体转换的大规模推进及各项新业务的逐步展开,目前天津已对原有的SMS系统进行了一次较高版本的升级,逐步将其过渡到BOSS系统。
  
  4 EPG系统
  以图文并茂的方式向用户介绍一天或几天内播出的电视节目内容,是数字电视的一个特色与亮点。EPG电子节目指南系统通过业务信息(sI)传输,扩展电子节目指南信息则通过数据广播方式传输。电子节目指南编辑制作系统生成与节目相关的各种信息,主要包括节目单信息、节目播放、节目附加信息、节目预定以及分级控制信息,以满足业务的要求。
  EPG系统为标准系统,没有大小之分,与运营商的用户量也没有关系。各产品之间的差异,主要表现为系统的标准性、稳定性、节目编辑界面的方便性和支持描述符的数量,及对其他增值业务的支持等方面。如,是否支持NVOD,是否支持马赛克业务等。
  天津选择的EPG产品具有以下特点:a.可实现播控系统传输网络、PSI/SI配置的统一管理,使系统资源的管理更加方便、快捷;b.系统采用统一调度方式,可实现同步播出,播控系统支持私有描述符、应用数据的播放。
  
  5 传输平台
  天津搭建数字电视传输平台遵循的基本原则为:安全可靠、技术先进实用、可运营可管理、灵活易扩展,既要结合天津现有的技术及网络现状,满足目前传输的需要,又要能够因地制宜逐步改进,满足今后业务发展的要求。为此,天津从骨干网到接入网对整体网络进行了统一规划。
  1)骨干网络。
  2005年天津完成了有线网络的总体规划,整个网络结构依托“三环一线”、“六个子环”的原有规划格局,不断进行完善。目前已逐步形成“五个主环”即“市区+东、南、西、北环”,“六个子环”和滨海新区网状网的新网络规划格局。在此基础上同时进行郊区县城域网的规划,目标是将天津有线网络建设成为一张大容量、宽频带、标准化、数字化的广播电视节目和综合数据信息传输网络,以适应未来高清晰度电视及视频点播等新业务的传输要求,为用户提供广播式和交互式服务。
  天津市有线数字电视系统主要包括两个播出前端、两个信源前端、环型网络、传输平台、分中心、远端机房及用户分配网。
  市区设两个互为备份的数字前端,除设备互为备份外,还建有双 路由冗余保护。市内六区保持原有6个一级分中心格局,连接构成市区主环(五个主环的其中一环):市内原有的二级分中心随着业务的发展不断进行调整或增加,将市内各区一级分中心和二级分中心连接起来,形成各区子环,市内六区共形成6个子环;目前正新建远端机房(三级数据交换机房),远端机房将与分中心采用星型模式连接。
  2)数字电视分配及接入网。
  天津的思路是根据不同区县原有的的网络状况,选取不同的网改和整转模式。如,根据网络带宽、网络质量,在市内六区及远郊分公司分别采取4种整转模式。原则上每个远端机房为4000户左右的用户提供接入服务,光站主要采用106-116dBuv的2~4端口高电平输出光站。能够保证100~350户的无源接人;对暂不进行无源网改的区域,2000户以下加一级楼放,2000~5000户加一级延放和一级楼放。
  在选择传输平台设备时,我们根据天津的用户分布情况提前算出传输容量,做好了指标分解,并要求厂家承诺实现相关的传输指标。
  
  6 网络管理平台
  天津广播电视网络有限公司在实施整转前已搭建3个网络平台,即模拟电视平台、基于IP的数据网络平台及传输网平台。3个平台分别有相对独立的网元管理系统、性能管理系统及统一的故障管理系统。限于当时的技术条件,模拟电视平台采用带内网管。这些网管平台不但能实现设备的故障信息显示,而且可及时提供设备运行的状态信息。
  但是系统提供的这些功能并不能完全满足公司运营维护的需要,因此在日常运维和排障过程中,需要将业务、线路、设备等因素有机整合在一起,建立一定的关联性,才能在最短时间内发现故障原因及影响的业务,并加以解决。
  现代的网络管理平台已不仅是一套对网络各平台网元进行监控与管理的系统,而是一条贯穿于网络运维全过程的重要纽带,是将公司各网络平台硬件资源(包括光缆链路、网络传输设备、播出前端和接入设备等)、业务内容和公司的人力、物力资源相结合的核心,其已成为提高运维效率、提高用户满意度、降低运维成本的关键。
  为适应数字电视网络系统的建设与数字化改造,满足新业务的发展及为提供用户更好的体验,天津广播电视网络有限公司对网络管理系统进行了全面升级和改造。
  目前,我们已为数字电视传输系统建立了较完善的故障管理、网元管理、性能管理系统。该系统基于IP的带外网管系统,能够保证在传输链路中断的情况下仍能管理网元设备并实时报告故障。运维流程管理系统能够将网管系统第一时间反映的故障信息分配给相应的运维团队。并自动处理运维流程的各个环节和信息的分发,大大缩减了故障的排查对问,提高了运维效率。
  目前,天津广播电视网络有限公司正在建设能够详细管理光缆资源的GIS系统(地理信息系统),完善设备资源、业务资源数据库系统,及用于整合各个业务平台网管的智能网管系统。届时,智能网管系统将能够根据故障信息,结合资源数据库、GIS系统及基于运维经验制定的网管规则自动判断故障点及受影响的业务范围,调度适合的运维团队处理故障,从而实现网络资源的最优化及与运维团队的最佳匹配。可以预计,在开展数字化改造和交互式电视等新业务的过程中,完善的智能综合网管系统,将较好满足用户对网络高可靠性、高质量、低故障率的要求。
  
  7 STB
  针对数字电视整体转换的基本业务及用户对第二终端的需求,天津开发了基本型(数字电视、音频广播、Loader、数据广播、NVOD)与经济型f数字电视、音频广播、Loader、NVOD二种类型的STB,随着新业务的拓展,我们正在研发新一代高清、交互、PVR等新型机顶盒。
  天津广播电视网络有限公司在机顶盒招标时,主要考虑的因素包括:产品的硬件性能、体系结构、报价、开发力量、售后服务体系等。同时入选的机顶盒厂家,需根据天津的实际需求对STB的软硬件进行进一步的开发或修改。另外我们还邀请第三方对STB的各种性能做了进一步的测试,根据实际需求将信息反馈给厂家以指导其工作。经过多轮淘汰,最终确定研发能力较强的企业为我们的供货商。
  天津对STB产品性能的具体要求为:a.具有在线软件升级功能(Loader),以便根据用户新的需求对STB进行改进,同时在线升级具有用户操作与运营商强制升级两种模式;b.支持下述多种搜台方式:全频段搜索、自动搜索、手动搜索等;c.遥控器与STB界面设计应尽量简洁,以方便用户操作;d.原则上统一各个厂商机顶盒遥控器的操作界面。
  为了保障STB的功能实现及产品质量,天津对在网STB进行了多次升级,同时本着易学好用和方便用户的原则,开发了2款学习型及1款双编码遥控器。
  
  系统搭建及应用
  
  目前承担天津市数字有线电视播出任务的主前端于2006年初建设完成,规划的播出能力为48个频点,目前已使用了33个频点,播出130余套视频节目(含1套高清视频)、9套音频广播、17个栏目数据广播及5个NVOD时移业务等。
  随着节目的不断丰富及新业务的陆续开展,我们也在不断完善该播出前端,同时根据业务发展的趋势,将在适当的时候对该前端进行相应扩容。
  为加强安全播出,提升服务水平,天津正在建设第二前端,该前端具有和现有前端同样的播出能力。新前端建成后,将与现前端配合,二者互为热备份,同时天津也建设了信源调度中心,其与两个前端之间均有冗余链路保护,以最大限地保证播出安全。
  目前,天津市已完成120多万户的数字电视整体转换,数字电视播出系统较好地完成了播出任务,没有出现过大范围的故障。当然我们也在此过程中不断摸索经验,争取为广大市民提供更丰富、更高质量的服务。
  
  未来发展方向
  
  除数字电视基本业务外,天津目前也在积极探索各种数字电视拓展业务及增值业务,主要有股票、数据广播、NVOD、实时点播、在线支付、交互游戏、电视购物、个人用户宽带接入等。
  新业务的实现在很大程度上依赖于双向网络接入模式,天津的双向接入模式主要为CMTS、五类线等,目前正在做一些新接入技术的测试,如初步制定了EoC技术规范,并在一些小区开展了实地测试。从测试及实地实验情况看,不同的接入技术各有利弊。各地应根据当地的网络状况、用户需求情况、市场业务规划、成本回收等多方面因素综合考虑,既可选一种模式,也可在不同地方选用不同模式。
  我们也在对比不同技术的利弊,摸索、总结经验,以选择适合天津的接人技术。在机顶盒方面,正在探讨采用Linux等通用操作系统、双向浏览器+JVM的通用业务平台、动态模块升级加载+Loader全局升级的模式等。
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