廣播電視單節(jié)目流傳輸機制分析

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摘要:隨著OTT、IPTV以及電視直播超高清化發(fā)展的需要，廣播電視IP化成為新的發(fā)展方向。主要探討了單節(jié)目流在DVB系統(tǒng)內的傳輸問題，解決單節(jié)目流傳輸機制下，CA系統(tǒng)，EPG系統(tǒng)的實現(xiàn)，PSI/SI信息、EMM信息的傳輸，加擾方式調整等問題。

關鍵詞:數(shù)字電視;IP融合;單節(jié)目流

傳統(tǒng)DVB標準的數(shù)字電視采用的是多節(jié)目流傳輸機制。多節(jié)目流顧名思義就是把多個節(jié)目放在一個TS流里面?zhèn)鬏敗Ｍǔ?shù)字有線電視采用64QAM調制，一個TS流約有38M的碼率，可以承載7～8套數(shù)字電視節(jié)目。

1什么是MPTS和SPTS

MPTS(Multi-programtransportstream，多節(jié)目傳輸流)即一個TS流里有多套節(jié)目，通過不同視頻軌道傳輸不同節(jié)目。每個MPTS流中各種數(shù)據(jù)之間通過PSI(ProgramSpecialInfo，節(jié)目特殊信息)組織起來［1］。PSI信息中的PAT(ProgramAssociationTable，節(jié)目關聯(lián)表)和PMT(ProgramMapTable，節(jié)目映射表)組成一個樹狀索引，通過PID(PacketID，包標識)來唯一標識每一個節(jié)目流［2］。MPTS節(jié)目流信息如圖1所示。SPTS(Single-programtransportstream，單節(jié)目傳輸流)顧名思義一個流里只有一套節(jié)目。SPTS節(jié)目信息如圖2所示［3］。

2單節(jié)目流平臺的基本架構

江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡股份有限公司泰州分公司三級播控單節(jié)目流平臺，采用全IP組網(wǎng)方式的1+1+1熱備份平臺架構，如圖3所示。能夠兼容目前較為傳統(tǒng)的基于DVB-C方式的傳輸系統(tǒng)和基于IP方式的傳輸系統(tǒng)。三級播控單節(jié)目流平臺建設充分考慮了系統(tǒng)的擴容性、冗余性，并以節(jié)省投資成本，節(jié)省頻點資源為原則，達到平臺穩(wěn)定、可靠、既經(jīng)濟又安全的設計目標。核心復用系統(tǒng)具有很強的處理性能和支持大量的端口能力。三級播控單節(jié)目流平臺的每臺DCM搭載3塊GbE板卡和一張10GbE板卡，為以后4K甚至8K等大帶寬直播信號提供強大的接收和復用能力。射頻配置通過IPQAM進行主備信號調制，IPQAM將來自復用加擾平臺的SPTS解封裝，調制后通過RF射頻輸出。滿負荷可調制96個頻點，單設備頻點輸出能力較強。IPQAM組成的調制系統(tǒng)，輸出3路射頻信號。整個系統(tǒng)采用1+1+1熱備方式。第3路清流IPQAM將與備路射頻信號作第一層總切換，所輸出的射頻總信號與主路調制系統(tǒng)作二次切換。確保值班人員在緊急時刻，可以通過遠程切換器，迅速完成3路射頻信號的調制切換輸出，經(jīng)過二次選擇輸出的射頻信號經(jīng)過混頻進入干線網(wǎng)。

3研究結果分析

實現(xiàn)單節(jié)目流與DVB系統(tǒng)融合，關鍵在融合系統(tǒng)的末級將單節(jié)目流復原回多節(jié)目流，保持現(xiàn)有EPG系統(tǒng)、CA系統(tǒng)不變，創(chuàng)新PSI/SI信息、EMM信息傳輸方式，調整加擾方式，最大程度保護現(xiàn)有投資利用最大化。

3．1實現(xiàn)CHID與TSID分離

CHID是channelID的簡稱，是復用器中節(jié)目流的唯一標識。在多節(jié)目流系統(tǒng)中為了維護方便，通常把CHID與TSID參數(shù)設置一致。在單節(jié)目流傳輸機制中，復用器中的每一個單節(jié)目流用CHID作為唯一標識，在調制器中再將多個單節(jié)目流復原回一個多節(jié)目流，用TSID作為唯一標識。CHID與TSID標識分離保持現(xiàn)有EPG系統(tǒng)、CA系統(tǒng)不變，奠定了理論依據(jù)。

3．2單節(jié)目流機制下CA系統(tǒng)、EPG系統(tǒng)實現(xiàn)

CA系統(tǒng)與EPG系統(tǒng)通過TSID識別節(jié)目流，單節(jié)流傳輸機制中，在調制器中最終將多個單節(jié)目流復原回一個多節(jié)目流，用TSID唯一標識。這也表明現(xiàn)有的EPG系統(tǒng)、CA系統(tǒng)無需任何改動，就可以滿足節(jié)目流傳輸機制的需要，所謂的幾百個節(jié)目就形成幾百個TS流，需要幾百個頻率傳輸?shù)募僭O是沒有依據(jù)的。

3．3PSI/SI信息、EMM信息帶外傳輸

在單節(jié)目流傳輸機制中，PSI/SI信息、EMM信息也以單節(jié)目流的形式呈現(xiàn)，在調制器中以帶外復用的方式與對應的單節(jié)目流一起復原回多節(jié)目流。理論上，如果有40個TS流就要準備形成40份EMM單節(jié)目流，用于最終的復用。實際上，EMM信息是唯一的、共用的，從節(jié)約帶寬資源的角度出發(fā)，全網(wǎng)只需要構造一個EMM單節(jié)目流，就可以滿足全部用戶解擾需要，極大地節(jié)約了有限的帶寬資源(如圖4)。

3．4調整加擾方式

在多節(jié)目流傳輸機制中，SCS中的EIS模塊生成CW字，CW與AC一起發(fā)給加擾器和加密機，AC由TSID+SID構成，為CW字指明對應的被加擾節(jié)目。在單節(jié)目流傳輸機制中，SCS與加擾器之間以CHID+SID唯一表示被加擾節(jié)目，SCS與加密機之間沿用TSID+SID來標識(如圖5)。

4結束語

廣播電視單節(jié)目流傳輸機制研究取得的成果表明，在不追加資金投入，不增加設備，不改變網(wǎng)絡現(xiàn)狀的前提下，單節(jié)目流與傳統(tǒng)DVB平臺可以完美融合。避免了海量終端強制更換情況的發(fā)生，最大程度地保護了原有的投資成本，保護了消費者的利益。體現(xiàn)出廣電網(wǎng)絡公司一方面緊追技術發(fā)展潮流，另一方面保護用戶利益的良好社會形象，對提升用戶滿意度，忠誠度意義巨大。

參考文獻:

［1］戴從群．UIPTV本地節(jié)目直播信源方案［J］．中國有線電視，2020(2):140－143．

［2］王煒．變碼率傳輸流播出的研究［J］．有線電視技術，2004(13):28－31．

［3］翟恩．數(shù)字電視數(shù)據(jù)廣播的研究與應用［D］．杭州:浙江大學，2006．

作者：劉昶 唐凡 單位：江蘇有線網(wǎng)絡發(fā)展有限責任公司泰興分公司 江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡股份有限公司泰州分公司