甘肅省網(wǎng)絡(luò)整合后的技術(shù)探討

劉國發(fā)

（甘肅省廣播電視網(wǎng)絡(luò)公司天水分公司，甘肅 天水 741000）

2011年8月29日，甘肅省廣播電視網(wǎng)絡(luò)有限公司掛牌成立，標志著甘肅省廣電網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了全省范圍內(nèi)的一省一網(wǎng)，結(jié)束了以往條塊分居、各自為政的局面。網(wǎng)絡(luò)整合以后如何在全省范圍內(nèi)開展各項業(yè)務(wù)，成為新成立的網(wǎng)絡(luò)公司當務(wù)之急。面對百廢待興的形勢，結(jié)合多年來的工作實踐，從前端到用戶終端建設(shè)、技術(shù)選型等方面展開探討，與業(yè)內(nèi)各位同仁分享交流。

1 前端建設(shè)與優(yōu)化

根據(jù)整合規(guī)劃，整合后全省廣電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)統(tǒng)一DVB（數(shù)字視頻廣播）前端，采用OTN（光傳輸網(wǎng)）光網(wǎng)絡(luò)方式將直播節(jié)目（含數(shù)字、高清及廣播）和點播節(jié)目統(tǒng)一下傳到各個地州市。甘肅省DVB信源中心采用二級架構(gòu)，分為省信源中心和各地市平臺。省數(shù)字電視直播信源中心系統(tǒng)建設(shè)的目標是建立信源整合、匯聚、調(diào)度、分發(fā)、監(jiān)測為一體的統(tǒng)一數(shù)字電視直播信源中心平臺。通過省域骨干網(wǎng)為各地市輸送統(tǒng)一的直播節(jié)目以及全省統(tǒng)一的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。新建的全省DVB平臺如圖1所示。

省DVB信源中心包括信號接收與處理系統(tǒng)、安全播出與監(jiān)控系統(tǒng)（含綜合顯示部分）、核心處理系統(tǒng)、CA（條件接收）系統(tǒng)、EPG（電子節(jié)目指南）系統(tǒng)、SMS（用戶管理系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)。

圖1 新建甘肅省DVB平臺示意圖

1.1 機房設(shè)備選型

機房設(shè)備選擇應(yīng)具備開放性、先進性、可擴展性、可管理性等方面，在設(shè)備選型上應(yīng)首先考慮集成化、模塊化設(shè)備，具備較高的集成性，盡量不使用分立設(shè)備，以降低機房空間占用和功耗。

1.1.1 ASI（異步串行接口）還是IP

傳統(tǒng)的機房采用ASI方式傳輸，傳輸距離近，交換與分發(fā)不靈活。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前基于IP的數(shù)字電視系統(tǒng)已經(jīng)成熟，主流省級前端信號接收與處理系統(tǒng)的設(shè)計思路是IP化，系統(tǒng)不僅要為廣播式業(yè)務(wù)提供信號源，還要為時移和回看視頻業(yè)務(wù)提供節(jié)目內(nèi)容，為媒資系統(tǒng)提供節(jié)目信號，IP作為基本的業(yè)務(wù)協(xié)議已被業(yè)界廣泛認可，它對于系統(tǒng)間的資源共享、多業(yè)務(wù)的快速規(guī)模部署和各類創(chuàng)新應(yīng)用的開發(fā)提供了保證。本地數(shù)字電視節(jié)目、數(shù)據(jù)廣播以及NVOD（準視頻點播）等以TS流傳輸?shù)男盘柾ㄟ^帶有IP輸出口的編碼器完成信號源IP化處理。同時，為了兼顧已有的大量ASI設(shè)備，要求前端核心設(shè)備同時具備ASI和IP兩種接口。

1.1.2 MPEG-2還是H.264

針對標清節(jié)目，由于支持H.264將增加終端成本，并且兩種編碼格式在帶寬占用及圖像質(zhì)量改善上，影響并不大。因此，在標清編碼選擇采用MPEG-2的編碼格式，節(jié)目碼率可以采用統(tǒng)計復(fù)用及碼率修正等功能，壓縮在4.5～5 Mbit/s碼率。針對高清節(jié)目，目前終端均支持H.264解碼能力，因此，在高清直播節(jié)目處理上，可以考慮采用H.264編碼格式，從而大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，且不降低圖像質(zhì)量，信源采用7～7.5 Mbit/s碼率。

1.1.3 有卡CA還是無卡CA

1.1.4 1 310還是1 550

由于光發(fā)射機是根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展不斷采購而來的，因此各地都存在光發(fā)射機種類品牌雜亂等情況，從形式上看，工作波長既有1 310 nm，也有1 550 nm；從結(jié)構(gòu)上看，既有模塊式也有分體式。早期的發(fā)射機以1 310 nm為主，近年來隨著1 550 nm光發(fā)射設(shè)備價格的不斷降低，1 550 nm光發(fā)射系統(tǒng)優(yōu)勢已經(jīng)凸現(xiàn)，特別是大功率EDFA（摻餌光纖放大器），一臺可以替代多臺原1 310 nm光發(fā)射機，一個分前端甚至有一兩臺就可以實現(xiàn)原來十幾臺分體式發(fā)射機的全部功能，因此在新購設(shè)備時應(yīng)優(yōu)選1 550 nm光發(fā)射設(shè)備。

在使用IPQAM（基于IP的QAM調(diào)制方式）作為互動點播接入方式的地區(qū)，由于一臺EDFA覆蓋用戶過多，為了避免出現(xiàn)頻率資源不足的現(xiàn)象，應(yīng)該事先做好規(guī)劃，不可一味追求過大功率的設(shè)備。

1.1.5 均勻分光

由于目前光接收機技術(shù)的不斷進步，對接光功率有較大的動態(tài)范圍，在+2～-8 dB的接收光功率范圍內(nèi)均可以保證良好的技術(shù)指標，再加上隨著小區(qū)機房、二次光發(fā)等形式的推廣，光信號在城域網(wǎng)光纜內(nèi)傳輸?shù)木嚯x越來越小，隨著1 550 nm光發(fā)射設(shè)備的普及，距離形成的衰減因素在傳輸中的影響日趨降低。因此在設(shè)計光分路器時應(yīng)該采用均分的形式，對原有13 dB左右的1 310光發(fā)射機而言，分光比以1∶10～1∶12左右為宜；而對20 dB以上的EDFA來說，需采用二次光分，提高靈活性。

1.1.6 IPQAM還是IPTV

在互動點播實現(xiàn)方式上，業(yè)內(nèi)主要有IPQAM和IPTV兩種形式，國內(nèi)大部分地區(qū)采用IPQAM方式，但是采用IPQAM方式不可避免的一個難題就是頻點資源的瓶頸，如表1所示。

表1 有線電視頻率需求預(yù)計表

以目前廣電網(wǎng)絡(luò)傳輸主流帶寬860 MHz計算，在100套標清節(jié)目、16套高清節(jié)目的前提下，有70個空余頻點可以使用。但到2015年，隨著高清、3D節(jié)目的開播，頻點僅剩余不足30個。再加上由于各地具體情況不同，某些頻點由于種種原因無法使用，因此頻道資源難免不足。而IPTV是通過建設(shè)A，B兩個平臺，A平臺用廣播方式傳輸直播信號，B平臺用IP方式傳送互動節(jié)目，兩個平臺互為補充，既保留了直播節(jié)目的廣播傳播優(yōu)勢，又體現(xiàn)了互動節(jié)目在管理控制方面的長處，因此采用IPTV方式更適合廣電現(xiàn)狀。隨著技術(shù)的成熟，支持QAM和IPTV的雙模機頂盒在價格上已經(jīng)和普通機頂盒相差無幾。因此在建設(shè)設(shè)計階段，應(yīng)該充分調(diào)研，從投資、建設(shè)以及未來發(fā)展等多方面綜合考慮來決定采用何種技術(shù)方式。

2 傳輸線路建設(shè)與優(yōu)化

2.1 骨干網(wǎng)

2.1.1 骨干網(wǎng)現(xiàn)狀

甘肅省廣電光纜干線網(wǎng)是1999年底與甘肅境內(nèi)的國家廣電光纜干線網(wǎng)同期建設(shè)的。從1999年底到2002年完成了省到14個市州以及甘肅礦區(qū)和敦煌的省級廣電光纜敷設(shè)工程，大部分市州也在同期或稍后的時間內(nèi)完成了市州到縣區(qū)的光纜敷設(shè)。

2002年省級光纜干線選用了SDH（光同步數(shù)字網(wǎng)）同步數(shù)字光傳輸技術(shù)開通了2.5 G的業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)。起初是無保護鏈路，后來通過置換等方式形成了自愈保護環(huán)路，保證了業(yè)務(wù)的正常傳輸。各地市州在完成光纜建設(shè)后也都建立不同的業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)，有SDH的，也有1 550光傳輸?shù)?，接口標準不一，無法互聯(lián)互通。

2.1.2 改造思路

傳統(tǒng)的廣播類電視節(jié)目傳輸，主要有衛(wèi)星、SDH以及長距離1 550光傳輸3種形式。建立全省統(tǒng)一DVB播出平臺，應(yīng)采用光纜傳輸方式。長距離1 550光傳輸雖然有造價低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，但采用這種方法，地州市前端很難對節(jié)目再進行二次調(diào)整，無法適應(yīng)當?shù)氐木唧w情況。波分、OTN（光傳輸網(wǎng)）等技術(shù)的出現(xiàn)，取代了傳統(tǒng)的SDH技術(shù)。根據(jù)當?shù)氐木唧w情況，宜建設(shè)OTN傳輸網(wǎng)，將直播類節(jié)目下傳到各個地州市，各個地州市接收后進行轉(zhuǎn)碼、加載本地節(jié)目等處理后送到本地接入網(wǎng)。

互動類節(jié)目，由于其雙向的特征，宜通過IP承載網(wǎng)的形式傳輸，IP網(wǎng)絡(luò)可以搭建在OTN上，利用OTN傳輸通道承載。

標桿管理法[1]由美國施樂公司于1979年首創(chuàng)，其本質(zhì)是向組織外部的參照物學習，持續(xù)地進行組織自身與一流實踐的比較，驅(qū)使組織改善績效行為的有用方式，其核心是向業(yè)內(nèi)或業(yè)外的最優(yōu)企業(yè)學習。通過學習，企業(yè)重新思考和改進經(jīng)營實踐，創(chuàng)造自己的最佳實踐，這實際上是模仿創(chuàng)新的過程。標桿管理方法較好地體現(xiàn)了現(xiàn)代知識管理中追求競爭優(yōu)勢的本質(zhì)特性，因此具有巨大的實效性和廣泛的適用性。

2.2 城域網(wǎng)

2.2.1 城域網(wǎng)現(xiàn)狀

目前天水分公司設(shè)立總前端1個，分前端5個，各個前端通過市內(nèi)環(huán)網(wǎng)光纜連接，兩個方向用兩臺1 550光發(fā)射機發(fā)射，分前端信號來自兩個不同方向，不同路由的環(huán)網(wǎng)，互為備份以提高整體可靠性。從每個前端引出的光纜都在10條左右，芯數(shù)12～144芯不等，基本采用管道敷設(shè)方式。

2.2.2 改造思路

隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，原有的光纜已經(jīng)不能滿足實際需要，實踐中采用以下4種方式解決：

1）從原有光節(jié)點抽取備用纖芯

原有設(shè)計每個光節(jié)點6芯光纖，實際中數(shù)字電視和數(shù)據(jù)各需要1芯即可實現(xiàn)，將剩余4芯光纖繼續(xù)向下延伸，可以再開通1～2個光節(jié)點。該方法優(yōu)點是不需要對原有線路做大的改動，改造周期短。缺點也很明顯，相當于透支未來預(yù)留發(fā)展空間，改造潛力有限。

2）采用二次分光形式

在一些集中的小區(qū)，采用二次分光的形式，在小區(qū)里安裝光交接箱，將原有光節(jié)點信號作為交接箱輸入信號，交接箱里安裝光分路器等設(shè)備，將原有光信號按需要分成若干路后送到新的光節(jié)點。該方法施工快、結(jié)構(gòu)清晰，對原有線路也不需要做較大的改動，可以在該小區(qū)范圍內(nèi)靈活實現(xiàn)光纖資源的調(diào)配，適合在新建小區(qū)內(nèi)推廣。

3）對原有線路進行改造，新增光纜交接箱

由于各個地段實際情況不同，經(jīng)常出現(xiàn)某個地區(qū)光纖資源已經(jīng)告罄而其他地段還有大量富余纖芯的情況，而用傳統(tǒng)的光纜接頭盒接續(xù)方式，光纖調(diào)配的難度比較大。根據(jù)線路的實際情況，可以在光纜交匯的關(guān)鍵地點安裝光纜交接箱，入箱光纜宜60～90芯，出箱光纜根據(jù)實際情況而定，實現(xiàn)從機房到各個光節(jié)點光纖的靈活調(diào)配。

4）新增線路

新增有線電視光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的拓撲結(jié)構(gòu)以樹形為主。以機房為中心向四周擴散，半徑5 km覆蓋用戶，光纖擴容以大芯數(shù)光纜為主，即一級光纜（大于120芯）到主要的十字路口，占用管道資源少，二級光纜（60～120芯）到小區(qū)，三級光纜（60芯以下）按需敷設(shè)到樓棟，樓棟處安裝有源設(shè)備箱。

3 終端優(yōu)化

3.1 機頂盒升級

由于各地州市進行數(shù)字電視平移時間不同、要求不同，目前甘肅廣電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在多達18個廠家的機頂盒，每個廠家的機頂盒又存在單向、雙向、經(jīng)濟型等多個版本。各地主頻點設(shè)置各不相同，節(jié)目套數(shù)、排序、付費節(jié)目等均不一致，造成高清、互動電視及新業(yè)務(wù)的開展遇到頻點占用、全省終端無法統(tǒng)一等問題。為了開展全省范圍的統(tǒng)一運營，必須全省統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一對機頂盒進行升級。由于品種繁雜，數(shù)量眾多，升級難度大，目前業(yè)內(nèi)存在“換機頂盒找死，不換機頂盒等死”的說法。盡管如此，只要精心組織，分步實施，完全可以實現(xiàn)平穩(wěn)升級，最大限度地發(fā)揮已發(fā)機頂盒的利用率。

3.2 機頂盒配置要求

新購機頂盒，根據(jù)目前的情況以及不遠的將來的發(fā)展，筆者認為硬件方面的最低要求，CPU主頻不應(yīng)低于450 MHz，內(nèi)存應(yīng)不低于256 Mbyte。同時應(yīng)該支持H.264編碼格式，有HDMI（高清晰度多媒體接口）、USB和以太網(wǎng)接口，支持外接鍵盤或者手柄和硬盤，支持WiFi接入。以前的機頂盒多基于Linux或者其他實時操作系統(tǒng)為主，界面單一、呆板，遙控器操作復(fù)雜。在2012年CCBN上，發(fā)現(xiàn)已有廠家推出基于Android系統(tǒng)的機頂盒，不僅有類似于手機的操作界面，也可以兼容大量的應(yīng)用，同時遙控器按鍵也大幅度減少，值得進一步推廣。

3.3 針對不同用戶，靈活使用不同機頂盒

由于用戶的需求不同，對機頂盒的要求也不一樣，比如中老年用戶以基本廣播類節(jié)目為主，對互動、高清節(jié)目基本沒有需求，就沒有必要更換為新的機頂盒，原有機頂盒只要能滿足新的技術(shù)要求中廣播類節(jié)目的收看，升級以后可以繼續(xù)給中低端用戶繼續(xù)使用。對高端用戶，發(fā)放高清互動類機頂盒的同時，將原有機頂盒回收，升級后用于故障機頂盒的替換，這樣就避免了因更換機頂盒而投入大量資金的局面。

4 小結(jié)

目前廣電產(chǎn)業(yè)的勃勃生機帶來了眾多的可選技術(shù)，應(yīng)該根據(jù)本地的實際情況摸索出適合自身發(fā)展的路線，不能一味照搬異地的模式。在接入網(wǎng)方面，由于廣電與電信相比底子薄弱，因此應(yīng)該充分發(fā)揮同軸線的優(yōu)勢，不要盲目地進行光纖入戶競賽，應(yīng)想方設(shè)法用盡量少的投入創(chuàng)造良好的社會和經(jīng)濟效益。

[1]于志華，王俊杰，刑君九，等.村村通廣播電視技術(shù)手冊[M].蘭州：甘肅民族出版社，2000.

[2]殷永明，肖慧娟，馬波.數(shù)字電視技術(shù)400問答[M].北京：中國廣播電視出版社，2007.

[3]SHLOMO Ovadia.寬帶有線電視接入網(wǎng)從技術(shù)到應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2002.

[4]李遠東.省網(wǎng)整合后有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造思考[J].電視技術(shù)，2012，36（6）：5-11.