數(shù)字電視分前端機(jī)房設(shè)計(jì)與規(guī)劃

高敏

摘 要：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字電視因?yàn)轭l道多，內(nèi)容豐富，已經(jīng)越來(lái)越多的進(jìn)入到用戶家中，面對(duì)數(shù)字電視發(fā)展的迫切要求，新一代數(shù)字電視的傳輸技術(shù)構(gòu)建了基于IP技術(shù)的多功能、集成式數(shù)字電視前端，為有線電視網(wǎng)絡(luò)多功能業(yè)務(wù)的開展提供了平臺(tái)。數(shù)字電視前端機(jī)房的設(shè)計(jì)包括對(duì)數(shù)字鏈路、播出系統(tǒng)前端備份、信號(hào)源備份等，在SDH保護(hù)環(huán)控制鏈路中，可以有效的控制鏈路的動(dòng)態(tài)變化，使外環(huán)信號(hào)經(jīng)過(guò)跨頻導(dǎo)致外側(cè)鏈路中。在信號(hào)源備份系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用添加冗余碼和檢測(cè)碼的方式，保證傳輸數(shù)字鏈路中的有效部分。使數(shù)字信號(hào)的傳輸和接收都處于穩(wěn)定狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電視；前端機(jī)房；前端備份；信號(hào)源備份

近年來(lái)，數(shù)字電視用戶人數(shù)的顯著增多，為數(shù)字電視前端進(jìn)行播放工作的人員帶來(lái)了巨大的工作壓力，結(jié)合這一社會(huì)現(xiàn)象，本文從實(shí)際工作出發(fā)就數(shù)字電視前端播出設(shè)備、播放系統(tǒng)設(shè)備備份與實(shí)時(shí)信號(hào)源備份、播放設(shè)備檢測(cè)與管理系統(tǒng)、工作人員職能體系設(shè)計(jì)等等具體工作進(jìn)行簡(jiǎn)要分析與總結(jié)。

一、機(jī)房設(shè)計(jì)的總體要求和等級(jí)劃分

前端機(jī)房必須具備較高的自動(dòng)化水平，并且能共長(zhǎng)期處于穩(wěn)定工作的狀態(tài)內(nèi)。在滿足公司發(fā)展業(yè)務(wù)需求的同時(shí)，要切合實(shí)際的執(zhí)行國(guó)家相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)準(zhǔn)則。所有新建前端機(jī)房必須符合城市標(biāo)準(zhǔn)化建筑的設(shè)計(jì)規(guī)范，要具備消防、防雷、人防、抗震等多種能力。在機(jī)房等級(jí)劃分上分為A、B、C、D、E五個(gè)等級(jí)。A級(jí)機(jī)房為市級(jí)容量機(jī)房。B級(jí)機(jī)房為覆蓋用戶達(dá)5萬(wàn)戶以上分前端機(jī)房。C級(jí)機(jī)房為覆蓋用戶達(dá)3～5萬(wàn)戶分前端機(jī)房，并且作為下級(jí)機(jī)房信號(hào)唯一來(lái)源的分前端機(jī)房覆蓋整個(gè)鎮(zhèn)級(jí)行政區(qū)域的分前端機(jī)房；D級(jí)機(jī)房的覆蓋等級(jí)要達(dá)到5000～3 萬(wàn)戶的設(shè)備間，而E級(jí)機(jī)房則為覆蓋用戶 2000～5000 戶的接入間。

二、前端機(jī)房的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

安裝機(jī)房等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，A、B級(jí)機(jī)房的整體設(shè)計(jì)相同，而C、D、E等級(jí)的機(jī)房則為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。例如就門窗使用標(biāo)準(zhǔn)為例，A、B級(jí)機(jī)房要設(shè)置兩道以上的門，并且最少有一道門為甲級(jí)防火門，門在滿足消防要求的基礎(chǔ)上還能夠防潮、防塵、防電磁屏蔽等。同時(shí)門在配置上還要有鉸鏈、閉門器、把手等部件。而C、D、E等級(jí)的機(jī)房在門要求上要以不少于一道門為基礎(chǔ)，這道門一般使用甲級(jí)防火門。在入口的設(shè)置上，與前端機(jī)房有相同作用的設(shè)備間都要在門口設(shè)置防鼠板，防鼠板的高度不得低于350mm，并且防鼠板上要粘貼合理的警示標(biāo)志。所有前端機(jī)房都不應(yīng)設(shè)計(jì)水管防止水管發(fā)生泄漏引起設(shè)備故障，同時(shí)設(shè)備區(qū)域的隔壁間不能設(shè)置洗手間，如果有特殊需求，洗手間必須在機(jī)房區(qū)域以外，并且在設(shè)備間門口設(shè)置防水坡。

三、數(shù)字電視前端播出系統(tǒng)中的設(shè)備備份

數(shù)字電視前端播出系統(tǒng)有信號(hào)接收器、發(fā)光二極管、編碼器、譯碼器、數(shù)字復(fù)用器、信道噪聲加擾器、在數(shù)字電視機(jī)前端播出系統(tǒng)采用SDH雙向鏈路傳輸系統(tǒng)。加大了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性以及安全性。如圖1所示，在數(shù)字網(wǎng)路傳輸中，通常由A點(diǎn)傳輸至D終端，為了加大傳輸?shù)姆€(wěn)定性，在通道傳輸上加大了保護(hù)環(huán)路。假設(shè)在C點(diǎn)位置處出現(xiàn)傳輸信號(hào)的堵塞，則會(huì)使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流無(wú)法達(dá)到的終端D處，所以在B處進(jìn)行網(wǎng)路自愈，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部幀結(jié)構(gòu)的調(diào)整。傳輸通道改為A→B，在B處進(jìn)行轉(zhuǎn)至，再由B轉(zhuǎn)至A，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部雙向環(huán)路的控制結(jié)構(gòu)，再有A轉(zhuǎn)至D最后到C，再由C進(jìn)行外轉(zhuǎn)至D。這種網(wǎng)絡(luò)自愈功能將復(fù)接技術(shù)、復(fù)用技術(shù)以及交換技術(shù)融為一體，能夠在多方面實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全的控制，在傳輸比特幀結(jié)構(gòu)上，采用STM—N的形式，以4的倍數(shù)為傳輸單元，幀結(jié)構(gòu)的外在形式，以通道段開銷的模式進(jìn)行劃分，每個(gè)比特幀結(jié)構(gòu)為9×270×N的結(jié)構(gòu)，每秒傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)速率為155.52Mbit/s，對(duì)于4節(jié)復(fù)用的幀結(jié)構(gòu)傳輸?shù)谋忍厮俾蕿?22Mbit/s。在局域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保護(hù)上，采用SDH單向通道保護(hù)環(huán)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)至上穩(wěn)定可靠的傳輸，在加密和解密功能上，采用編譯碼的形式。

四、數(shù)字電視前端播出系統(tǒng)的信號(hào)源備份

當(dāng)下數(shù)字電視前端播放的信號(hào)源主要包括標(biāo)清與高清兩種，兩種信號(hào)源分別需要各自的編碼器進(jìn)行整合并輸入前端電視播出系統(tǒng)。而某些諸如實(shí)時(shí)新聞、天氣交通情況等節(jié)目往往受到廣大百姓普遍關(guān)注，所以這些節(jié)目必須做到實(shí)時(shí)備份處理，假如出現(xiàn)某些突發(fā)情況導(dǎo)致播放工作出現(xiàn)故障就可以做到任意切換播放，從而保證節(jié)目播放工作的安全穩(wěn)定進(jìn)行。標(biāo)清信號(hào)源的備份主要受當(dāng)?shù)鼐幋a信號(hào)源通過(guò)本地的標(biāo)清編碼器，在信號(hào)傳輸信道上添加擾碼，這種信息傳輸?shù)膸捿^窄，用于一般視頻的傳輸帶寬。高清則用于大型的處理前端系統(tǒng)，這種模式傳輸?shù)膸捿^寬，并且傳輸信息的速率較快，適用于ASI信號(hào)源的傳輸，在傳輸信號(hào)鏈路上不僅添加了冗余碼并且在檢錯(cuò)系統(tǒng)中添加了前向信息糾錯(cuò)碼，對(duì)傳輸?shù)腻e(cuò)誤信息及時(shí)糾正，確保傳輸數(shù)字信號(hào)的可靠性。

五、數(shù)字電視前端的監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)管系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)有監(jiān)控模式的選用，現(xiàn)主要采用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有兩種，一種是基于PC單臺(tái)控制的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另一種采用的是基于對(duì)終端設(shè)備IP地址控制的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)PC單臺(tái)控制的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)原理上簡(jiǎn)單化，并且只能對(duì)電視畫面清晰度和對(duì)比度進(jìn)行稍微的調(diào)整，起不到任何的顯著效果。而終端IP地址控制的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，能夠?qū)Σ煌慕K端處理器進(jìn)行調(diào)整，對(duì)畫面的清晰度和質(zhì)感都有顯著的變化，在監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域上都是采用IP地址控制的方式。主要從傳送數(shù)據(jù)的流量包、安全系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及軟件系統(tǒng)的兼容性三方面進(jìn)行。當(dāng)發(fā)送端傳送大量數(shù)據(jù)包時(shí)在傳輸設(shè)備上進(jìn)行流量壓縮，以數(shù)據(jù)包的形式傳送到終端設(shè)備，在數(shù)據(jù)進(jìn)行打包時(shí)，要對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣、量化以及編碼，其中對(duì)于抽樣主要是把傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行離散型處理，確保在信道傳輸過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生失真現(xiàn)象。并且信號(hào)傳輸?shù)牟ㄐ我矔?huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，對(duì)抽樣的頻率根據(jù)實(shí)際的需要做出了調(diào)整，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)在抽象信號(hào)頻率的取定范圍為fm，而現(xiàn)在抽取的范圍為2fm，其取值為8000Hz，所以當(dāng)抽取的信號(hào)頻率f≥2fm，時(shí)，才能在終端系統(tǒng)上恢復(fù)原來(lái)的信號(hào)；當(dāng)抽取的頻率f<2fm，則傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象，一般監(jiān)控系統(tǒng)中語(yǔ)音傳輸?shù)念l率為300～3400Hz，而要抽取的信號(hào)頻率為8000Hz，中間周期間隔為125us，每秒抽取樣本的信號(hào)的次數(shù)為8000次。

六、設(shè)備房的電纜鋪裝

在設(shè)備房中所有的電氣設(shè)備和機(jī)柜都要進(jìn)行良好的結(jié)算設(shè)計(jì)，這是為了有效避免高電壓負(fù)荷所采取的必要手段。很多設(shè)備的外露物都有導(dǎo)電性，所以機(jī)柜之間要形成一套完整的等電位連接網(wǎng)絡(luò)，并且使直流配電屏中的直流電直接用于接電引線之中，機(jī)房中的接地裝置要根據(jù)使用年限進(jìn)行不同程度的檢測(cè)，并且記錄好每次監(jiān)測(cè)的電阻值，機(jī)房區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要設(shè)置獨(dú)立的防雷接地，所有前端區(qū)域的線纜都要上走線，將強(qiáng)電和弱電纜線分開鋪設(shè)。如果建筑結(jié)構(gòu)在纜線鋪設(shè)上受到限制，就必須進(jìn)行合理的調(diào)整并且控制好橋架距離和層數(shù)。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，數(shù)字電視用戶人數(shù)急劇增加，因此數(shù)字電視前端的播放系統(tǒng)工作諸如播放設(shè)備的工作環(huán)境、數(shù)字技術(shù)升級(jí)、人員職能管理體系、播放信號(hào)采集處理、抗干擾系統(tǒng)運(yùn)行等等，需要相關(guān)的技術(shù)工作人員在長(zhǎng)期實(shí)踐工作中進(jìn)行精心體會(huì)細(xì)心總結(jié)。

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