有线电视前端系统及维护

1有线数字电视前端系统及维护2一、有线数字电视系统平台的结构DVB—C（DigitalVideoBroadcast—Cable）即有线数字视频广播，它是由前端系统、传输系统、分配系统三大部分组成，其中，前端系统是整个有线数字电视系统的核心，传输部分是系统的基础平台，分配系统即用户终端。有线数字电视系统示意图如下：SMS系统CAS系统分配系统复用加扰系统数字电视信源系统EPG系统QAM调制传输系统3（一）前端系统前端系统是有线电视网络的信息源、交换中心，其地位和作用是不言而喻的，而今天的数字电视前端包含的内容却更加广泛。数字电视的前端系统一般由数字卫星接收机、视频服务器、编解码器、复用器、QAM调制器、各种管理服务器以及控制网络部分等设备组成。数字电视前端系统一般可分为四个主要部分，即信号输入部分、信号处理部分、信号输出部分和系统管理部分，每一个部分都有其特定的功能，最终组成完整的数字电视前端。41、输入部分：输入部分的主要功能，就是把来自不同渠道、不同格式的视音频信号，进行数字化、压缩编码或码流适配，统一为符合DVB-C标准的MPEG-2传输流格式和ASI接口的传输流，输出到处理部分。数字电视的节目源有：卫星接收（数字或模拟）、数字干线SDH、本地自办、视频服务器或媒体播放器输出的数字节目（本地自办、NVOD、VOD）、各类数据广播节目等。与节目相关的PSI、SI、EPG以及各种管理信息，也都是必须进入网络和节目一起向用户传输的。52、处理部分：信号处理部分是前端的核心。它的功能是：对所有输入的节目码流进行切换、调度、分组、复用（再复用）；插入（更新）节目专用信息PSI、业务信息SI、电子节目指南EPG、各种管理信息（ECM、EMM）等，把它们与节目信号一起复用进数字传输通道；对条件接收节目进行加扰；进行节目管理、用户管理和系统管理。复用器：所谓复用，是使多路信号共享一条物理信道。例如，一个载波频道可以载运6套节目，首先要在未调制前将六套节目的传输码流按时分复用的方法复用到一起。时分复用（TDM），是把传输通路分成若干个时间段（时隙），每段时隙分配给一套节目6或一个特定的码流。在分配的这段时隙内，节目唯一的占有整个频带，各节目周期的轮流占用。完成复用功能的设备叫复用器。有线电视里的许多数据，如与节目有关的信息EPG、PSI、SI，管理信息ECM、EMM，加扰信息等都是从复用器加入的。处理部分的另一个重要功能是加扰。加扰就是在发送端有条件接收系统控制下改变或控制被传送业务（节目）的某些特性，使这些业务对未授权用户无用。通俗的说就是将声音、图像和数据处理成不可懂的过程；其基本原理就是把编码器送来的图像数字流信息按自己定义的加扰方式加扰；在接收端只要按这种定义的解扰方式接收，就能恢复出原图像。因使用设备不同，加扰可以在有内置加扰模块的复用器中进行，也可以外接独立的加扰器进行。7加扰机的输入端及输出端采用标准的ASI接口，传输信号完全符合DVB标准，对复用器传来的多路频道信号的TS流，可对其进行分别加扰和加密，这样就保证了频道加扰的可选性，实现了免费频道信号和收费频道信号的共同传输。3、输出部分：前端输出部分的功能，是把处理部分送来的，已按每8MHZ带宽容量复用和加扰好了的多路数字电视节目传输流（含节目、PSI、SI、EPG及管理信息），变成可以在有线电视HFC网络中传输的64QAM调制射频信号。主要设备有QAM数字调制器，电视信号通过MPEG-2编码器进行压缩编码和其他数据流一起进行复接处理,再送入QAM数字调制器，经中频处理后再8上变频到电视频道上，以便在HFC、微波MMDS网络上传输，可用于数字电视、数据广播、VOD、INTERNET、会议电视等多种数字宽带应用系统。4、系统管理系统管理分为网络设备管理即网管和运营系统管理。运营支撑平台主要由SMS、CAS、EPG系统组成。数字电视节目平台上全部节目和业务，通过EPG对节目进行打包和分类、通过CAS对节目进行加密和管理，通过SMS建立用户服务体系、管理和响应用户的各种需求等，实现了让合法用户能够收看其合法订购的节目，非法用户不能收看节目。维护了用户、运营商的合法利益。9条件接收系统（CAS）1）什么是有条件接收系统（CAS）？条件接收系统，即CA（ConditionalAccess）系统，通过节目加密控制，使得只有交费的用户才能够得到授权解密收看。条件接收是数字电视加密控制的核心技术保证，为数字电视的运营提供了必要的技术手段。CAS贯穿于前端服务器、SMS、机顶盒三个环节中。在前端复用器里对提供的节目或服务进行管理，通过用户管理系统（SMS）对每个用户的要求实行记录、统计、管理，使整个系统提供的各种服务精确到每个终端。在终端，用机顶盒实现系统提供的各种服务。102)条件接收系统（CAS）原理条件接收系统是数字电视系统的核心，对节目和用户同时进行控制。本质上讲，条件接收系统是一个端到端的寻址系统，其基本原理主要是两点：节目进行加扰和控制字保护。◆节目加扰条件接收系统的核心是让合法用户能够收看其合法订购的节目，非法用户不能收看节目。为了达到这一目的，必须对节目流进行处理，打乱其数据包的格式和顺序，即所谓的加扰。加扰过程的实现一般是通过专用硬件，即加扰器。11◆控制字保护由于机顶盒的解码芯片不能解码加扰的节目流，为了能够收看节目，就必须把加扰的节目流进行还原，这个过程叫解扰。由于绝大多数数字前端设备提供商和机顶盒厂商都使用DVB组织定义的通用加/解扰算法，所以条件接收系统的核心实际上就是控制字的保护。为了保证控制字能安全的从前端传递到机顶盒，必须对控制字进行加密。加密后的控制字传递到机顶盒端后，通过智能卡内部解密，就可以还原出原始的控制字。机顶盒内的解扰芯片得到该控制字后，就可以解扰前端加扰过的码流。解扰后的码流送给解码芯片，就可以解出图像。12用户管理系统（SMS）SMS系统即数字电视用户管理系统，是数字电视平台运营的必需软件系统。SMS系统是数字电视平台的核心软件之一。SMS系统由客户机、应用服务器、数据库、数据库服务器组成。客户机负责用户开户、销户及用户信息录入，应用服务器可对用户信息进行一定的处理，响应其他系统的请求，数据库存储所有用户信息资料，数据库服务器对数据库进行管理。SMS系统主要实现数字电视广播条件接收用户的管理，包括对用户信息、用户设备信息、用户预定信息、用户授权信息、财务信息等进行记录、处理、维护和管理。SMS系统是运营商开展数字电视各项业务的运行13核心，要求该系统在建设与运营中具有非常高的可靠性、可扩展性、及安全性。营业厅操作终端采用C/S或B/S模式访问SMS系统，进行开户、发设备、缴费、结算、统计等业务操作。SMS系统管理员给营业厅各操作员分配一定的权限，界定管辖的区域和操作功能。整个SMS系统的数据库设计采用数据集中，下级的SMS数据在市中心前端汇聚、存储。营业厅SMS操作终端可通过局域网或专网实现对中心数据库的读写存取操作。操作终端的数量和分布依照用户需求而定，SMS操作终端负责营业厅具体业务的办理。14电子节目指南（EPG）电子节目指南（EPG）：电子节目指南（EPG）在数字交互电视中是一个极其重要的应用，它与视、音频节目一样，是数字电视的基本业务，被认为是数字电视的标志。它为用户提供一种容易使用、界面友好、可以快速访问想看节目的方式，用户可以通过该功能看到一个或多个频道甚至所有频道上近期将播放的电视节目。通过EPG，用户可以快速定位到自己喜欢的节目，同时也便于用户得到更富有个性化的服务。155、玉门前端和基地分前端数字系统：目前玉门采用的是550MHz、HFC模式、模拟电视信号与数字电视信号并存的有线电视邻频传输系统。酒泉基地是将玉门前端的信号全部进行数字化处理，通过1550超干线传送到基地分前端，在基地分前端将部分节目信号转换成模拟视音频信号，再通过模拟调制后送入基地HFC网络，同时所有节目直接用数字方式传送，这样既可以满足一部分有额外收视需求的用户，增加经营收入，又可以在用户中宣传和推广数字电视。16（二）网络部分有线电视HFC(光纤同轴电缆混合网)网络的拓朴结构一般有星型结构、树型结构和星树型混合结构、以及两级光链路级联的双星型结构。目前，玉门前端和酒泉分前端通过一级光链路采用1550nm光发射机的传输方式，二级光链路利用1310nm光发射机以星型光纤结构，将信号送到各光节点，然后进入电缆分配系统，形成完整的HFC网络。17（三）用户终端数字机顶盒（STB）不仅是用户终端，还是网络终端，它利用有线电视网络作为传输平台，电视机作为用户终端，它能使模拟电视机从被动接收模拟电视转向交互式数字电视，使用户享受数字电视、数据广播等全方位的信息服务。综上所述，数字电视在HFC网络中的传输是三个环节，即信源——信道——信宿。对应的就是前端——网络——机顶盒。机顶盒成为数字电视传输的一个重要环节是一大特色，将来，机顶盒的维修可能纳入网络维护工作中。181）数字电视机顶盒的概念对于机顶盒，目前没有标准的定义，传统的说法是：“置于电视机顶上的盒子'。它是利用有线电视网络作为传输平台，电视机作为用户终端，以提高现有电视机的性能或增加其功能。由于功能和用途不同，使得“机顶盒”这个概念有些模糊不清，如早期的增补频道机顶盒、图文电视机顶盒、付费电视机顶盒等。数字电视机顶盒是信息家电之一，它是一种能够让用户在现有模拟电视机上观看数字电视节目，并进行交互式数字化娱乐、教育和商业化活动的消费类电子产品。192）数字机顶盒的作用机顶盒是一种将数字信号转换成模拟信号的变换设备，它对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原，产生模拟信号，通过电视显示器和音响设备传送给观众。由于有线电视前端接收和网络传输的都是数字信号，而广大用户使用的仍然是模拟电视机，因此必须安装机顶盒对信号加以转换。机顶盒还是一种多媒体终端，有类似于家用电脑的硬件体系结构和专用的实时操作系统及应用软件，不仅具有数字信号的解码功能，还可以对用户授权信息进行解析、解密，机顶盒与常规彩色电视机配合，可以接收高质量的数字电视服务内容。203）数字机顶盒的基本功能数字机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目，同时具有所有广播和交互式多媒体应用功能，包括：（1）电子节目指南（EPG）：它为用户提供一种容易使用、界面友好、可以快速访问想看节目的方式，用户可以通过该功能看到一个或多个频道甚至所有频道上近期将播放的电视节目。（2）有条件接收：有条件接收的核心是加扰和加密，数字机顶盒应具有解扰和解密功能。214）机顶盒中常见故障及判断处理方法出现某些问题，不一定是机器故障，请按下表检查：①故障现象：开机后，电源指示灯不亮故障处理：检查电源插头是否接好，将电源插头在插座中插牢。②故障现象：屏幕显示“无信号或信号弱”故障处理：若用户电缆线连接不正确，按照安装连接图连接用户电缆线；设定参数不对，正确设置参数。③故障现象：画面提示“请插入智能卡”故障处理：未插入智能卡或智能卡的方向不正确，将智能卡金属芯片面朝下插入插槽。22④故障现象：图像出现停顿或马赛克现象故障处理：用户电缆线连接不好，检查接头是否连接牢固。⑤故障现象：电视机无声音;同时出现两种声音故障处理：可能是音频连接线没有接好,或打开了静音或声音关闭,那么关闭静音，或调节音量到合适大小。⑥故障现象：遥控器失灵故障处理：遥控器内电池电量不足,更换遥控器的电池。23前端系统维护一、卫星接收系统的调整卫星接收信号的好坏决定于天线、高频头、接收机的选型和人为操作。在接收场地不受限制时，选用卫星天线尺寸上，对于接收C波段信号应尽量选用口径大的接收天线，而接收Ku波段信号以1.5-2.0m天线就行了。为了提高接收信噪比，采用噪声温度低的高频头（如17°K）也是关键，这相当于增大了接收天线的半径，提高了天线增益。天线的安装调试同样是一项极为细致的工作，在根据接收地的经纬度计算出天线的方位角，仰角粗调天线，收到电视信号后，要反复微调天线的方位角，仰角以及高频头的极化和焦距，直至使