数字电视地市前端平台IP化建设研究

摘要：本文以河北省网规划建设IP数字电视平台为背景，论述了由传统DS3 信号到基于IP方式的数字电视传输前端的平台升级改造，以邯郸公司为例，阐述了IP传输平台相对于传统的DS3 平台，其优势明显。

关键词：数字电视；IP；前端平台

1 引言

近年来，随着人们生活水平的提高，数字电视也逐步加快了发展的步伐。发展至今，DVB平台的建设更加趋于理性化、科学化。以往数字电视前端传输平台的建设都是采用传统基于DS3 的传输方式，但是随着数字电视内容的增多和新兴业务的发展，传统的以DS3 为基础的传输方式已经很难适应快速发展的数字电视新业务，尤其在功能扩展方面存在很大的局限性。正因如此，河北广电网络集团公司决定从上到下、从省到市，采用IP组播技术传输方式代替原有的DS3 传输。本文以河北省网整体规划为背景，以邯郸公司平台建设为例，阐述DS3 传输平台到IP传输平台的升级改造建设，以及新旧传输平台的特点。

2 河北省网数字电视地市前端传输平台构建规划

根据省网规划，所有的高清/标清节目通过IP方式传输到邯郸前端H3C5500 核心交换机上，再通过Pro9k插入EMM/APS/NIT，然后进入IPQAM调制。本地节目IP/DS3 信号都将进入Pro9k，经过再编码、复用、加扰处理之后通过IP板卡输出节目传输流信号到哈雷QAM调制器NSG9000-40G；调制后输出RF射频信号到本地HFC。

3 邯郸公司前端机房播出平台建设

3.1 编码器的原理与配置

邯郸公司前端机房配备哈雷编码器两台Ion，为1+1 备份机制。（1 ）编码器的原理编码器是将原始信号或数据元素进行数字编码制作，转换为可用以传输和存储的信号形式的设备。编码器原理图如图1 所示。（2 ）编码器的配置IP地址：参照省网规划IP地址表配置邯郸公司地址。编码器的两个Gbe端口设置为独立IP地址，并且分属不同网段（子网）。输出方式：编码器的输出为双端口主/备GbE，其两个端口同时输出，即“Dual”工作模式，分别到主/备核心交换机，然后传给主/备Pro9k复用器。设备备份：4 路本地电视和4 路广播信号通过音视频分配器，各分成两路，一路提供给主编码器，另一路提供给1602 音视频切换器。备份编码器的输入信号来自1602 音视频切换器，通过1602 的切换，备份编码器可以接收4 路电视和4 路广播信号，达到2+1 备份的目的。输出信号：每路电视信号编码后，都输出独立的组播，便于其他系统的利用，如录播系统、时移系统、检测系统等。

3.2 复用器的原理与配置

邯郸公司的前端系统包括两台Pro9k，组成1+1 备份。复用器的原理图如图2 所示。3.2.1 原理说明（1 ）邯郸前端系统Pro9k配置有4 个DS3 端口。DS3 板卡第一端口分配给本地EPG输入，第二端口、第三端口分配给本地其他DS3 信号，第四端口为Pro9k的信号输出。（2 ）邯郸本地节目在Pro9k复用加扰后，输出IP组播信号给IPQAM调制。（3 ）EMMI和ECMG都在省中心机房，与Pro9k的ETH2 进行远程连接加扰。Pro9k除加扰本地节目外，同样为地市的所有传输流提供EMM信息。（4 ）复用器IP输入信号来自省网和本地。省网的IP信号中，包含省网的标清节目和高清节目信号。本地信号包括LECTRO90000 编码器输出、卫星接收机的输出、APS服务器输出及其他IP信号，提供这些IP信号的设备除LECTRO90000 外，都是单端口IP播出设备。（5 ）复用器的DS3 信号来自本地，包括EPG服务器播出、本地其他复用器、本地接收机等。3.2.2 配置说明（1 ）NIT配置本地网络的NIT表经本地ION编码器生成并传送至复用器。NIT表包含每个网络中的所有频率信息及调制信息，还包含很多的私有描述符。私有描述符主要用于APS、VOD、机顶盒的升级、区域限播、节目搜索提示等。（2 ）SDT配置根据需要生成相关的中文节目信息，并在相关节目名称下插入隐藏描述符。由于网管不支持中文输入，所以系统利用EPG播发服务器来产生SDT中文信息送至复用器。根据不同地区需要，SDT可插入私有描述符进行机顶盒的区域控制。（3 ）设备备份Pro9k采用1+1 备份机制，Pro-A的输出信号在主H3C5500 交换机上，Pro-B输出信号在备H3C5500 交换机上。由于两台设备同时输出，所以无需手动干预设备的主/备切换。（4 ）Gbe端口备份Gbe板卡共4 个Gbe端口，分为两对，每对都为主/备关系。在系统中，交换机、Pro9k、IPQAM的工作方式都设置为IGMPV3 ，组播输入设置时，必须填写IPSource。IPQAM的每个组播输入只支持两个IPSource，分别填写Pro9k-A/B的输出口地址。（5 ）Gbe端口流量Gbe板卡共4 个Gbe端口，每个端口支持双工方式，即输入输出码率可达1Gbps，但整个板卡处理能力为2Gbps，约40 个TS的处理能力。如果4 个端口独立工作，则最好每个端口分配约10 个TS输出；若分两对主/备端口，则每对端口约20 个TS输出。在此特别要注意每个TS按38Mbps计算，板卡工作时留部分余量。

3.3 前端平台交换机

邯郸公司前端系统的交换机主要有H3CS5500 、Cisco3560 等设备。3.3.1H3CS5500 （1 ）配置原理H3CS5500 交换机用来进行IP组播信号的核心处理与转发，其配置原理图如图3 所示。（2 ）端口分配1-16 端口用于IPQAM和Pro9k为VLAN100 ；17-32 端口用于本地信号、Trunk、省回传等。（3 ）原理说明第一，VLAN100 中包括IPQAM、Pro9k，防止其他设备的干扰。省网IP信号可以在VLAN100 里接收，其他VLAN或三层端口都不能接收；复用器Pro9k接收省网信号，输出信号在VLAN100 里转发给IPQAM；其他VLAN可以接收Pro9k输出的信号；Pro9k的Gbe端口IP地址与VLAN100 端口地址在相同网段（子网）。第二，双端口同时播出的设备端口连接在交换机的三层端口，且这两个端口的网段（子网）不同。三层端口的信号不能在两个交换机之间互通。第三，VLAN110 中是本地单端口IP输出信号，如卫星接收机、单端口编码器、单端口复用器等输出的IP信号。这些设备的输出IP端口地址与VLAN110 端口在相同网段（子网）。第四，VLAN120 是专门给APS播出使用的，APS播出地址与VLAN120 端口在相同子网。第五，VLAN130 用于信号回传省网，主要用于本地节目的回传。第六，Trunk端口在VLAN110/120 通过，本地单端口IP播出的信号都会接入VLAN110 或120 ，其目的是通过Trunk在两个交换机之间传递。如果主交换机失败，可以将VLAN上的线缆接在备份交换机的相同位置。第七，Pro-A的主输出口在主交换机，Pro-B的主输出口在备交换机。这样可以保证两个交换机都有调制器需要的信号，某个复用器的失败不会影响调制器的工作。第八，VLAN接口和三层接口启动IGMPv3 、PIM-SM协议。3.3.2Cisco3560Cisco3560 交换机为加扰交换机，同时与省中心机房的CA设备通信。Pro9k的加扰端口连接在该交换机上。

4 基于IP组播技术传输的数字电视前端特点

与传统DS3 信号传输方式不同，基于IP的传输方式具有很多特点。采用IP传输方式具有非常明显的优势，具体如下。（1 ）IP传输平台系统结构相对简单，摒弃了DS3 系统间复杂的设备连线，原系统的矩阵和跳线架凌乱复杂，更换为IP传输平台后节省了大量的机柜空间，减少了信号传输环节，降低了跳线之间的故障率，使系统简洁明了，更易于管理和维护。（2 ）采用主/备交换机代替了DS3 系统中的交换矩阵，交换机采用1+1 热备份机制，提高了系统运行的安全性和传输信号的保障率，使平台系统运行更加可靠、稳定。（3 ）IP传输方式平台提高了整个平台的灵活性，利用IP流传输电视信号，实现传输设备的安放位置相对灵活，编码器、复用器、调制器等只要保障了传输链路，设备可随意安放，提高了系统的模块化管理。以视频会议业务为例，编码器可以放在会议直播中心，把会场信号转成IP后，再直接转成光信号送回前端机房的交换机，复用并调制到用户网；也可以把编码器放在前端机房内，会场信号通过光传输回至机房编码器，输出IP信号送至交换机，复用调制到传输网。（4 ）IP传输方式相对于传统DS3 平台来说增强了系统的扩展性，利于数字电视新业务的开展。IP传输平台可轻松实现新电视业务的配置传输等。（5 ）减少了邯郸公司机房前端传输平台成本投入，传统DS3 平台中的切换矩阵成本比较大，IP传输平台的交换机相对来说投资成本少，并且平台结构简化，所占机柜空间也大大减少，节约机房使用成本，节省投资。后期新业务开展同样直接使用IP平台的GE接口，不需要额外的设备。同时利用IP技术，可以更有效地管理传输带宽资源。

5 结语

邯郸公司前端平台IP化已经完成，并且已经安全运行日常化，直播平台IP化是大势所趋，IP化系统运行稳定，相对于DS3 传输平台而言，不拘泥于设备安放位置，模块化管理灵活，特别是在对数字电视新业务、新功能的拓展方面，传统方式是不可比拟的，邯郸公司用自己的经验来证明，在数字电视新业务快速发展的今天，数字电视IP化可以说是最佳的选择。

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