牡丹江数字电视前端平台的改造与实施

楚飞舟

摘 要：本文阐述了牡丹江数字电视前端为了改变ASI前端模式在节目调度、节目备份、节目切换上存在的诸多弊端，积极探索新型前端的平台模式。通过与原有ASI前端模式进行比较，直观的体现出改造后的IP组网前端模式的优势，改造后达到了安全优质播出和为增值业务提供更好支持的目的。

关键词：牡丹江数字电视；前端系统；改造；重要性

1 引言

始建于2007年9月的牡丹江数字电视前端平台其整体采用ASI架构，设备采用接收复用一体机加双路加扰机及QAM调制器实现。随着近年来数字电视的业务不断发展和推进，ASI模式前端自身的痼疾日益暴露出来。为了更好地开展数字电视业务，前端播出平台的改造已经成为亟待解决的问题。我们在前端系统的改造前，考察比较主流的前端传输技术发展以及各省地市级电视台改造后的传输模式，最终采用IP前端组网模式。

2 新型前端系统与传统前端的比较

牡丹江数字电视原有ASI前端平台主要由接收机、编码器、复用器、加扰器、调制器设备构成。由于系统中未采用ASI切换矩阵，故无法实现设备的热备份，在出现故障时，需要使用码流分析仪逐节点确定故障设备之后进行更换，且更换后需要重新配置参数，整个过程导致故障处理时间过长。并且系统配置依托单个频点的配置来实现前端的级联耦合。这样的组网方式给节目调度带来一定困难，当系统内节目流增加或功能增加時，整个前端网络呈等比扩大，管理复杂度和故障处理的难度相应增加。

随着数字电视的高速发展以及互动双向业务的快速推进，对数字电视前端平台提出了大容量、多种格式、安全服务等新的要求。针对这些变化，IP组网式前端平台模型应运而生。与传统前端相比，它具有很多新的技术特点。

2.1 更加灵活的节目调度

新型IP组网式前端采用IP交换模式，将IP路由技术扩展到数字电视领域。该组网模式利用了成熟的IP协议及网络技术，实现了数字视频前端与IP传输网络的接轨，突破了传统意义的前端局限： IP路由交换可以实现节目层的交换调度。随着业务数据的不断扩容，这种高度自由的调度优势将更加明显，它不受限于物理设备的连接方式，是一个完全基于内容的媒体路由交换平台，并且此平台可以无需改变前端设置直接提供给时移电视需要的数据源。

2.2 多级安全备份机制

IP组网式前端，通过网管系统的设置和调度，可以实现节目层、传输流层、设备层的热备份，其中设备层备份包括板卡间备份和设备间备份，在节目或设备出现故障后系统自动切换到备路，IP方式的优势得到了很好的体现。

2.3 高集成化设计

传统ASI设备基本都为单路或双路型设备，系统密集化程度低，占用机柜较多，原有150套数字电视节目，占用了超过12个42U机柜的空间，并由此造成发热量大，耗电多的附属问题。采用IP组网后，前端设备仅占用3个机柜空间，并且布线简单，操作全部集中在网管系统中，降低了系统的复杂性和维修难度。

3 数字电视前端的改造

牡丹江数字电视前端改造后全部采用全哈雷设备进行信号的接收、编码、复用、加扰、调制，系统设计最低可以面向用户输出150套标清节目和30套高清节目。并且实现重要节目的节目层备份，设备板卡N+1热备份，设备1+1热备份等功能。图1为网络拓扑图及系统中各核心设备情况。

3.1 信源处理部分

根据原有网内节目计算，总计48个QPSK频点需要进行接收（其中开路卫星信号39路，高清卫星信号4路，加密卫星信号7路），选用哈雷Proview7000接收机实现单台4个QPSK输入、双CI插槽的来完成接收解密处理部分，输出为IP流进入交换机，前端总计使用17台Proview7000。

3.2 数据交换部分

核心交换机采用Cisco公司的3750系列千兆交换机，Cisco交换机配置标准化、规范化，便于日常的维护和管理工作，同时交换机运行安全稳定，完全满足前端播出的安全性要求。

3.3 核心处理平台

采用美国哈雷公司的4台Prostream1000和2台NSG9000设备完成对输入节目流的复用、加扰和QAM调制功能，并且设备间采用1+1热备方式。单台NSG9000每板卡最大输出12个QAM频点，主用设备插5块板卡，采用4+1板卡备份模式，可以输出48个QAM频点，备用设备插4块板卡对主用设备进行热备。

3.4 网管控制

编码、复用、调制系统是前端的核心部分，它包含的设备数量较多，功能要求最复杂，因此对它的管理也是系统中最关键一环。网管软件NMX主要有实现以下功能：

①性能管理：保证系统的运行性能，利用网管系统的智能化软件管理，与系统内其他设备实现对整个系统的统一、协调的管理和控制。如：支持优先级别化的设备的备份和切换。

②配置管理：网络节点、插板和端口的增加、删除、改变及拓扑结构的显示；在初始化的安装时对参数进行配置，对软硬件进行检查；配置各个模块；配置文件可存为本地xml文件，便于导入导出。

③故障管理：网管系统能在设备失效、指标劣化到一定程度时发出告警，网管系统能对故障进行定位并且以图形方式显示网络的故障位置。

3.5 信号路由

卫星接收机或ION编码器将节目源处理后输出IP清流，进入主备交换机，主路2台Prostream1000对组播流进行接收，并对复用加扰整形处理完成后的码流进行IP封装，输出双路组播传输流进入核心主备交换机。NSG9000调制器连入核心交换机对复用器输出的组播流进行接收，并按分配的频点进行输出后进行混合。NMX网管对所有设备进行统一管理，完成备份切换机制、日志告警、信息查询。

4 结束语

牡丹江数字电视前端改造为IP组网模式后，其强大的系统备份热切换能力有效地保障了系统的安全播出，可靠性和安全性较比原有前端系统有了很大提高，随着数字电视业务的扩展，改造后的IP组网模式数字前端平台必定会发挥出更大的作用。