NGB-W系统综述

王 联

（国家新闻出版广电总局NGB-W工作组；中国国际广播电台，北京 100040）

近年来，随着移动互联网、OTT、物联网等技术的蓬勃发展，广播电视的业务形态也发生了根本性的变化，逐步由单一的单向广播业务转变为单向广播与双向互动相结合、可为用户提供多样化、精细化服务的新媒体业务，因此研发新一代具有广播、组播及单播功能的广播系统，以承载多样化的业务形态，支撑未来全媒体业务的发展，成为下一代广播电视网（NGB）技术领域研究的重点。

NGB无线系统（NGB-Wireless，NGB-W）是下一代广播电视网的重要组成部分，它结合广播电视无线传输技术和无线宽带通信技术的优势，充分考虑广播电视业务特性，形成全国范围的传输覆盖体系，构建覆盖个域、局域和广域范围的，支持广播、组播、单播、交互相结合的下一代广播电视无线网络。

NGB-W作为新一代的智能融合媒体网络，具有双向互动架构、超高速带宽、可管可控可信的能力，采用开放的业务平台，可承载多种多样的三网融合业务，为用户提供精细化的服务，从而实现对现有无线广播电视网络体系的全面升级换代。

1 系统架构

NGB-W是覆盖全国的广域网络，不同区域的NGBW网络通过骨干网彼此联结，以实现业务和用户数据的共享传输；使用统一的运营支撑及核心网系统，支持用户的全网漫游和网间结算。每个区域的NGB-W网由前端系统、传输系统以及终端系统组成，其架构如图1所示。

NGB-W前端系统是以智能引擎为核心驱动的NGBW业务和管理体系，由内容服务平台、集成播控平台、智能引擎平台与安全管控平台组成，以满足用户需求为出发点，通过信息汇聚与大数据处理，建立内容、网络、用户及终端资源之间的智能关联，提供基于用户的、多种类型的全媒体业务应用服务，并对NGB-W网络中内容安全和内容运营进行监测和管理，以确保NGB-W网络的可管理、可控制、可信任。

NGB-W传输系统是衔接前端系统和终端系统，完成单向广播业务和双向交互业务高效率传输任务的NGBW子系统。NGB-W传输系统以信息传播领域的二八原则为指导，在智能引擎的统一调度下，通过广播大塔、交互小塔与网络节点等各子系统之间的协同工作，通过广播传送共性内容，通过双向传送个性内容，缓解内容冗余传输带来的巨额网络流量压力，节省双向流量，降低网络运营经济成本。

终端系统由包括电视机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等在内的多种形式终端组成。终端可直接接收NGB-W单向广播信号，也可通过无线局域网（Wireless Local Area Networks，WLAN）方式接入NGB-W网络。终端采用智能操作系统，可支持NGB-W应用的下载安装和使用。

2 系统特点

2.1 以智能引擎为核心驱动

以智能引擎为核心驱动的业务系统与传输系统，可有效提高传输效率，贴近用户个性化需求，提升全网整体服务质量。

2.2 广电业务聚合和新媒体业务的融合

NGB-W网络节点在接收新型广播电视业务的同时，可以接收传统广播电视业务（如DTMB、CMMB等），统一转换为终端可访问的信号格式，从而实现各类新业务与传统业务的有效聚合。

通过单向广播信道与双向交互信道的协同传输，NGB-W系统可以有效支撑三网融合新业态，在终端实现各类新媒体业务的有机融合。

2.3 广播大塔与交互小塔的协同覆盖

采用广播大塔与交互小塔结合的协同覆盖网络，广播和双向交互传输方式智能协同、无缝衔接，实现对广播、推送和双向交互业务的支撑。其中，广播大塔以NGB-W单向广播传输技术为基础，面向网络节点和终端，实现NGB-W广播信号的大区域覆盖，支持广播和推送业务；交互小塔以NGB-W双向交互传输技术为基础，面向网络节点实现NGB-W双向信号的中大区域覆盖，支持双向交互等业务，同时采用NGB-W广播传输技术，依据必要性和可行性原则，与广播大塔共同构建NGB-W广播信号的同步传输网络，实现对网络节点和终端的NGBW广播信号智能协同覆盖。

2.4 信号的分层覆盖机制

广播信号由广播大塔对网络节点和终端进行大区域覆盖、由交互小塔对网络节点和终端实现中大区域同步覆盖或补点覆盖，再通过网络节点实现对终端的中小区域覆盖，形成NGB-W单向广播信号的分层覆盖机制。

交互小塔将双向交互信号传输至网络节点，再由网络节点传输至终端。交互小塔实现对网络节点单元的接入控制，网络节点实现对终端用户的接入控制，实现了用户的多级分流。双向交互信号先由交互小塔对网络节点进行中大区域覆盖，再通过网络节点实现对终端的中小区域覆盖，形成NGB-W双向交互信号的分层覆盖机制。

2.5 分布式节点接入

采用分布式的网络节点接入方式，可根据负载需要，在覆盖区域中灵活部署网络节点，组网灵活，易于NGBW系统快速部署。并且可通过多种类型的网络节点单元配置，应对各类NGB-W业务应用场景的需求，方便用户采用最简单、便捷的方式接入，并获取高质量的业务服务。

2.6 基于IP的数据传输和交换

系统的数据传输和交换采用基于IP协议的分组传输模式，具有较强的灵活性与适配性，与其他控制协议具有良好的兼容特性，易于实现QoS控制。

采用IP进行数据传输的方式，便于与其他异构网络进行数据交换，提高了业务兼容性与终端兼容性。

2.7 广泛的应用场景

NGB-W系统架构应用范围广，可以进一步提高广播传输效率，填补公共场所深度覆盖、建筑物深室内覆盖等原有无线覆盖盲区，提高传统广播电视业务与智能融合新媒体业务的覆盖率，并通过在民航客机、旅客列车、长途汽车、城市轨道交通等具有密集用户的移动接收场景的应用，为广播电视的跨行业专网应用、物联网应用等打下良好的基础。

2.8 业务的快速部署与用户规模的快速形成

NGB-W的业务部署与用户规模的形成相辅相成，快速的部署NGB-W业务才能够有效扩展用户规模。

采用智能操作系统的融合型终端，支持智能应用的下载、安装和使用，可方便、快捷地获取NGB-W网络提供的新一代智能融合业务，实现业务的快速部署。

网络节点采用WLAN的无线接入方式，支持802.11ac、802.11b、802.11g、802.11n等标准，具备WLAN接入功能的各类智能终端都能够快速访问NGB-W网络，接收广播电视业务，便于用户规模的快速形成。

2.9 可管、可控、可信

NGB-W是一个具备可管、可控、可信能力的新一代智能融合系统。

1）可管是指其具有对内容高度感知的监管功能。采用先进的视听节目内容自动识别技术来对节目内容进行自动审核和过滤，可对非法内容进行及时地检测、告警、过滤和追溯，以实现对视听节目内容的精准识别，净化视听节目内容传播环境。

2）可控是对网络安全和业务质量可控制。保证核心网络设备不受非法用户的攻击，隔离受病毒感染的用户，禁止非法用户接入，采用CA、DRM等技术进行版权保护，并可根据业务需求进行QoS控制。

可信体现在两个方面：对于业务和内容提供商而言，能够保护合法版权，防止非法接收、非法拷贝和非法传播；对于终端用户而言，其接收的内容安全可信，并保护用户隐私信息，防范垃圾信息的侵扰。

3 业务覆盖

NGB-W业务能够覆盖户外公共区域、建筑物深室内以及民航、铁路、公路、地铁等具有大范围移动特性的业务场所。

3.1 公共场所的覆盖

广场、机场车站、商业街区、旅游景点等公共场所，可通过NGB-W的覆盖，为公共场所内的智能终端用户提供实时广播电视、资讯信息服务、网页浏览、收发邮件、语音/视频聊天等多种业务服务。此外，由于人员众多，还可以针对公共场所的特点，设计个性化和多样化的业务应用，例如场馆内电子地图、用户生成内容（User Generat⁃ed Content，UGC）上传等。公共场所通常拥有高分辨率户外大屏，户外大屏可以通过接入NGB-W网络，为场所内用户提供4K超高清广播电视服务。

3.2 对建筑物深室内的增补覆盖

对于建筑物深室内等应用场景，可通过NGB-W的深室内覆盖机制，接入NGB-W网络，为深室内区域的办公用户、家庭用户等提供实时广播电视、电子邮件、网页浏览、语音/视频聊天、在线视频等多种业务服务。

3.3 移动业务场所内部的覆盖

移动业务场所是指采用大型移动交通工具时其内部空间相对封闭，与外部联系方式受到限制，旅客对于实时信息获取的需求高于其他场合。现有广播电视网络仅有车载音频广播、公交车移动电视和“渔船通”等几种特定业务覆盖了交通工具，远远满足不了交通工具内乘客的应用需求。

NGB-W可实现如下几种交通工具的内部覆盖：

1）公交车、地铁

公交和地铁等城市内部交通工具，可以通过NGBW的覆盖，为车厢内的乘客提供实时广播电视、网页浏览、在线游戏、在线阅读等多种业务服务。公交车和地铁车厢内通常具有车载显示屏，车载显示屏也可以接入NGB-W网络，为车厢内用户提供高清实时广播电视等服务。

2）旅客列车

旅客列车等跨地域交通工具，运行时间跨度可从半小时到四十多小时，最高时速可达300 km，可以通过NGB-W的覆盖，为列车上的乘客提供实时广播电视、电子邮件、影音点播、新闻浏览、旅游信息查询、在线游戏、在线阅读、网聊、通话等多种业务服务。旅客列车内的车载显示屏也可以通过接入NGB-W网络，为车上的乘客提供高清广播电视、影视点播等服务。

3）民航客机

民航客机等跨地域空中交通工具，运行时间跨度可从1小时到5个多小时，时速可达900 km，可以通过NGB-W的覆盖，为飞机上的乘客提供实时广播电视、电子邮件、影音点播、新闻浏览、旅游信息查询、在线游戏、在线阅读、网聊、通话等多种业务服务。飞机内的机载显示屏也可以通过接入NGB-W网络，为机内的乘客提供高清广播电视、影视点播等服务。

4 应用场景

NGB-W的应用场景非常广泛，既支持传统的广播电视业务，也支持各类新媒体业务。

4.1 基础广播电视

广播电视具有独特的信息内容资源优势以及普及率高的用户优势，是国家现代服务业及国家信息化建设的重要组成部分。作为最普及、最便捷、最直接、最生动的信息工具和信息载体，广播电视对社会和人民群众的生活影响巨大，在国民经济和社会发展中具有十分重要的地位和作用。

基础广播电视业务仍然是NGB-W网络的基础业务。包括高质量数字音视频广播、EPG、信息广播等，逐步完成广播电视的高清化、超高清化。

4.2 交互广播电视

NGB-W的交互式广播电视业务可以满足大众在观赏电视节目的同时所产生的系列触动需求、关联需求及延伸需求，从而拓展新的用户价值和商业价值增益点，以推动传统媒体的升级换代。

交互广播电视业务是基于双向交互、可管可控的NGB-W网络开发的增值服务，包括电视信息服务类、电视应用服务类和电视交易服务类，用户通过NGB-W终端就可以查阅各种信息、玩电视游戏、进行电视投票、使用电视银行等。

该系统在丰富了数字电视服务和百姓文化生活的基础上，还为用户提供了极大的使用便利。这使得NGB-W终端既是电视终端，又是信息终端、应用终端及支付终端，真正实现了从“看电视”到“用电视”的转变。

4.3 移动互联网接入

随着移动互联网技术的迅猛发展，百姓生活真正进入了信息时代。NGB-W能够为个人、家庭、政府、企业、行业等客户提供内容可控、传输可信、终端可管的宽带无线接入业务，可进行电子邮件、网页浏览、OTT TV、多媒体通信等业务。

移动互联网接入业务根据应用场景的不同，分为宽带移动互联网接入、宽带多媒体通信两大类。

宽带移动互联网接入：基于NGB-W为用户提供高速的宽带移动互联网接入服务，如高带宽的OTT TV、电子邮件、网页浏览等。

宽带多媒体通信：宽带多媒体通信业务包括前端与终端之间的多媒体通信业务、终端与终端之间的通信业务、终端与电脑等其他设备之间的通信业务、电视语音视频聊天、电视短信和电视邮箱等。

4.4 物联网业务

物联网业务包括公共安全管理、智能交通综合管理系统、社区及家庭服务、节能减排、地下管网管理、机动车智能识别和停车场管理。

1）公共安全管理

通过对城市公共安全日常监管的现状分析，重点研究信息化手段、精细化管理、标准化规范、常态化检查、协同化机制、效能化监察和社会化参与的监管模式。包括危险源数据采集监管，电梯运行监测，易燃、易爆、有毒环境监测等。

2）智能交通综合管理系统

智能交通综合管理系统可满足交通部门智能交通、移动执法、公众信息服务和警务移动办公的信息化需求。包括智能交通、移动执法、公众信息服务、警务移动办公等。

3）社区及家庭服务

家庭综合预警、家庭成员看护、图像监控。

4）节能减排

通过物联网智能传感器对环境温度、湿度等信息的采集和处理，反馈控制楼宇的自动中央调温系统，实现楼宇的自动温度和湿度控制，达到节能减排的目标。

5）地下管网管理

在各类地下管线和井口安装带有天线的物联网传感器，实现对管线资源的自动化管理，还可实现对管网的实时监测以及快速的应急处理。

6）机动车智能识别

通过物联网技术构建的智能车辆识别管理系统由智能标签、监控识别节点、移动监测设备、后台管理系统组成，实现对各种场合的车辆智能识别和管理。

4.5 跨行业应用

虽然互联网以其开放性海纳百川，容纳了创新速度最快，内容及形式最丰富的各类服务模式，但是由于存在信息内容良莠不齐、缺少有效的监管机制、应用繁复、需要一定的专业知识等缺点，从而限制了信息的有效传播。

NGB-W作为具备双向高带宽、安全可靠、可管可控可信、开放的架构和平台体系等特性的泛在网，可以实现跨行业的可管可控的应用服务。跨行业应用可充分利用NGB-W的网络特性，为广电之外的行业提供开放的高可信网络，既利于国计民生，又能够通过和重大行业需求的结合，产生直接的经济效益和社会效益，提高了社会的服务能力。

NGB-W网络可管可控可信的特性，还可为市政网、教育网、企业网等提供专网应用服务。

4.6 紧急广播

紧急广播是通过NGB-W的广播电视业务平台向公众通告政府公告或紧急事件的方式。紧急广播提供一种迅速快捷的通告方式，平日可作为政务信息、政府公告的传达平台，保证政令通达；当发生自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全等突发事件，造成或者可能造成重大人员伤亡、财产损失、生态环境破坏和严重社会危害，危及公共安全时，可及时有效控制、减轻和消除突发事件引起的社会危害，保护人民群众生命财产安全。

4.7 其他

随着移动用户对信息业务的需求量快速增长，信息加油站、个人热点、区域热点等一些新的应用场景不断涌现。

1）信息加油站

提供短距离、高速下载服务，经停的终端可高速下载热门电影电视剧等高点击率信息内容，实现“信息加油”。

2）区域热点

为媒体业务运营商提供类似内容分发网络（Content Delivery Network，简称CDN）的媒体分发服务，便于用户提供就近取得所需媒体内容的渠道，从而解决媒体网络拥挤的状况，提高用户访问媒体内容的响应速度。

3）个人热点

用户可以建立个人接入热点，在短距离内为周边的便携终端提供网络接入服务。

5 长期演进策略

NGB-W是广播电视技术与无线通信技术长期演进融合的新一代广播网，未来仍将考虑广播电视行业发展和未来信息社会演变趋势，其长期演进策略遵循以下原则。

1）鲁棒、灵活、易扩展的网络架构

为了便于与现有或者未来的无线接入方式融合，为用户选择最优的接入方式并提供随时随地、统一的宽带多媒体业务，NGB-W应提供一个鲁棒、灵活、易扩展的网络架构，具有自组织、自愈合的能力。应通过合理的技术创新和标准设计，保证NGB-W系统具备面向未来平滑演进的能力，可以依据技术发展状况和产业成熟条件，不断地将更先进的技术纳入NGB-W系统中来，持续地推动NGB-W系统优化，满足用户不断增长的业务需求。

2）具备良好的兼容性

系统应具备良好的兼容性：一是向后兼容性，系统应通过合理的技术创新和标准设计，保证NGB-W系统具备向后兼容能力；二是向前兼容性，系统应能与现有系统兼容并存，并可有效利用已有的产业基础。

NGB-W遵循NGB系统的整体演进，兼顾有线、无线、卫星的协同发展，实现全网络协同覆盖，以扩大产业应用，降低投入成本。

3）泛在网演进的能力

广播电视业务与人民生活息息相关，随着无线个域网技术的兴起和数字家庭应用的推进，NGB-W网络架构应考虑泛在网的演进需求，可扩展支持与短距离宽带无线通信系统、传感器网等异构网络的互联互通，支持大容量、无所不在的业务。