数字电视技术在长沙市广电网上的应用

摘要:本文所讨论了基于单向CATV网实现双向视频点播系统。该系统基于MPEG-2协议,通过在视频服务器和SQL数据中分别建立节目数据库、EPG数据库,设计了信号输入系统、信号处理系统、系统管理及信号输出系统,通过现有的网络结构将符合DVB标准的数据流传送到机顶盒。该系统算法新颖,是有线电视台从模拟电视向数字电视平移的过渡时期实现双向视频点播的理想选择,并在长沙广电网中得以成功实施。

关键词: 视频点播 模拟电视 数字电视 用户管理系统

VOD视频服务器保存着大量经压缩的图像节目并能通过网络为用户提供所需的节目拷贝,也可以包含实时的MFEG编码器来接入实况转播。作为点播系统的核心,VOD视频服务器的性能直接决定系统的总体性能。为了能同时响应多个用户的服务要求,视频服务器一般采用时间片调度算法。视频服务器为了能够适应实时、连续稳定的视频流,其存储量要大,数据速率要高,要求应具备接纳控制、请求处理、数据检索、按流传送等多种功能,以确保用户请求在系统资源下的有效服务。存储设备应采用SCSI接口,以确保高速、并行、多重I/0总线的能力。

1 系统原理

在有线电视台前端将数字业务提供端生成的多路MPEG2节目传输流、EPG流、DVB基本码流及条件接收系统的控制管理信息(ECM, EMM)通过多路复用系统插入PSI和DVB SI信息,复用成一路符合DVB标准的数据流,经QAM调制器调制成将要接入的模拟频道的RF信号,与其它模拟电视调制信号、数字电视调制信号一起在频道混合器中混合,送入HFC或同轴电缆网中。采用64QAM正交调幅调制时,一个8M通道的传送码率为41. 34Mb/s,还可供多套节目复用。接收端对接受的信号进行解调后进行码流的解码,使用户有条件的接收各种服务。同时通过用户管理系统根据收费系统的用户付费信息提供用户权限信息给条件接收系统,进行授权。从前端发送到用户端接收整个流程严格遵循DVB-C标准。

2 技术关键

(1)算法难点及解决方法。本模块把大正算法看似无序的TS流转换成电视可处理的顺序的TS流后送到机顶盒解码,增加大正专有信息包,硬件在接收到大正专有信息包的时候根据包内的大正专有信息判断目前接收的是那个段的节目,并根据大正的算法确定这些数据是否存到内存中,播放时根据这个地址找到要播放的数据,实现节目重新排序的目的。

(2)平稳播放难点及解决方法。根据MPEG标准,MPEG1的播放速度是1.5M b/s,为了能使机顶盒能够平稳播放而不出现播放过快或过慢及出现马赛克等现象,增加大正VOD播放定时参考(PTR)。把算出来的值和预定的参数值进行比较,若慢了就快点发;若发快了就等一下,达到了播放速变均匀之目的。播放定时参考的计算公式如下:

3 基于有线宽带网上的VOD视频点播系统

由于有线宽带网主干网带宽达750M,传统的有线电视节目只占用一部分带宽传输,所以为视频点播的开展提供了很好的网络环境。有线宽带网目前主要以光纤和同轴电缆混合传输,对于图像、声音等数据的传输能够提供强有力的质量保证。

在有线宽带网上实现VOD点播主要分为两步:首先,制作节目包。由系统前端播放器(DVD机或解码器)将片源(MPEG格式)进行播放,通过编码器 将 源 文 件 做成TS流文件,使用的是美国FutureTel开发的FutureTel编码软件,通 过 FutureTel公司的FutureTel Prime Ware Recorder编码卡采集转换信号,形成的符合DVB标准TS流文件。通过打包软件Dzpack将TS流文件做成适于VOD视频服务器播放的包文件,存储在视频发送服务器中。在对源文件进行打包之前,要先做出几分钟的视频流文件,做为EPG节目预告。视频发送服务器的作用主要是将符合DVB标准的TS流文件或加入大正算法的TS流文件经过复用后发送出去。第二步,通过EPG系统将打包后的TS流文件进行编辑,做成菜单方式进行播放。在EPG系统中,EPG生成系统是负责将所有片源以事件形式重新编辑,包括PID号、速率、片长、内容简介等。EPG生成系统包括节目管理、频道管理、服务管理、事件管理,其中节目管理是将每一片源做成一个事件,存放在节目库中;频道管理根据前端频道的安排,对视频点播的每一频道分配一流标识,其中EPG发送需要占用专门一频道;服务管理用于对整套前端系统所提供的服务信息进行增、删、改的操作;事件管理用于增、删、改当前正在播放的节目信息。

4VOD在长沙广电网上的应用

(1) 网络条件:长沙市2001年完成市区有线电视网络主干网带宽达到750M的改造,形成了光纤传输、四通八达的有线宽带网络、具备了丰富的有线电视资源。长沙在2004年7月在全国率先开通了数字电视试播,拥有先进的有线电视播出前端,并具备先进的、科学化管理的有线电视播出、监控机房,每个有线电视用户都有接收终端,具备接收VOD的条件。

(2) 用户群:由于长沙地区数字电视开通较早,用户对数字电视的认识己从陌生逐步熟悉、认可,对VOD等相关数字电视产品具有一定的需求,为VOD在长沙的开展创造了得天独厚的市场空间。

(3)技术发展:VOD在其发展过程中经历了由原有的NVOD,主要在宾馆、小区播放,发展到全市范围内的双向点播,由按时间段定时播放,发展到随机点播其他用户不受影响 。

5 结语

本文基于MPEG-2协议,主要对在单向CATV网中实现双向视频点播做了讨论,并在长沙CATV网中得到成功实施。它为利用现有的有线电视网来实现Internet服务、远程医疗、网上教学、信息服务等增值服务提供了依据,具有一定的科学研究价值。同时它无需将有线电视网进行了大规模的改造,无需进行大量的资金投入,具有较高的实用和经济效益。

参考文献

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