新一代寬帶多媒體路由平臺的應(yīng)用探討

梅 鋒，莫偉宏

（1.廣東省廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司 中山分公司，廣東 中山 528403；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息學(xué)院，廣東 廣州 510000）

1 技術(shù)簡介

BigBand寬帶多媒體業(yè)務(wù)路由平臺（BMR）是一款電信級、智能化、多功能、多業(yè)務(wù)平臺[1]，采用當今業(yè)界主流的數(shù)字視頻媒體處理引擎和視頻路由交換技術(shù)，可升級的模塊化軟硬件結(jié)構(gòu)，用于廣播和交換式視頻業(yè)務(wù)，并能提供更多的應(yīng)用功能。BMR系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

除了具有基本的復(fù)用、加擾、調(diào)制功能外，該系統(tǒng)相對于其他傳統(tǒng)數(shù)字電視前端還具有以下特點：

1）該系統(tǒng)為集成式系統(tǒng)，不同功能的板卡可任意組合用于同一個BMR1200A機箱中，每個機箱最多可配置8塊I/O板卡，設(shè)備集成度高，接線較為簡單，使得平臺結(jié)構(gòu)清晰，并且各板卡支持熱插拔，BMR1200A之間通過背板進行傳輸流調(diào)度，其I/O板卡的ASI輸出端口可以用于日常信號監(jiān)控或其他用途。

2）BMR1200A系統(tǒng)具有碼率修整和統(tǒng)計再復(fù)用功能，可以在一個頻點內(nèi)傳輸8～12套數(shù)字電視節(jié)目，極大地優(yōu)化帶寬利用率，提高了傳輸容量，整個系統(tǒng)可傳輸224～336套數(shù)字節(jié)目，同時該系統(tǒng)還支持高/標清混合傳輸功能，在1個頻點內(nèi)傳輸1個MPEG高清和1個H.264高清節(jié)目的同時，還可以傳輸2～4套標清節(jié)目。

3）BMR1200A系統(tǒng)具有MPEG/IP路由交換功能[2]，使其可以在不同的輸入輸出端口之間進行快速路由切換，省去了復(fù)雜的傳輸流切換矩陣，機箱之間互聯(lián)也無須增加外部路由交換設(shè)備，為系統(tǒng)減少了一個故障點，盡最大可能保障了系統(tǒng)的安全運行。

4）該系統(tǒng)支持其他多種業(yè)務(wù)，如高清電視、數(shù)字廣告插播、IP傳輸網(wǎng)關(guān)以及節(jié)目采集等，節(jié)目采集同時支持UDP IP輸出和ASI輸出，滿足媒資系統(tǒng)的不同輸入需求。

5）BMR1200A支持ASI，QAM和IP多種碼流的輸入輸出，例如，可以IP輸入ASI輸出，也可以ASI輸入IP輸出，系統(tǒng)的IP口支持清流和加擾流輸出，并且BMR1200A的I/O卡輸入/輸出口為獨立處理芯片，任意端口/板卡出現(xiàn)故障時不會影響其他端口/板卡工作。

6）該系統(tǒng)網(wǎng)管配置非常清晰直觀，是圖形化配置界面，對業(yè)務(wù)操作支持拖放式，配置及相關(guān)操作簡單，功能強大，網(wǎng)管系統(tǒng)除常規(guī)設(shè)備管理功能外，還具備碼流分析和節(jié)目預(yù)覽功能，極大程度方便了用戶的操作及碼率故障的診斷，并且網(wǎng)管系統(tǒng)獨立于BMR系統(tǒng)運行。

7）由于采用1∶1冗余備份策略，該系統(tǒng)具有極高的安全性，支持節(jié)目切換、端口切換、板卡切換、機箱及系統(tǒng)切換等多種切換方式，可以自動或手動進行，時間在2 s內(nèi)。

8）BMR1200A機框尚有剩余I/O卡槽位的，今后如需擴容，只需增加相應(yīng)板卡即可，因此系統(tǒng)具有良好的可擴展性。

從以上優(yōu)點可以看出，該系統(tǒng)是一個技術(shù)領(lǐng)先，安全可靠，有充足擴展能力的有線數(shù)字電視平臺。

2 項目簡介

中山市數(shù)字電視根據(jù)實際的業(yè)務(wù)需求以及按照“標準性、安全可靠性、穩(wěn)定性、先進實用性、可擴展性、開放性與互通性”的原則，數(shù)字電視前端系統(tǒng)復(fù)用、加擾、調(diào)制部分采用BigBand網(wǎng)絡(luò)公司的BMR1200A系統(tǒng)來進行建設(shè)。

2.1 方案描述

本項目復(fù)用、加擾、調(diào)制部分設(shè)計使用了6臺BMR1200A設(shè)備，其中3臺為主系統(tǒng)，3臺為備系統(tǒng)，整個方案實現(xiàn)了復(fù)用、加擾、調(diào)制的1∶1冗余備份，主備系統(tǒng)軟硬件配置完全相同，各配有一套SMU1000網(wǎng)管服務(wù)器和SCS服務(wù)器，提供了32個復(fù)用和碼率修整處理通道、1個IP處理通道、4個采集處理通道和28個加擾和QAM調(diào)制處理通道，提供重要節(jié)目的1+1傳輸備份。

以主系統(tǒng)為例，其中編號為BMR#1和BMR#2的2臺BMR1200A作為復(fù)用機箱，另1臺編號為BMR#3的作為調(diào)制機箱。BMR#1配置了1張GFG404光纖級聯(lián)卡、3張AFA824XA碼流復(fù)用卡（每張卡可以進行4個流的復(fù)用輸出）、1張AFA824XA采集器卡、1張GNA114XA支持IP輸入/ASI輸出傳輸卡；BMR#2配置了1張GFG404光纖級聯(lián)卡和4張復(fù)用卡，其中1張AFA2424XA碼流復(fù)用卡，其余是AFA824XA碼流復(fù)用卡；BMR#3配置了7張GFR222加擾調(diào)制卡，每張卡有2個射頻輸出口，可調(diào)制輸出4個頻點。BMR#1，BMR#2，BMR#4，BMR#5，BMR#3和BMR#6之間采用千兆光纖口進行級連，所有節(jié)目、傳輸流均可在期間自由調(diào)度和分配。所有數(shù)字節(jié)目經(jīng)過BMR#1和BMR#2（或經(jīng)過BMR#4和BMR#5）的AFA卡復(fù)用、碼率修整之后的傳輸流通過BMR的背板進行調(diào)度送到GFG404卡，由 GFG404卡送到 BMR#3（或 BMR#6）的GFR222卡進行DVB同密加擾和QAM調(diào)制，無須外部交換設(shè)備，整個系統(tǒng)可以進行28個頻點的傳輸，每個頻點可傳輸8～12套節(jié)目。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2 項目規(guī)劃

根據(jù)項目設(shè)計要求，中山數(shù)字電視前端平臺系統(tǒng)規(guī)劃使用28個頻點傳輸110套標清節(jié)目、13套高清節(jié)目、10套數(shù)字音頻廣播，占2個頻點的數(shù)據(jù)廣播、1個頻點的股票信息和2個頻點的NVOD/存儲播出系統(tǒng)。預(yù)留空中升級loader和馬賽克播出節(jié)目通道。系統(tǒng)支持對全部節(jié)目靈活的路由調(diào)度處理，動態(tài)節(jié)目排列功能可隨時調(diào)整節(jié)目的頻道列表。外部信息如EPG等只需通過一個ASI輸入端口或者以太網(wǎng)口插入，通過BMR系統(tǒng)特有的多點傳輸功能（Multicast），將其分別復(fù)制到全部所需要的傳輸流中。

項目規(guī)劃也充分考慮對未來多業(yè)務(wù)、多功能的支持和擴展，有效保護前期投資，采用BMR平臺，可以非常方便地逐步拓展以下業(yè)務(wù)和功能，各個功能模塊如圖3所示。

1）節(jié)目預(yù)覽。對所有輸入節(jié)目的視頻圖片通過網(wǎng)管進行預(yù)覽和監(jiān)視。

2）高清電視傳輸。BMR平臺支持對CBR，VBR，SDTV，HDTV的傳輸。

3）應(yīng)急圖片插播。在輸入節(jié)目源以外丟失或被非法干擾時，提供應(yīng)急圖片墊播，避免用戶端出現(xiàn)停幀、黑場等畫面，該功能也可用于緊急情況下的重大突發(fā)事件插播。

4）節(jié)目采集。可對所有進入BMR平臺的節(jié)目有選擇地進行采集，采集后的節(jié)目可實時存儲到視頻服務(wù)器，用于媒資系統(tǒng)或作為VOD系統(tǒng)的點播節(jié)目源。

5）數(shù)字廣告插播。BMR平臺支持對所有節(jié)目有選擇地進行廣告插播。

6）千兆IP組網(wǎng)。BMR平臺可同時提供清流、加擾流的千兆IP輸出，同時支持帶內(nèi)網(wǎng)管傳輸，非常方便將來的IP組網(wǎng)。

7）IPTV。BMR平臺作為廣播平臺，全面支持MPEG-2標準，同時BMR也為IPTV的流媒體處理提供軟件可升級和硬件轉(zhuǎn)碼功能。

8）交換式視頻廣播SDV[3]。BMR平臺支持目前最先進的交換式廣播功能，目前交換式廣播在北美市場已進入大規(guī)模應(yīng)用階段。

2.3 備份措施

由于該項目采用1∶1軟硬件平臺冗余備份，雙路節(jié)目源輸入策略，BMR12OOA系統(tǒng)內(nèi)置的監(jiān)測機制，可對復(fù)用后送往調(diào)制機箱的信號情況進行監(jiān)測，當發(fā)現(xiàn)某個復(fù)用端口的輸出節(jié)目中斷時，可手動或自動切換到相應(yīng)的備復(fù)用端口取信號，保證復(fù)用和調(diào)制輸出信號不會中斷。經(jīng)主備BMR12OOA機箱調(diào)制后的RF信號接入末端ADC射頻切換開關(guān)，ADC對輸入的主備RF信號電平進行監(jiān)測，當發(fā)現(xiàn)主信號的電平不在設(shè)定的校準電平門限范圍內(nèi)時，就自動切換至備調(diào)制信號輸出，保障了安全播出。

3 項目意義

數(shù)字電視前端系統(tǒng)的核心即復(fù)用、加擾、調(diào)制部分，BigBand BMR符合國家和行業(yè)數(shù)字電視的相關(guān)標準，實現(xiàn)了數(shù)字電視傳輸流的高效復(fù)用、碼率修整、節(jié)目路由調(diào)度、節(jié)目采集、加擾、QAM調(diào)制、高清電視傳輸和IP傳輸?shù)裙δ?，系統(tǒng)平臺運行穩(wěn)定可靠，具備目前領(lǐng)先的MPEG/IP路由交換技術(shù)，并能兼容今后多業(yè)務(wù)的開展和持續(xù)發(fā)展，具有廣泛的應(yīng)用前景。

[1]哈宏疆.BigBand：全方位服務(wù)中國的有線網(wǎng)絡(luò)[J].電視技術(shù)，2010，34（1）：104.

[2]郭余祥，徐兵，周福軍，等.新一代數(shù)字電視平臺在儀征市的實踐與應(yīng)用[J].有線電視技術(shù)，2009，16（19）：95-98.

[3]BigBand bmr1200 overview[EB/OL].[2010-12-10].http：//www.big bandnet.com/index.php/broadcast-video-bmr1200-overview.html.