基于DVB-C有線數(shù)字電視平臺(tái)的應(yīng)急廣播系統(tǒng)

邢浩，宮杰

（山東廣電網(wǎng)絡(luò)有限公司煙臺(tái)分公司，山東煙臺(tái)264001）

基于DVB-C有線數(shù)字電視平臺(tái)的應(yīng)急廣播系統(tǒng)

邢浩，宮杰

（山東廣電網(wǎng)絡(luò)有限公司煙臺(tái)分公司，山東煙臺(tái)264001）

介紹了基于DVB-C有線數(shù)字電視平臺(tái)的應(yīng)急廣播系統(tǒng)，依托現(xiàn)有有線數(shù)字電視播控與傳輸平臺(tái)，應(yīng)急廣播指令與音頻信號復(fù)用到數(shù)字電視播控平臺(tái)。利用有線電視共纜傳輸，終端設(shè)備的技術(shù)實(shí)現(xiàn)與數(shù)字電視機(jī)頂盒基本一致。以全新的理念全面實(shí)現(xiàn)了音頻/文字信息數(shù)字化、播控自動(dòng)化、管理智能化、擴(kuò)展自由化，與現(xiàn)有HFC網(wǎng)絡(luò)完全融合，是廣電運(yùn)營商建設(shè)應(yīng)急廣播系統(tǒng)的理想的解決方案。

應(yīng)急廣播；調(diào)頻副載波；IP廣播；DVB-C；共纜傳輸

【本文獻(xiàn)信息】邢浩，宮杰.基于DVB-C有線數(shù)字電視平臺(tái)的應(yīng)急廣播系統(tǒng)［J］.電視技術(shù)，2015，39（10）.

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的日益嚴(yán)峻，各類突發(fā)性公共事件明顯增多，各種極端性自然災(zāi)害不斷出現(xiàn)，給社會(huì)管理和應(yīng)急處置工作提出了更高要求。政府高度重視農(nóng)村應(yīng)急廣播體系建設(shè)，要求各地全面推進(jìn)應(yīng)急廣播系統(tǒng)建設(shè)。如何依托有線數(shù)字電視平臺(tái)建設(shè)一個(gè)強(qiáng)管控、低成本、高效率、智能化、易使用的應(yīng)急廣播系統(tǒng)，成為廣電運(yùn)營商亟需解決的問題。

1　技術(shù)原理

目前應(yīng)用最廣的應(yīng)急廣播系統(tǒng)大都采用調(diào)頻副載波模擬廣播尋址技術(shù)［1］。調(diào)頻副載波（SCA或RDS）技術(shù)的核心是在模擬音頻信號的基礎(chǔ)上疊加指令控制信息，音頻和指令（已調(diào)制到副載波上）一起被調(diào)制到調(diào)頻載波中，利用副載波傳送指令，音頻和指令共用一個(gè)模擬頻道。調(diào)頻副載波技術(shù)存在模擬信號傳輸距離短、頻率低、容易受干擾、系統(tǒng)擴(kuò)展性差、安全性得不到保障等缺點(diǎn)。

另外部分新建的應(yīng)急廣播系統(tǒng)采用IP廣播技術(shù)［2］。IP廣播系統(tǒng)將經(jīng)過數(shù)字化采樣和編碼的音頻節(jié)目流封裝成IP包，通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行傳輸。IP廣播系統(tǒng)很容易被部署在已經(jīng)具備雙向網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)當(dāng)中，而且無需重新敷設(shè)傳輸線路，因此被學(xué)校、企業(yè)等用戶普遍采用。伴隨廣電雙向網(wǎng)改的規(guī)模實(shí)施，在雙向網(wǎng)絡(luò)覆蓋的農(nóng)村區(qū)域，IP終端節(jié)點(diǎn)上增加EOC或CM設(shè)備，亦具備了IP廣播系統(tǒng)的實(shí)施條件。但在廣電運(yùn)營商大規(guī)模實(shí)施應(yīng)急廣播系統(tǒng)時(shí)，除考慮技術(shù)因素外，還要考慮網(wǎng)絡(luò)改造程度、帶寬占用、終端設(shè)備成本、雙向網(wǎng)運(yùn)維等因素。

綜合以上兩種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，立足廣電的自身優(yōu)勢，因地制宜地提出基于有線數(shù)字電視系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)急廣播系統(tǒng)的建設(shè)。系統(tǒng)依托現(xiàn)有數(shù)字電視播控與傳輸平臺(tái)，將應(yīng)急廣播系統(tǒng)生成的數(shù)字指令信息與音頻信息復(fù)用到數(shù)字電視播控平臺(tái)，利用TS流進(jìn)行數(shù)字廣播信息的傳輸。終端接收設(shè)備音箱、音柱根據(jù)TS流指令自動(dòng)進(jìn)行電源開關(guān)、頻點(diǎn)切換、節(jié)目選擇、音量調(diào)整等動(dòng)作實(shí)現(xiàn)應(yīng)急廣播的功能。此技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程與DVB-C的數(shù)字電視前端、數(shù)字電視機(jī)頂盒基本一致，廣播音頻相當(dāng)于DVB中的數(shù)字電視節(jié)目，指令流相當(dāng)于DVB中的CA信息，因此該系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)跟數(shù)字電視前端一脈相承，復(fù)用器、QAM調(diào)制器等設(shè)備可協(xié)同使用，互為兼容。

2　系統(tǒng)架構(gòu)

基于有線數(shù)字電視的應(yīng)急廣播系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)市、縣、鄉(xiāng)、村多級架構(gòu)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)支持分級管控。市級平臺(tái)是整個(gè)系統(tǒng)的核心管理控制平臺(tái)，主要具備包括日常廣播節(jié)目傳送、市級應(yīng)急信息接入、緊急語音切播、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理、系統(tǒng)配置管理、安全認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)管理等功能模塊，能夠根據(jù)日常宣傳和應(yīng)急管理的需要，安全可靠、分區(qū)可控地向應(yīng)急廣播系統(tǒng)覆蓋區(qū)域定向播發(fā)日常廣播節(jié)目和應(yīng)急廣播?？h級機(jī)房建設(shè)分平臺(tái)，主要實(shí)現(xiàn)縣級應(yīng)急部門專線接入、縣級音頻廣播節(jié)目和電話、短信音頻的接入，并能夠根據(jù)需要選擇轄區(qū)內(nèi)的指定區(qū)域進(jìn)行定向播發(fā)?？h級平臺(tái)通過IP專網(wǎng)與市平臺(tái)授權(quán)系統(tǒng)連接，將來視情況分布部署授權(quán)系統(tǒng)。鄉(xiāng)、村級平臺(tái)除日常轉(zhuǎn)發(fā)上級平臺(tái)傳送的節(jié)目外，鄉(xiāng)、村級應(yīng)急廣播管理人員也能根據(jù)授權(quán)，通過縣級平臺(tái)的電話、短信接入設(shè)備實(shí)現(xiàn)緊急語音、短信的應(yīng)急廣播。

全網(wǎng)的數(shù)字廣播接收終端（音柱、音箱）根據(jù)前端管控平臺(tái)的指令進(jìn)行相應(yīng)的開關(guān)機(jī)控制、音量控制、節(jié)目切換等功能，系統(tǒng)能夠?qū)K端靈活設(shè)組并按組控制，實(shí)現(xiàn)全縣控制、分鄉(xiāng)鎮(zhèn)控制、按村控制甚至控制到每個(gè)終端。

應(yīng)急廣播系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1　應(yīng)急廣播系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖

3　系統(tǒng)組成

基于有線數(shù)字電視的應(yīng)急廣播系統(tǒng)由數(shù)字廣播管理系統(tǒng)、前端信號處理系統(tǒng)、信號傳輸、終端接收4部分構(gòu)成。

市、縣兩級應(yīng)急廣播系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖2所示。

圖2　市、縣兩級應(yīng)急廣播系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3.1數(shù)字廣播管理系統(tǒng)

數(shù)字廣播管理系統(tǒng)由數(shù)字廣播CA服務(wù)器、數(shù)字廣播終端管理系統(tǒng)構(gòu)成，主要完成設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理、系統(tǒng)配置管理、安全認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)管理等功能。廣播設(shè)備采用統(tǒng)一網(wǎng)管平臺(tái)，全網(wǎng)設(shè)備可通過數(shù)字廣播設(shè)備集成網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，分布在不同縣平臺(tái)的廣播設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)與市平臺(tái)數(shù)字廣播CA服務(wù)器通信。管理系統(tǒng)下發(fā)指令對全網(wǎng)數(shù)字終端進(jìn)行控制。

3.2前端信號處理系統(tǒng)

市級平臺(tái)音頻工作站提供市級應(yīng)急部門的專線及日常廣播節(jié)目的接入，以ASI或IP組播流輸入復(fù)用器完成市級廣播節(jié)目的復(fù)用。市級平臺(tái)提供電話、短信接入功能，智能電話、短信播控器將電話、短信接入的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信息，以ASI或IP組播流的形式輸入復(fù)用器完成電話、短信接入的復(fù)用。電話、短信接入的指令信息則通過以太網(wǎng)口傳送至數(shù)字廣播CA服務(wù)器，生成系統(tǒng)廣播指令。系統(tǒng)廣播指令與市級音頻節(jié)目復(fù)用調(diào)制的頻點(diǎn)為主頻點(diǎn)，終端設(shè)備默認(rèn)工作在主頻點(diǎn)下。

縣級應(yīng)急部門專線接入、日常廣播節(jié)目、電話、短信接入分別以ASI或IP組播流輸入本地復(fù)用器，QAM調(diào)制后完成縣級節(jié)目的處理?？h級音頻節(jié)目調(diào)制的頻點(diǎn)為副頻點(diǎn)，需要接收縣級音頻廣播節(jié)目時(shí)，終端設(shè)備會(huì)根據(jù)系統(tǒng)發(fā)出的廣播指令自動(dòng)切換到副頻點(diǎn)進(jìn)行接收。

所有用于鄉(xiāng)、村級電話廣播的相關(guān)設(shè)備均部署在縣級機(jī)房，通過各縣統(tǒng)一的數(shù)字中繼號碼，需要廣播的鄉(xiāng)、村級組織經(jīng)過系統(tǒng)授權(quán)后可直接對其所轄的終端進(jìn)行廣播通知。

3.3信號傳輸

應(yīng)急廣播信號傳輸部分充分利用廣電原有的有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)，與有線電視信號共纜傳輸，無需重復(fù)布線或布點(diǎn)，可滿足平臺(tái)并發(fā)能力，實(shí)現(xiàn)日常節(jié)目與應(yīng)急信息的共同傳輸。在市縣范圍內(nèi)，復(fù)用了應(yīng)急數(shù)字廣播信息流的有線數(shù)字電視信號經(jīng)OTN干線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送至縣級分前端機(jī)房。在城區(qū)范圍內(nèi)，有線數(shù)字電視信號經(jīng)IPQAM轉(zhuǎn)換為射頻信號后經(jīng)1 550 nm干線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送至城區(qū)分前端機(jī)房。

3.4終端設(shè)備接收

有線數(shù)字電視信號經(jīng)光纜傳輸?shù)酱寮壒?jié)點(diǎn)后，光接收機(jī)將光信號轉(zhuǎn)換為射頻信號，經(jīng)村級分支分配網(wǎng)絡(luò)將信號分配給各接收終端。終端信號光纜傳輸接入示意圖如圖3所示。

圖3　終端信號光纜傳輸接入示意圖

應(yīng)急廣播終端接收設(shè)備采用DVB-C相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和規(guī)范［3-4］，通過專門的數(shù)字解調(diào)和數(shù)字解碼芯片，將還原出的TS音頻流和TS指令流各自送入功放芯片和處理器芯片，根據(jù)TS流指令進(jìn)行相應(yīng)的電源開關(guān)、頻點(diǎn)切換、節(jié)目選擇、音量調(diào)整等動(dòng)作實(shí)現(xiàn)應(yīng)急廣播的功能。

4　系統(tǒng)特點(diǎn)

應(yīng)急廣播系統(tǒng)的市、縣兩級廣播中心，分時(shí)分內(nèi)容靈活播控信息發(fā)布，成為公共信息傳播和輿論引導(dǎo)、預(yù)警信息和緊急信息發(fā)布、基層政務(wù)信息的重要發(fā)布平臺(tái)。

基于DVB-C的數(shù)字廣播系統(tǒng)，通過專門的數(shù)字編解碼芯片，采用廣播級編碼標(biāo)準(zhǔn)，具有更高的音頻質(zhì)量和更清晰的廣播效果。

數(shù)字廣播系統(tǒng)中的所有節(jié)目流和指令流均經(jīng)過數(shù)字化和編碼，所有音頻流和指令流均可多重加密，實(shí)現(xiàn)播出安全、控制安全、防非攻擊［5］。

采用DVB-C相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和規(guī)范，通過修改相關(guān)設(shè)備的配置即可讓戶外大揚(yáng)聲器和用戶家中機(jī)頂盒同時(shí)接收廣播節(jié)目，同時(shí)無縫兼容現(xiàn)有數(shù)字電視系統(tǒng)，運(yùn)行維護(hù)更方便。后期可在城區(qū)利用公共場所的液晶屏接收電視、廣播節(jié)目、應(yīng)急信息的發(fā)布，提供公共信息的廣播和發(fā)布。

利用有線電視共纜傳輸，傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋點(diǎn)數(shù)多，很好地解決了農(nóng)村遠(yuǎn)距離、大范圍廣域廣播傳輸工程安裝復(fù)雜及造價(jià)高的問題。

終端設(shè)備支持自動(dòng)在線升級功能，終端設(shè)備的回傳監(jiān)測方式可采用PON+EOC、FTTH等多種模式，可以根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際雙向網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況靈活確定回傳通道。

整個(gè)系統(tǒng)只要8 Mbit/s帶寬就能有效管控幾萬甚至上百萬只廣播終端，并且滿足上百個(gè)鎮(zhèn)、村同時(shí)分區(qū)域并發(fā)插播的需要，系統(tǒng)的可用性與擴(kuò)展性都得到大幅提升。

整個(gè)系統(tǒng)采用統(tǒng)一的集中調(diào)度和網(wǎng)管控制平臺(tái)，播控可靠性及安全性得到大幅提升。

5　結(jié)論

基于DVB-C有線數(shù)字電視的數(shù)字應(yīng)急廣播系統(tǒng)以全新的理念全面實(shí)現(xiàn)了音頻/文字信息數(shù)字化、播控自動(dòng)化、管理智能化、擴(kuò)展自由化，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字應(yīng)急廣播系統(tǒng)與有線數(shù)字電視系統(tǒng)的無縫對接，順應(yīng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展趨勢，為廣電運(yùn)營商建設(shè)應(yīng)急廣播系統(tǒng)開辟了廣闊的前景。

［1］余尚林，宗瑞朝.副載波技術(shù)在應(yīng)急廣播系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.電視技術(shù)，2014，38（10）:42-45.

［2］蘭晶.IP廣播平臺(tái)在“村村響”廣播工程中的應(yīng)用［J］.電聲技術(shù)，2014，38（2）:81-86.

［3］GB/T 28161—2011，數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)信息規(guī)范［S］.2011.

［4］GB/T 28430—2012，數(shù)字電視系統(tǒng)數(shù)據(jù)廣播技術(shù)規(guī)范［S］.2012.

［5］佘新平.基于有線數(shù)字電視終端的應(yīng)急廣播系統(tǒng)探討［J］.電視技術(shù)，2013，37（22）:40-42.

Emergency Broadcast System Based on DVB-C Digital Cable TV Platform

XING Hao，GONG Jie

（Yantai Branch，Shandong Broadcast and Television Network Company Co.，Ltd.，Shandong Yantai 264001，China）

The emergency broadcast system is described，which is based on DVB-C digital cable TV platform.The system is based on the existing digital cable TV broadcastand transmission platform.The emergency broadcasting structions and audio signals multiplex to digital TV broadcast platform，transmitted with cable TV signals.The technology of terminal equipment consistent with the digital TV set top box.The full realization of the audio/text digitization，broadcast and control automation，intelligent management，expand liberalization，and fully mergedwith the existing HFC network are realized by the new idea.For the cable TV operators，it is the best solution for constructing the emergency broadcast system.

emergency broadcast；frequency modulated sub carrier；IP broadcast；DVB-C；common cable transmission

TN943

B

10.16280/j.videoe.2015.10.027

閆雯雯

2014-12-25