数字电视前端系统设计

　　近年来，有线网络数字电视在推动我国广播电视方面取得了长足的进步，作为数字电视建设中心环节的前端系统，其研究、设计和开发也在不断的发展探索中进步。目前，设计人员和技术人员充分认识到，在数字电视前端系统的基础设计中做好数据优化和处理工作，已经完全成为数字电视进一步健康发展的必然要求，也是数字电视为现代人的生活提供更大便利的必要保证。本文从数字电视前端系统的设计入手，通过分析数字电视前端各系统的结构，探讨前端系统设计工作中应特别注意的几个基本问题，以促进数字电视前端系统的逐步完善。

　　关键词：有线网络数字电视；前端系统；组成部分；设计；注意事项

　　如今，数字电视前端系统及传输网络已经被越来越多的人所广泛关注。它在中国还有一定的技术发展和进步空间，面临许多不可预测的发展问题。政府相关部门的工作人员需要根据中国社会经济发展的实际需要，不断升级产品和技术，尽可能为广大观众免费提供丰富健康、群众喜闻乐见的广播电视节目，满足观众的文化娱乐需求，发展和延伸文化事业的活力，克服文化娱乐事业发展的局限，以期为我国数字电视的发展做出更大的社会贡献。

　　1数字电视的前端系统的系统组成分析

　　数字电视前端系统的设备是整个数字电视系统及传输网络正常运行的必要技术保障。其实际工作状况将直接影响整个数字电视信号传输到千家万户的效率。我国数字电视前端系统设计的技术人员不仅要全面有效地推动数字电视前端系统技术的不断优化、创新和发展，还必须不断改进和更新数字电视前端系统解决方案的设计。就前端系统的基本组成而言，它可以细分为四个部分：前端输入信源信号的实时接收、前端系统内部的处理、前端系统信号的输出与调制和前端系统的日常管理。

　　2前端系统的设计与实现

　　2.1设计需求

　　随着双向有线电视网络升级改造的深入发展，浙江省温州市苍南县广电有线网络公司，目前规划的前端业务主要内容包括标准数字电视视频及广播节目直播业务和云电视互动点播业务。其中，直播业务包括苍南本地制作的5套视频节目和1套音频广播节目；浙江省SDH网络向省内传输的17套本地数字电视视频信号和6套音频广播节目；温州市向市内通过同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）网络传输的6套自制视频节目；从卫星及浙江华数广电网络股份有限公司接收的117套数字电视直播节目。随着双向网络的改造和有线电视城域网环网的改造升级，苍南县的数字电视前端系统将满足100多万电视用户业务的发展需求[1]。

　　2.2设计原则

　　从目前的各种市场情况上来分析，传统的模拟电视已彻底退出浙江省有线电视网络的历史舞台，但数字电视前端系统的结构比较复杂，技术设备更新迅速，因此，在考虑设计整个数字电视前端时，必须循序渐进，考虑未来数字电视技术和用户市场需求的发展方向，遵循以下几个基本设计原则。2.2.1标准性系统工程设计中需要采用的系统硬件设备、应用系统软件产品必须符合中华人民共和国国标及国家广播电视总局要求制定的国内行业标准，如果没有制定相应的国内行业标准，就需要严格遵循相关国际标准。对于当前正在研究制定的国内行业标准，其必须做到与国际接轨。2.2.2先进性要采用一套符合国际国内技术标准的比较成熟的解决方案，兼顾数字电视以及网络通信技术的持续发展方向，保证系统平台在未来较长时间内不落后，系统内部所选用的设备在其应用领域内仍然具备较高先进性，系统内在功能、性能上均能够充分发挥显示数字电视的技术优势，系统运行整体时延不会过高。2.2.3安全可靠性要选用可靠的业内知名产品与先进技术，充分考虑前端系统在出现程序异常时的主动应变能力和系统容错处理能力，在系统硬件和软设备维护方面建立考虑安全性的备份管理机制，确保前端系统长期稳定正常运行。同时前端系统本身要建立有严格的系统权限管理控制和数据安全加密保护机制，有效杜绝、限制黑客非法软件进入应用系统，保证前端系统安全。2.2.4实用性和经济性在规划组建数字电视前端系统时，要充分着眼于近期战略目标和长远战略发展，充分考虑有线网络数字电视产业发展的实际需要和当前市场实际情况，设计一套性能好、性价比高的数字电视前端系统。

　　3有线电视系统中网络通信管理系统技术

　　3.1光纤通信技术

　　随着网络光纤通信的不断发展，光纤数据通信传输技术的主要应用领域也在不断扩大。光纤数据通信传输技术作为网络数据传输的重要技术手段，在其他数据传输系统中具有良好的通信效果，不仅使其在数据通信信息传输中具有较宽的应用带宽，而且在其他数据传输应用中也具有相对较小的通信损耗。

　　3.2路权管理技术

　　路权通信管理系统技术作为网络通信技术领域中数据库和网络通信系统管理的重要基础技术，对我国网络通信系统的日常维护和通信管理具有重要而关键的指导作用。通常，射频网络的宽带输出信号为5～860MHz。在有线射频数字电视射频网宽带信号控制和管理过程中，电子控制数据总线直接用于控制网络信号，数据控制层则负责管理。受控电子控制开关可直接用于自动管理信号控制层。当电子开关自动打开时，有线射频数字电视射频网的宽带信号的两个输入端口可以同时接收用户发送的有线宽带射频信号。同时，在这种控制状态下，可以针对信号的输入/输出端和非输入端的信号质量来控制宽带损耗值，从而有效防止有线射频数字电视网络信号传输过程中可能出现的射频宽带窄或附加噪声，从而对有线数据信号的传输过程造成不利影响。在有线数字电视有线网络系统的信号物理传输和传输过程中，需要进行网络路权控制管理，可以有效实现有线数字电视、有线网络广播系统的物理传输，同时可以有效实现传输的安全性和稳定性。在有线网络数字电视模块的网络单元系统用户路权控制管理系统运用过程中，需要特别注意有线网络数字电视单元网络系统用户分别按上行和下通道的路权管理，同时还要根据不同的电视单元网络结构管理用户上行和下通道路权。

　　4有线数字电视的前端系统设计应注意问题

　　4.1前端系统设计应切实遵照的原则

　　目前，有线数字电视系统的应用越来越广泛。当工作人员开始准备电视系统的前端设计时，首先，要注意保持其输出有足够的网络接口和网络余量，以满足未来新电视用户的有线信号网络使用需求。其次，在组织现场设计检查时，工作人员必须做好输出现场的深入研究和设计检查，充分掌握周围可能干扰其输出信号的干扰因素，积极组织抗干扰保护措施。再次，在设计需要传输更多电视频道的大城市广播电视节目视频系统硬件时，应尽量减少以中频模式传输电视信号为主的邻频电视前端控制设备。最后，在设计前端操作系统时，工作人员应特别注意系统主要防雷装置的安全保护，以确保前端系统的所有主要防雷装置都是完整的，避免雷电或电击对前端操作系统和前端设备本身造成直接损坏。

　　4.2做好对信号调制器的选型工作

　　数字电视各前端传输系统传输的前端节目数量的确定与系统的实际运行环境和前端设备的性能密切相关。比如，8MHz的带宽传输的前端节目数可以是4个，也可以是8个。因此，在系统设备的设计和选型时，工作人员必须严格要求系统设备的设计和选型。对于网络信号编码传输控制中与信道编码密切相关的相位调制编码器的选择，该编码器调制器主要用于通过网络数字信号对网络数字载波的最大幅度和相位调制进行幅度调制，以保证网络载波的最大幅度和相位调制始终保持在网络数字信号的幅度控制之下。目前，有三种不同类型的高频调制器：16QAM调制器、32QAM调制器和64QAM调制器。在设计和应用前端控制系统时，工作人员通常需要使用16QAM调制器。这种不同类型的高频调制器在8MHz的高频模拟数字电视频道中也具有38.1Mbps的输入码率。

　　4.3调整信号传送方式及有效传输码率

　　有线电视和数字电视信号前端传输系统的实际运行状态主要受传输信号线的传输方式和有效电路传输信号的码率的影响。在准备系统设计调整时，工作人员必须设计和调整这两个重要的影响因素。就我国卫星电视频道的信号传输管理而言，目前，我国一些可以直接上传到卫星上的电视节目，一般都是通过卫星信号传输，用于直接信号传输。我国卫星接收电视节目的基本情况是，一个电视卫星接收机只能接收一整套节目，需要有4.42Mbps的数字符号分辨率，并且分别采用调制编码、调制编码方式和四分之三卷积码，每套电视节目必须有4.42233/4188/204的有效节目传输有用码率，即6.11Mbps，多路复用器系统可以承担同时传输六套或八套节目的有效任务，即使它能同时以36.66Mbps的速度承受6.11*6的有效节目传输速率，也还没有达到最大有效节目传输速率(38.1Mbps)。如果只能传输七八个节目，那么它所需要的系统就不会同时有效地传输七八个节目。目前，全国31个省、市、自治区主要播放30多套有线模拟数字电视节目，8MHz有线模拟数字电视频道所需节目最多为6个。以一种数据收发模式为例，每个有线卫星接收机已经能够同时承担多套有线电视节目的数据收发任务，从而可以同时满足更多的单套电视节目和多套数据收发任务。因此，在设计有线前端监控系统设备时，工作人员应根据有线前端数字电视广播节目的码率设置要求，准确选择数据传输模式，并准确估计和测量特定数据传输模式的有效数据传输量和码率，以确保有线前端监控系统人员能够正常、及时地接收用户需要正常接收的所有电视节目。

　　5有线数字电视网络安全维护技术

　　5.1定期检查与及时维护有线网络

　　一般来说，对有限有线数字电视系统网络的检查与维护技术可以分为定期检查和电视故障处理两种形式。在定期检查工作流程中，相关工作人员要能够及时发现和解决问题，降低数字电视及其网络传输系统出现安全问题的可能性[2]。一般来说，定期检查大致可以分为三种：月度检查、季度检查和年度检查。月度检查是指网络运维部门的工作人员每月对网络电缆线路及相关电缆和连接器进行一次检查；季度检查是每季检查网络线路、放大器、电缆和连接器在运行和维护各方面的防水效果和稳定性。年检抽查是利用网络抽查的方式，对新网络用户等进行抽查，同时检查网络线路的运行质量，提高管理水平，完善企业网络安全管理人员的档案。

　　5.2合理布线

　　有线网络数字电视系统网络中有许多复杂的专用线路，因此有必要高度重视线路布线管理。一般来说，有线网络数字电视系统网络包括很多专线供电组件和专用电缆线。工作人员要对室内有线网络数字电视进行网络布线，充分了解室内各种网络线路布局的实际情况，防止有线网络数字电视广播网络中的线路与其他网络线路互相影响。为了有效保证设计的合理性，必须要尽量避免其他轨道管线直接穿越移动电力线的室内轨道。相关设计人员必须严格控制室内轨道布置管线的质量，正确连接数字电视电源分配器，严格遵守相关规范，优化线路布线，防止随意连接造成断线，保证有线网络数字电视系统的正常、安全、稳定运行。

　　5.3提高有线电视设备质量

　　有线网络数字电视网络连接设备主要由信号放大器、电缆线和网络电源组成。其中，信号放大器会对有线网络数字电视和网络无线信号数据传输系统产生重要的影响，对此，要严格按照相关标准来检查和选择规格较高的信号放大器；工作人员要严格检查设备中零部件的质量，确保零部件的质量能够达到相关技术标准。

　　6结语

　　前端系统的优化设计直接影响整个数字有线电视系统的整体运行状况。在此期间，工作人员应积极应对有线电视和数字电视日益增多的前端应用设备和系统质量管理要求，采取有效的管理措施，全面组织数字电视前端系统的后期优化和更新设计。

　　参考文献：

　　[1]莫小威.有关数字电视前端的网络管理系统设计探析[J].电子技术与软件工程,2016(11):31.

　　[2]赵宇红,范宏令,乐雄志.应用于数字电视前端的网络管理系统设计[J].电视技术,2014,38(9):150-154.

　　作者：林雪仙