分段寻址双向集线器在扩展业务中的应用

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    成都康特电子高新科技公司 宗瑞朝

  有线电视广播业务包括基本业务、扩展业务和增值业务。基本业务属公共服务,体现公益性、大众性。扩展业务属有偿服务,是对传统广播电视业务的发展和延伸,能提供多样化、个性化的节目和服务。用户可以按照个人的喜欢自由选择、付费收看,主要有付费广播新增频道、互动电视频道等。增值业务提供信息类服务业务,主要包括互联网上视频的服务、电子商务、宽带数据、互联网接入等。

  有偿服务问题,是整个有线电视行业共同关心的问题。在中国电信市场已经开通市话短消息、市话IP;移动通信公司开通了GPRS上网;联通公司已开通CDMA上网、手机短消息等。作为拥有全世界*多用户数的中国有线电视网络,开展新业务促进增收,并解决好业务开通、收费管理与网络的可持续发展,已经成为行业上下普遍关心的内容。

  一、扩展业务的有偿服务是有线电视行业普遍关心的问题

  1、网络运营者关注有偿服务业务

    从2000年广电行业进行网络整合行动以来,国家广电总局组织成立了中广影视传播网络有限责任公司,各省级网络公司先后相继挂牌,现已经开展了市、县级范围的网络整合,在较大范围内实现了全程全网。各网络公司在“事业性指导、企业化运作”的原则下开展了各项工作。现在,网络公司的经济性指标已经成为了*关注的内容之一。在基本业务收视费、广告费的增长空间已经不太大的情况下,网络营运者已经普遍关注着有偿服务业务所带来的经济增长。

  2、消费者的需求层次与内容在不断变化

  从电视收看上来讲,消费者不仅仅要求有线电视营运者提供图像清晰、24小时连续播放的多套节目,还需要收看专门的电影电视类节目及境外的一些文化节目,同时希望节目为互动形式(如VOD),提供数据业务。总之,希望在一根电缆上尽量提供更多内容的服务,实现“一网多功能”。

  3、行业的发展促进有偿服务业务的开展

  有线电视网络除传送广播电视节目外,网络也会在*大限度的吸引用户的条件下,进行企业化动作。前几年,广电行业主管部门专门召开了如何开展有偿服务业务的讨论,并形成了相关指导意见。在2003年CCBN主题报告会上,张海涛同志明确提出“网络发展的重点就是开展付费电视等新业务”,以此促进有偿服务新业务的快速发展。

  二、解决模拟电视收费问题的几种技术方案

  1、模拟视频加解扰系统

  模拟视频加解扰系统,充分运用加解扰技术,对模拟电视信号的图像信号进行同步头压缩、同步头旋转等处理,再同未经处理的声音信号一起调制成射频信号后,与其它下行射频信号群混合,用HFC网络传输。在网络用户家里,用具有解扰功能的用户机顶盒将其解扰,还原为电视机能正常收看的电视信号。其系统主要由同步加扰机、加解扰管理系统软件、(解扰)机顶盒等组成,工作原理框图1所示:


图1:模拟视频加解扰系统组成原理框图

  该系统优点是运用较成熟技术,用简单的电路芯片构成相关设备,系统易于解决收费问题。其系统的缺点有三个方面:①、此技术采用了对图像信号的处理,若生产工艺不成熟或采用的电子元器件质量不高,会造成图像还原效果极差,如产生网纹干扰、图像清晰度不够等问题。②、对于单加单解系统的前端,每加扰一套电视节目,就需要购买一台前端同步加扰机;同样,在用户端,用户要收看此加扰节目,就必须购买一台专用的机顶盒,让用户除支付节目收视费外,还需额外支付一台机顶盒的购置费用,一般用户接受程度不高,造成市场推广的困难。③、机顶盒内运用的技术相对较简单,又放置在用户家中,易被具有高技术水平的用户破解密码,从而导致使用权全网失密的现象发生。同时,技术的发展(如数字电视的CA接收)带来了这类系统设备的必然淘汰;但用户设备(解扰机顶盒)是用户财产,其不可淘汰的现实与系统设备的必然淘汰所带来的矛盾,让此系统在发展显现出苍白无力。故此类技术的市场推广情况一直不太好。

  2、电视信号群末端加扰系统

  电视信号群末端加扰系统,充分考虑到模拟视频加解扰系统有诸多不足,如在用户家中需要单独购买一台解扰机顶盒才能接收加密节目;在前端要送出一套加密电视节目,就需要一台前端同步加扰机,这样加大了前端与用户端的投入,不利于推广业务。同时,在技术上分析了模拟电视接收机对图像载波的幅度变化非常敏感,在电视机内用高放AGC和中放AGC电路加以控制。相应,人眼对电视机的图像画面表现出较为敏感。人们对电视画面出现干扰时表示不满,对电视画面出现扭曲时则表示无法收看。电视信号群末端加扰系统的终端设备充分运用脉冲幅度调制技术,对未授权用户的网络输出端口的电视信号群实施加扰控制,至使加扰后的电视信号无法让用户端的电视机正常接收;对已授权用户的网络输出端口不做加扰控制,以实现收费管理的目的。其系统工作原理框图如图2所示:


图2:电视信号群末端加扰系统组成原理框图

  该系统优点是:前端控制中心为软件,数据调制器只实现把软件控制信息的数字信号格式变为射频载波形式,以方便在有线电视网络中传输。其前端系统相对简单,可实现远程控制。同时,在终端控制器内仅仅对未授权用户的网络输出端口实施加扰,用户家中不再需要模拟视频加解扰系统中用户端的解扰机顶盒,系统的**性和可推广性得到了提高。

  该系统的缺点是:①、电视接收机伴音采用调频(FM)方式,对幅度变化不敏感,因此,用户在未授权状态下,虽看不清图像画面,但可听到清晰的电视声音。②、由于不同品牌的电视机,其AGC电路参数存在着差异,个别电视机还可以接收到粗状半扭曲图像,同时仍然可接收清晰的伴音,用户对此系统的加扰效果评价不高。③、为了减小终端控制器相邻端口的相互影响,因此设备内增大了从输入端口到输出端口的插入损耗,从而降低了设备的CTB与CSO指标。因此,运营者对此系统的评价不高,造成了在市场上的占有率不太好的局面。

  3、寻址路权管理系统

  寻址路权管理系统在创立初期,分析了人工管理不缴费用户时的办法是断开用户线缆与系统的联接;同时,学习了高速公路收费管理的模式,并发现该模式与管理有线电视用户的方式相似;再结合电信系统上百年的路权管理管理经验,从而对此系统取名为“路权管理系统”。该系统的核心是,当网络设备的输入电平值低于正常输入值时,网络设备则不能正常恢复信号;并通过路权控制,实现控制网络设备的输出(或输入)电平值的大小。我们知道,电子设备的输入电平值低于正常值后,其C/N值下降,很难实现传输信号或还原信号。具体运用了PIN二极管的电压—电阻特性,实施对网络信号的受控衰减而实现降低输出信号C/N,使未授权用户端电视机无法还原为图像、声音信号。对授权用户不作任何衰减,以保证C/N值较好的信号可由电视机接收并还原为图像声音信号,解决了收费问题。其系统组成框图如图3所示。


图3:寻址路权管理系统组成框图

  该系统除完全具备末端电视信号群加扰系统的优点外,还具有以下几个特点:①、终端控制设备实施路权控制,不对信号内容作任何处理,以**的图像在系统中传送。②、只实施信号幅度衰减,设备自身不产生任何干扰信号,有利于双向HFC系统建设,并在建设过程中能有效的解决汇聚均衡问题,抑制汇集噪声。③、“路权控制”技术与“网络管理”技术相结合,易于提高双向HFC网络的**性和双向网络的可管理性。

  该系统的缺点是:需要对射频信号群实施大于46dB以上的载波幅度衰减,特别是在750MHz(或860MHz)的高频条件下,对产品的设计水平、结构件材质、关健元器件品质、生产工艺水平均有严格要求,一般厂家很难生产出高质量的路权控制设备。同时,品质**的路权管理终端控制器设备其生产成本相对较高,对于“花钱少办好事”的要求难以实现。

  三、有线电视网络扩展业务收费管理的技术方案

  以上介绍了三种解决模拟电视信号收费管理的技术方案,现在希望在建设有线电视物理网络时,既要保证该网络的基本业务能有效的开展,同时又要解决好新开以模拟视频信号为特征的扩展业务(即付费电视节目)的开展,并处理好网络建设的设备投入与业务收费之间的关系。现介绍两种技术方案。

  1、模拟视频加解扰方式

  对于模拟视频加解扰系统的工作原理,在上面已经作了介绍,现在举例说明如何运用。

  假设有一张HFC网络已有了30套电视节目,经批准可以新传送4套境外节目,1套自办节目以满足干部、较高收入家庭、涉外宾馆的收看。可在原系统上增加5台单频道同步加扰机和前端管理系统软件,并把已经加密处理后的5套视频节目混入现30套系统中,普通用户仍然可以收到原来的30套节目。经网络管理者批准有权接收这5套或其中1套节目的用户,只有购买了一台机顶盒和交付足够的收视费后,把机顶盒串接入网络中,此时,用户不仅可以收看到原有的30套电视节目,也能收看到新增节目中自己已付费的加密电视节目内容。当预付费用已经用尽,前端管理软件的控制信号通过网络(或以IC卡方式)对机顶盒实施限制解扰,用户就不能收看到新增节目,只有再次付费后才能再次收看。

  其优缺点在**部分已经介绍,在此不再重复。

  2、分段式寻址双向集线器方式

  分段式寻址双向集线器是充分运用路权管理技术与滤波器技术相结合,把有线电视营运者的基本业务管理与扩展业务管理集成于一体的新技术产品。其系统组成框图如图3所示,其终端控制设备的工作原理框图如图4所示,其设备在有线电视电视工程中的安装效果图如图5所示:


图4:分段式寻址双向集线器原理框图


图5:分段式寻址双向集线器工程安装效果图

  现举例说明如何运用分段式寻址双向集线器来实现扩展业务的管理。假设某网络为750MHz双向网络,有30套基本电视节目,10套基本数字电视节目、欲新开5套增值电视节目,建设时的频率规划建议方案如图6所示:


图6:某有线电视网络的频率规划建议方案图

  5~65M,按GY/T106-1999规定为上行频段;
  65~87M,上、下行保护频带;
  87~108M,用于下行调频广播;
  108~168M,用于网络管理、交互式下行;
  168~550M,用于下行基本业务,现可放置16套常规频道和30套增补频道节目;
  550~600M,既用于分段式寻址集线器内的频率保护带;又可在6个8MHz的模拟频道带宽中放置32个数字电视频道。
  600~710M,用于预留频带,可在以后放置增值电视节目、数字电视节目或其它扩展业务;
  710~750M,用于放置5套增值电视节目。

  因此,本方案中的分段式寻址集线器,应设置“限制开通”通道的频率范围为87~550MHz,“全通”、“全断”通道的频率范围为5~750MHz。

  如图4所示,当用户1只缴纳基本收视费,则只为其开通“限制开通”通道,即该用户只能接收到87~550MHz范围内的FM广播节目、30套基本电视节目和550~600MHz范围内的部份数字电视节目。另一用户除缴纳基本收视费外,还另缴纳了扩展业务收视费。则为其开通“全通”通道,即该用户可以接收从5~750MHz范围内的FM广播节目、30套基本电视节目、数字电视节目和5套增值电视节目。当某一用户未缴任何收视费时,分段式可寻址集线器在管理软件的控制下,用户端口置为“全断”通道,该用户在5~750MHz的频率范围将接收不到任何有效信号。其它用户按此类似管理。

  此方式的优点是:①、在建设网络时,解决基本业务与扩展业务管理时仅仅在线路设备中选择为分段式寻址集线器做网络终端设备,形成网络一次性建设,两种管理功能具备的同时,投入的资金较少。即只需在选择路权管理设备上多支付不到15%设备费用,便可解决基本业务开展的同时,解决了扩展业务开展的收费管理。与模拟视频加解扰方式相比,省略了前端同步加扰机与用户户内的机顶��。②、业务管理集中在前端软件管理系统,既完成网络管理、用户信息管理,又完成用户费用管理。同时,对业务的开通与限制可通过有线电视网络由计算机系统实施远程控制。

  经笔者调查,广西河池广播电视局在600~750MHz的频率范围内放置了6套增值电视节目,目前为广西公共影视台、广西体育台、北京台等节目,现一次性收费为180元。该局以后还会逐步增加模拟电视节目,视频点播、高速上网、远程教育等数据业务。另有新**山子、广西贵港等有线台也在试用此类方法解决扩展业务的收费管理问题,均已经收到了较好的网络管理与收费管理的效果。

    扩展业务的开发是我们广大有线电视网络营运者的重大课题,如何把网络物理网建设与信息源开发(节目源)相结合,做到投入少、见效快,对于网络公司在经济竞争力还不强的今天有着重要的意义,笔者的介绍,以期望能给各网络规划建设者们提供一点有益的帮助。