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数据广播技术及应用发展
中国数据广播 | 武汉东太信息产业有限公司 李卫国 刘卫忠 周国学 | 2006-05-19 12:19
数据广播系统从起步到现在已有八年时间,通过中国数据广播公司及各地方网络营运公司的支持,数据广播系统技术从实验到实用取得飞速的发展,东太公司参与许多营运公司的数据广播建设,通过这些数据广播系统的建立及发展用户取得一定的经验。下面就DVB数据广播的技术及发展提出几点看法。
1 数据广播发展历史
随着通信技术、多媒体技术及计算机技术的发展,数据广播系统作为一数据通信方式也不断向前发展,从最初的VBI、QPSK到现在的DVB—C;传输速率不断的提高(VBI 200K、QPSK 1.5M、DVB 38M);传输内容发生改变,从最初的文本信息,到现在的网站、多媒体及音视频信息。同时通过其发展过程中不断的营运及市场的检验,证明数据广播是数据通信的一个重要手段。DVB技术作为目前数据广播的最高技术,通过不断的技术创新及市场发展,将推动数据广播产业更加辉煌。
2DVB数据广播系统组成
数据广播系统采用DVB-C作为数据传输标准,信源的节目输出采用组播或广播的IP信息包,它通过网关及其它传输设备输出MPEG2 TS流。
数据广播系统由信源播出系统、网络传输系统、条件接收系统、用户管理系统、网络管理系统及节目调度系统等组成。
信源播出系统包括证券播出系统、网站播发系统、文件播发系统、远程教育播出系统、媒体播出系统、视频播出系统、卫星电视接收、外交互的视频点播系统(NVOD)及INTERNET接入系统等,根据需要灵活组合。一台播控服务器可以播出多个不同种类信源。考虑数据广播系统平台发展需要,可从证券播控系统、远程教育播出系统、多媒体播出系统、文件及网站播出系统开始,逐步开展其他信源播出系统。
用户管理系统完成功能包括用户授权及管理、节目管理、资源管理、计费、帐户管理等,同时实现了用户管理与条件接收系统的集成,完成节目的加密及用户确认等功能。
节目调度系统完成节目的调度及控制、生成节目菜单并通知数据广播系统的DVB网关、生成PSI(SI)信息表。节目调度系统采用图表方式直观显示节目播出计划及安排,操作人员在一定的授权下可以随时修改节目播出计划,插播广告等。节目调度系统同时还具备一定的节目预览功能
网络管理系统完成网络的管理、节目的监控等功能,它包括故障管理、配置管理、性能管理、安全管理等功能
网络传输系统包括数据广播网关、接口转换器、QAM调制器、复用器等设备,完成DVB数据形成、传输及调制等功能。
上述各系统几部分相互关联、相互结合构成一个完整数据广播平台硬软件系统,其相互关系如图1所示。

信源播出
用户管理
节目调度
网络管理
通信设备及传输网络
条件接收系统
网 关

1系统关系图
3 数据广播营运发展要求
数据广播系统的发展关键在营运,通过营运检查数据广播系统的技术成熟性、市场需求及最终用户选择及使用。下面从营运商及用户角度分析其要求。
1、营运商发展要求
(1) 数据广播系统标准性
标准性是数据广播的发展基础,数据广播采用DVB协议作为传输标准,通过对IP协议包的捕获及封装,形成TS流。数据封装方式包括多协议封装、数据轮、对象轮、数据管道等四种形式。[page]
EPG标准是呈现给用户业务并引导用户的标准,数据广播系统采用DVB协议EPG标准,包括形成PAT、PMT、SDT、EIT、NIT、TDT、BAT等。此外,数据广播必须支持IP协议、SNMP标准。
(2) 开放性API接口 终端设备互通性
考虑出现不同前端或终端设备,在对其设备接口及调用时,需提供相应的API接口。
对前端系统,考虑不同的SMS系统与CA的接口,调度系统与信源的接口,通信设备的网络接口等,都需考虑设备的开放性及互通性。
对终端设备,考虑到需要采用多家终端设备,从营运的角度出发,需采用统一的用户终端界面,从终端软件的高集成性,需对终端设备的锁频及控制,同时终端设备相应返回EPG信息及控制信息等因素,都需要各终端设备厂商提供相应API接口。
(3) 信源提供多样性,同时尽可能提供信源整合工具,减少日常工作量。
东太公司目前提供综合信息、流媒体、证券信息、远程教育等信源播出服务器,考虑营运商的发展需要及对某些信息源的要求(如实时、远端等)可灵活组建,以满足营运商要求。
对信源的组织及处理,东太公司开发一些专用工具,以减小营运商的工作量。
•媒体转换工具
VCD转换成MPEG1 PS流、MPEG2 TS流、MPEG4
DVD转换成MPEG2 PS流、MPEG2 TS流、MPEG4流
•网站文件工具
网站抓取工具
网站编辑工具
(4) 平滑升级满足新技术发展要求
网络技术的发展,新的信源挖掘及管理手段及方法更新,触发数据广播技术不断向前发展,既要满足目前营运的需要,同时考虑将来的技术发展,这要求数据广播技术需平滑升级、在线升级。
(5) 营运要求
•提供完善的SMS系统及CA系统,保证营运商的利益。
•节目的管理及控制尽可能简短、实用。
2、终端用户要求
(1) 个性化服务
随着信源的种类及数量的增加,用户提取有用的信息复杂性增加,采用通过完善的节目导向服务及信源的标记服务及时提供用户所需的信息非常重要,同时也可采用通过用户个性化的手段定制所需信息也能达到其目的。
(2) 个性化界面
个性化界面包括服务个性化界面、用户个性化界面。
服务个性化界面指对用户购买某一服务时,在用户端仅呈现该服务的终端界面,对未购买的服务将不呈现。避免用户使用时出现某一服务打开失败问题。
用户个性化界面指对购买多种服务时,用户可根据其爱好、服务重要性设计其个人的界面。
个性化界面是用户使用数据广播系统的前提。
(3) 完善技术支持及售后服务
提供完善的技术支持及售后服务,保证用户使用数据广播系统的利益,数据广播系统对用户来说是一种比较新的通信方式,它不同与交互式的网络服务,需在宣传及使用上提供更好的说明。
此外,数据广播终端接收卡的安装需尽可能说明清楚。对用户尽可能不涉及频点、信号、调制等专业问题。
4DVB数据广播技术实现
1)实用化网站推送技术实现
网站推送是数据广播的重要内容, 由于我们的内容为推送方式,传输通道为单向,但网站内容从本质上讲是交互性的,为了适应这种需求,我们充分利用[page]HFC高带宽的优势,在单向的网络上模拟“双向”“交互”的效果。
实用化的网络推送采用即时下载与显示的方式。这种方式相对要复杂一些,从整体看,将全部内容完整发送一遍也需要更长时间,但客户不需等待全部内容下载完毕即可观看一部分,更接近于“交互”的概念。这种方式的关键也就在于以最快的时间提供客户所需要的内容。
该实用化工作对100M 网站文件进行第一次接收就能够满足在终端5-8秒内实现呈现.基本实现“双向”“交互”的效果。
①网络实现
②服务断实现流程

 

网站抓取

网站文件解析
网站文件预处理
确认网站文件发送策略
网站文件处理
网站推送

③关键实现技术
(A)网站文件采集
主要完成根据设定的采集要求从互联网上任一网站抓取内容并保存到本地硬盘中,网站文件的连接关系保持相对不变。
采集方式包括设定采集网页层次、文件类型(网页文件、图形文件、声音文件、视频文件、多媒体文件、压缩文件等) 更新情况等。
(B)文件处理
网站文件处理分为二部分,首先进行网站文件的层次进行分析,同时对网站文件的连接关系进行预处理,统计各层次文件的大小及多媒体文件分布及大小,生成文件信息表。
根据网站文件发送策略,完成网站文件名更换,网站文件联结关系更换,及文件的打包压缩等。
(C)发送策略
根据确认发送文件的总流量,每一层次及类型分配PID范围计算接收网站文件所需时间,调整每一层次发送流量及PID数量到最佳发送条件。
④终端实现
网站推送终端包含了接收、储存、呈现和响应用户操作这么几个主要过程,并采取了一定的策略来让用户能够在尽可能快的时间内看到点击的网页内容。在接收时,采用一些调度机制让系统的资源能够达到最大的使用效率。应用程序还在最大程度上提供了接收后的文件管理功能,能够让用户自行选择对于接收到的文件处理进行的方式和应用程序对用户系统资源的使用。
A)音视频技术实现
广电行业最大的信源优势在音视频节目,目前从中央到地方具有庞大的音视频节目库,通过收集整理能够自办一系列专题频道节目。
在多媒体压缩技术上,目前基本采用国际工业标准的MPEG1\MPEG2\MPEG4。MPEG1能够提供VCD级的图形质量,传输码流1.5M左右,而MPEG2主要用于广播级图形的传输及存储,传输码流达4M以上,MPEG4主要用于INTERNET的低带宽传输目的,采用10K--10M码流。
目前已基本实现MPEG1 PS 流、MPEG2 PS 流、TS流 MPEG4(MICROSOFT)的播发及播放,同时为了满足音频节目的需要,实现了MP3、AC3的播发及播放。
(B)网络结构:

流媒体服务器
DVB网关
终端呈现
QAM调制

(2)个性化终端技术实现
数据广播终端是数据广播发展的关键,其稳定及可靠信息是发展的基础,个性化服务是与其它通信方式竞争、吸引及发展用户的条件。
①采用基于WEB方式的界面保证用户操作简便
浏览器是人们习惯使用的工具,通过浏览器方便操作;同时营运商修改业务界面、增加新业务非常方面。
②通过节目预报及节目导航服务更好服务用户[page]
③通过通知及通告方式更好沟通营运赏及用户
营运商通过广播方式发送通告,介绍节目情况、收费政策及终端升级等,同时也可通过点对点方式,通知用户的帐户信息、收费信息等。
④通过终端软件自动升级方式保证能够向用户提供更多的服务。
对新增业务及终端软件出现BUG时,可采用终端软件自动升级的方式解决,减少升级的复杂信息。
⑤不仅提供数据广播功能(远程教育、综合信息、证券信息、多媒体信息等),而且提供数字电视功能。
在数字电视功能上,实现数字电视收看、EPG服务、NVOD服务、VOD服务等功能,同时充分利用计算机硬盘大且价格便宜的特点,可实现PVR服务,用户根据EPG及个人爱好,实现数字电视录制及播放功能。
⑥随着数据广播信息的增加,信息的标记及索引非常重要。通过个性化的服务是吸引及发展用户的关键。
⑦通过电话线或其他传输方式上传,数据广播HFC下传,可实现宽带INTERNET功能。
5 总结
随着计算机网络技术及数字电视发展,DVB数据广播具有非常大的发展空间,除提供传统的证券信息功能外,它不仅具备数字电视所有功能,而且提供INTERNET信息及多媒体功能,同时具备发展远程教育的条件,在发展信源、解决CA问题后,它是一非常具备发展前途的通信及传输手段。

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