李興毅

（云南廣電網(wǎng)絡(luò)集團有限公司，云南 昆明 650106）

云南省大理州有線數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換工作，從2006年10月啟動以來，至2011年止，全州各縣城區(qū)有線數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換工作進展順利，已全部結(jié)束，取得階段性成果，形成了規(guī)范模式并積累了成功經(jīng)驗，正向綜合應(yīng)用的新業(yè)務(wù)、新領(lǐng)域縱深推進。為適應(yīng)“三網(wǎng)融合”的大趨勢以及實現(xiàn)全州同網(wǎng)的最終目標，有必要根據(jù)全州社會發(fā)展需求和技術(shù)進步的狀況，繼續(xù)差異化地開展全州農(nóng)村范圍的有線數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換工作，以此作為實現(xiàn)農(nóng)村和農(nóng)業(yè)信息化，促進農(nóng)村經(jīng)濟、文化發(fā)展的重要手段。

因此，為了充分滿足農(nóng)村“數(shù)字化、信息化、節(jié)目本地化”的需求，從而實施了“數(shù)字興農(nóng)”工程，為全州的新農(nóng)村建設(shè)形成強有力的支撐。

1 農(nóng)村數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換和信息化推進過程中存在的問題

農(nóng)村信息化建設(shè)工作雖然已經(jīng)開展多年，但由于我國地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展的不平衡性，部分農(nóng)村信息化建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施供給不足，如基于IP的“黨員遠程教育”工程就無法開展到戶，農(nóng)村區(qū)域廣的特點也引發(fā)了“戶戶響”工程的覆蓋盲點；其次，部分農(nóng)村信息化建設(shè)的成本過高，也在一定程度上抑制了農(nóng)村信息化的發(fā)展。為此，針對農(nóng)村數(shù)字化、信息化發(fā)展的新需求，結(jié)合農(nóng)村地區(qū)的實際情況，并依據(jù)農(nóng)網(wǎng)特點，業(yè)務(wù)內(nèi)容從簡易到豐富的定制方案，載入相關(guān)應(yīng)用，把鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村公所事務(wù)管理、視頻會議、廣播“村村通”、農(nóng)業(yè)科技宣傳普及、黨員教育等功能融入平臺，以便不同地區(qū)根據(jù)實際情況開展業(yè)務(wù)、推進工作。以上內(nèi)容，將作為進行項目規(guī)劃建設(shè)、組織實施和后續(xù)開發(fā)運營工作的出發(fā)點。

2 興農(nóng)網(wǎng)介紹

興農(nóng)網(wǎng)是通過廣播電視數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)傳輸，融合廣播電視和信息通信等技術(shù)，主要由前端系統(tǒng)和終端機頂盒兩部分組成。前端系統(tǒng)包含指令發(fā)布系統(tǒng)、會議系統(tǒng)、數(shù)字電視平臺系統(tǒng)三部分[1-3]，終端使用專用機頂盒，實現(xiàn)七大特色業(yè)務(wù)：數(shù)字電視、應(yīng)急廣播、視頻會議、電視短信、信息推送、視頻輪播、村村響。除數(shù)字電視外，其他六大業(yè)務(wù)可以依據(jù)客戶需要靈活組合。

2.1 前端平臺

1）指令發(fā)布系統(tǒng)

作為興農(nóng)網(wǎng)前端平臺的核心系統(tǒng)，指令發(fā)布系統(tǒng)（以下簡稱“AISP”）是一個以興農(nóng)網(wǎng)業(yè)務(wù)為需求定制開發(fā)的系統(tǒng)。主要目的是基于有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)終端用戶的可尋址、快速響應(yīng)和安全分發(fā)等特性，前端平臺的其他子系統(tǒng)與之對接后共同開展興農(nóng)網(wǎng)的業(yè)務(wù)功能。

2）用戶管理系統(tǒng)

對興農(nóng)網(wǎng)機頂盒進行區(qū)域、身份屬性的管理。

3）CMS系統(tǒng)

內(nèi)容管理系統(tǒng)也稱CMS。數(shù)據(jù)庫及server部署在州公司，縣公司負責(zé)本縣各村級信息的采集和錄入，州公司負責(zé)共性信息的采集和錄入和審核所有信息，數(shù)據(jù)廣播服務(wù)器和視頻轉(zhuǎn)碼服務(wù)器部署在縣級平臺，由州公司將各縣的信息發(fā)布下去，縣平臺打包進行播發(fā)。

4）分前端系統(tǒng)

分前端系統(tǒng)是興農(nóng)網(wǎng)前端平臺最為基礎(chǔ)的部分，它接收來自業(yè)務(wù)平臺、節(jié)目平臺以及本地自辦的節(jié)目源，轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式TS流，經(jīng)QAM調(diào)制與大網(wǎng)的數(shù)字電視信號混合，一起通過HFC網(wǎng)絡(luò)傳送給區(qū)域范圍內(nèi)的有線電視用戶。

5）電話會議系統(tǒng)

電話會議系統(tǒng)依托已建成的有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)及PSTN電話網(wǎng)，使所有數(shù)字電視用戶都能實時收看到會議內(nèi)容。

2.2 終端機頂盒

終端機頂盒通過移植興農(nóng)網(wǎng)軟件庫，結(jié)合前端平臺實現(xiàn)基本功能和興農(nóng)網(wǎng)特色業(yè)務(wù)功能。

數(shù)字多媒體終端的開發(fā)包括兩個方面的內(nèi)容，一是硬件平臺，二是終端軟件平臺。

2.2.1 硬件平臺

基于海思公司系列芯片作為農(nóng)網(wǎng)信息終端的解決方案，提供包括QAM信號接收、解調(diào)、音視頻處理、用戶界面等功能。系統(tǒng)采用高度開放的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，前端發(fā)來的模擬音、視頻信號經(jīng)解調(diào)、糾錯解擾、解碼等操作將數(shù)字信號恢復(fù)成AV信號輸出顯示，且能根據(jù)不同的需求，采用以太網(wǎng)作為上行通道，能把用戶選擇的信息傳送給系統(tǒng)前端。芯片接口如圖1所示。

圖1 芯片接口示意圖

2.2.2 終端軟件平臺

數(shù)字多媒體中間件作為多媒體終端軟件平臺，其軟件層次包括操作系統(tǒng)層、驅(qū)動層、中間件層以及應(yīng)用層。

1）操作系統(tǒng)移植

多媒體終端平臺操作系統(tǒng)以Linux2.6或Android為原型，進行相應(yīng)的裁剪、移植后生成。保留了主要部分的功能模塊。移植主要有以下幾個方面的工作：移植內(nèi)存驅(qū)動，移植Flash驅(qū)動，移植網(wǎng)口驅(qū)動，移植串口驅(qū)動，移植文件系統(tǒng)，移植外圍設(shè)備驅(qū)動（外圍設(shè)備主要包括WiFi、USB、攝像頭、鍵盤、鼠標等）。

2）驅(qū)動層

根據(jù)不同的硬件平臺，驅(qū)動層接口有所區(qū)別。實現(xiàn)包括解復(fù)用、E2P、GPIO、音視頻、解擾、Flash、智能卡、攝像頭、傳聲器、網(wǎng)口、屏幕顯示和調(diào)諧器等部分的驅(qū)動程序，以供數(shù)字多媒體中間件移植時調(diào)用。

3）數(shù)字多媒體中間件

數(shù)字多媒體中間件處于設(shè)備驅(qū)動層與應(yīng)用層之間，通過調(diào)用驅(qū)動層接口函數(shù)，實現(xiàn)應(yīng)用層所需的業(yè)務(wù)功能。主要包括解擾模塊、瀏覽器模塊、音視頻模塊、音視頻會議模塊、圖形界面模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、音視頻點播模塊、家電智能控制模塊、音視頻通信模塊。

4）應(yīng)用層開發(fā)

應(yīng)用層為最終的表現(xiàn)層，是最終呈現(xiàn)給用戶的功能模塊，通過調(diào)用UI庫函數(shù)和數(shù)字多媒體中間件層接口，實現(xiàn)數(shù)字電視、數(shù)字廣播、數(shù)據(jù)廣播、空中升級、音視頻會議、音視頻點播、家電智能控制、音視頻通信、互聯(lián)網(wǎng)、娛樂等功能。

3 興農(nóng)網(wǎng)前端平臺建設(shè)方案

3.1 系統(tǒng)規(guī)模

大理州區(qū)域所轄內(nèi)有1市11縣，分別是大理市、漾濞彝族自治縣、祥云縣、賓川縣、彌渡縣、南澗彝族自治縣、巍山彝族回族自治縣、永平縣、云龍縣、洱源縣、劍川縣、鶴慶縣，共計111個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，1 077個行政村。

數(shù)字電視總前端建設(shè)在大理州廣電機房，各縣市的本地節(jié)目全部回傳到大理總前端后，由大理數(shù)字電視總前端通過骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)一傳送到各縣。興農(nóng)網(wǎng)的AISP系統(tǒng)、電話會議系統(tǒng)、坐席和用戶管理系統(tǒng)擬建設(shè)在總前端機房。

在1市11縣各建設(shè)一套興農(nóng)網(wǎng)分前端系統(tǒng)，包括視頻會議系統(tǒng)、數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)、NVOD系統(tǒng)和分前端系統(tǒng)等幾部分，在每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)一個視頻會議分會場，以進行視頻會議廣播，電話會議廣播按行政村數(shù)量的20%并發(fā)率進行容量設(shè)計。

在本次農(nóng)村信息化平臺建設(shè)中，數(shù)據(jù)廣播和NVOD部分內(nèi)容擬在大理州總前端，建設(shè)一套CMS系統(tǒng)，OC打包機、信息采集工作站、視頻轉(zhuǎn)碼服務(wù)器規(guī)劃建設(shè)到各縣市。

3.2 部署方案

參考目前大理廣電現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，大理州和11縣之間需要部署IP網(wǎng)絡(luò)；數(shù)字電視信號統(tǒng)一由大理州廣電接入到下屬各縣。大理廣電機房網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 大理廣電機房網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1）總前端建設(shè)在大理州廣電，業(yè)務(wù)平臺以縣為單位建設(shè)。

2）視頻采集設(shè)備架在各業(yè)務(wù)需求點（以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位，具體數(shù)量以實際需求為準）。

3）用戶管理系統(tǒng)建設(shè)在大理州廣電，各縣建設(shè)營業(yè)廳系統(tǒng)，以B/S方式進行管理。

4）負責(zé)興農(nóng)網(wǎng)特色業(yè)務(wù)響應(yīng)的坐席客服中心在州級平臺。

3.2.1 大理前端建設(shè)

數(shù)字電視總前端建設(shè)在大理州廣電機房，各縣市的本地節(jié)目全部回傳到大理總前端后，由大理數(shù)字電視總前端通過骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一傳送到各縣。興農(nóng)網(wǎng)的AISP系統(tǒng)、電話會議系統(tǒng)、坐席和用戶管理系統(tǒng)擬建設(shè)在總前端機房。大理前端建設(shè)如圖3所示。

圖3 大理前端建設(shè)示意圖

3.2.2 各縣建設(shè)

在1市11縣各建設(shè)一套興農(nóng)網(wǎng)分前端系統(tǒng)，包括視頻會議系統(tǒng)、數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)、NVOD系統(tǒng)和分前端系統(tǒng)等幾部分，在每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)一個視頻會議分會場，以進行視頻會議廣播，電話會議廣播按行政村數(shù)量的20%并發(fā)率進行容量設(shè)計。

在本次農(nóng)村信息化平臺建設(shè)中，數(shù)據(jù)廣播CMS部分擬在大理州總前端，OC打包機、信息采集工作站、視頻轉(zhuǎn)碼服務(wù)器規(guī)劃建設(shè)到各縣市。

3.3 與省公司BOSS系統(tǒng)對

接方案

根據(jù)現(xiàn)有興農(nóng)網(wǎng)系統(tǒng)需求，省公司BOSS系統(tǒng)提供興農(nóng)網(wǎng)所需的區(qū)域信息（區(qū)域信息分為4級，即市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村）和用戶屬性信息（即村長、村委書記、黨員、村民等）。

接口內(nèi)容有：

1）注冊指令。將智能卡與用戶綁定，使之成為指令發(fā)布系統(tǒng)的合法用戶。當(dāng)新用戶開戶、換機、換卡時使用。

2）取消注冊指令。取消指令發(fā)布系統(tǒng)對指定智能卡的管理。已被取消注冊的用戶將不能再使用戶戶響業(yè)務(wù)。

3）用戶授權(quán)添加。指令發(fā)布系統(tǒng)給某個用戶發(fā)送授權(quán)。配合戶戶響業(yè)務(wù)的安全播出功能。

4）用戶解授權(quán)。指令發(fā)布系統(tǒng)刪除某個用戶的授權(quán)。配合戶戶響業(yè)務(wù)的安全播出功能。

5）區(qū)域管理模塊。實現(xiàn)BOSS系統(tǒng)和指令發(fā)布系統(tǒng)兩個區(qū)域信息的同步。

（1）區(qū)域增加：指令發(fā)布系統(tǒng)增加一個區(qū)域名稱，該區(qū)域名稱為電話會議系統(tǒng)需要選擇的區(qū)域操作對象。BOSS需要將區(qū)域信息同步給指令發(fā)布系統(tǒng)，通過該指令實現(xiàn)兩者的區(qū)域同步。

（2）區(qū)域修改：當(dāng)BOSS修改了系統(tǒng)中的某個區(qū)域后，需要同步更新指令發(fā)布系統(tǒng)中的對應(yīng)區(qū)域。

（3）區(qū)域刪除：當(dāng)BOSS刪除系統(tǒng)中的某個區(qū)域后，需要刪除指令發(fā)布系統(tǒng)中的對應(yīng)區(qū)域。

6）用戶管理模塊

（1）更新用戶區(qū)域信息：給指定的用戶更新用戶所在的區(qū)域信息。在用戶開戶、移機、換機、換卡時使用。

（2）更新用戶屬性身份：給指定的用戶更新用戶所擁有的屬性身份信息。

4 系統(tǒng)特色

4.1 興農(nóng)網(wǎng)帶寬資源使用分析

4.1.1 EMM指令插入到各頻點所需的資源

用戶向坐席客服中心發(fā)起興農(nóng)網(wǎng)業(yè)務(wù)的申請，經(jīng)由IP傳回AISP服務(wù)器，AISP系統(tǒng)制成EMM指令包，經(jīng)由HFC下發(fā)到各機頂盒。現(xiàn)在計算EMM指令包插入到各個頻點所需的帶寬資源。

每個頻道所需的帶寬資源可配可固化。例如，固化200 kbit/s的帶寬資源，即需25 kbyte/s。興農(nóng)網(wǎng)召開一次電話會議需200 byte/s，以10 s的速度間隔下發(fā)，如圖4所示。

圖4 帶寬資源可配可固化

在不考慮數(shù)據(jù)廣播和NVOD占用興農(nóng)網(wǎng)頻點資源的情況下，每個縣分配一個頻點基本滿足全縣開展興農(nóng)網(wǎng)特色業(yè)務(wù)。

4.2 前端平臺的特色

1）為了方便運營和管理，系統(tǒng)設(shè)計以STB指紋號作為用戶尋址ID。

2）為了解決傳統(tǒng)的尋址方案響應(yīng)速度慢、響應(yīng)時間長的不足，系統(tǒng)設(shè)計將用戶以群組的方式進行管理，實現(xiàn)快速尋址，終端業(yè)務(wù)快速響應(yīng)。例如，可使100萬級用戶的尋址時間從3 000 s縮短到1～10 s。

3）終端興農(nóng)網(wǎng)業(yè)務(wù)以模塊化嵌入，與現(xiàn)有終端的業(yè)務(wù)不沖突，且方便卸載。

4）系統(tǒng)平臺完全開放，大網(wǎng)現(xiàn)在使用的終端能夠以移植軟件庫的方式實現(xiàn)興農(nóng)網(wǎng)的業(yè)務(wù)功能的平滑升級。

5 總結(jié)

若一個縣按100個村計算，200 kbit/s的帶寬資源可滿足12個市縣的電話會議正常召開。

4.1.2 指定頻點開展視頻會議業(yè)務(wù)所需的資源

視頻會議廣播的視頻采用MPEG-2的編碼格式，每個視頻廣播所占用的頻點帶寬為4 Mbit/s；而每個電話廣播所占用的頻點帶寬資源為64 kbit/s。

以一個縣10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、100個村來計算，若每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)部署1個視頻會議，按照每個縣市5路并發(fā)來算，則所需的頻點帶寬資源為5×4.2 Mbit/s=21 Mbit/s。

每個村1個電話廣播，按照20%的并發(fā)率來算，則所需的頻點帶寬資源為100×0.2×0.064 Mbit/s=1.28 Mbit/s，共需（21+1.28）Mbit/s=22.28 Mbit/s。

廣電在城鎮(zhèn)進行停模轉(zhuǎn)數(shù)時所遇到困難，也將不可避免地在農(nóng)村遇到，云南農(nóng)村百姓收入很低，對傳統(tǒng)電視節(jié)目數(shù)量和質(zhì)量沒有要求，對單一的數(shù)字化改造需求不是很強烈。針對這些實際情況，云南廣電網(wǎng)絡(luò)利用興農(nóng)網(wǎng)既給農(nóng)村百姓提供和城市居民一樣的電視節(jié)目服務(wù)，又通過特有的信息發(fā)布和應(yīng)急廣播等業(yè)務(wù)功能，結(jié)合農(nóng)村留守老人和兒童較多的特點，配備學(xué)習(xí)型遙控器及方便的快捷鍵功能，讓用戶能夠方便找到自己關(guān)心和想要的信息。通過興農(nóng)網(wǎng)兩年多的運營，信息化新模式的探索卓有成效：一是用戶對新模式的認可，有線網(wǎng)區(qū)域內(nèi)農(nóng)村用戶數(shù)字化轉(zhuǎn)化基本完成，未出現(xiàn)反彈；二是政府對信息化新模式也比較認可，對系統(tǒng)建設(shè)投入部分補貼。

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[1]廖洪濤，徐征.數(shù)字電視業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[2]劉大會.數(shù)字電視實用技術(shù)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2006.

[3]劉達，龔建榮.數(shù)字電視技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.