广播网络与通信网络融合技术研究方案

    1 引言

    近几年来随着数字技术和网络通信技术的飞速发展，广播电视也正经历由模拟信号转向数字信号的巨大变革。清晰度大幅提升、交互性、多媒体信息丰富等是数字信号电视带给人们的直观感受。数字高清晰度电视(HDTV)、数字视频广播(DVB)、数字音频广播(DAB)已经慢慢走近我们的生活。

    在这场变革中，由数字电视衍生出来的一些增值技术也越来越受到人们的关注，高速多媒体数据广播是其中非常重要的一种。它利用现有的有线电视网络资源，可提供文件、数据、音频、视频和综合业务的广播服务；接收终端为PC卡，系统兼容DVB系列标准；通过IP包可传输基于MPEG-l、MPEG-2或MPEG-4格式的视频数据流，使用户能享受到高质量的视频实况图像，充分体现宽带的技术优势。

    同时，互联网的普及和当今宽带通信网络(以下简称宽带网)技术的突飞猛进，也使我们更加倾向于选择有交互性特点的信息。宽带网络技术是多种多样的，有基于PSTN网络的xDSL技术、基于有线电视网络的Cable Modem技术、基于LAN的社区宽带综合布线技术，以及将成为未来主流的FTTH技术，这些都为我们的交互式应用打下了坚实的网络基础。

    当今，语音通信网络、数据通信网络和电视网络之间的界限越来越模糊，三网融合的趋势越来越明显。

    2 有线电视网络多媒体数据广播的概念

    高速多媒体数据广播是继音频和视频广播之后融合音频、视频以及文字为一体的第四代广播方式。数据广播分为逆程数据广播（又可称之为图文电视）和正程数据广播（又被称为高速多媒体数据广播）两种。

    有线电视网络多媒体数据广播利用电视信号加载的数字信号，可由一点向多点高速传送数字化信息。它使用有线电视网络作为传输媒体，充分发挥有线电视网络覆盖面广、价格低廉、宽带高速、稳定可靠的入户优势，为广大有线电视用户提供影视节目、数字音频、远程教育、因特网网站广播、金融和证券信息、电子报刊订阅、高速点播下载及因特网游览等服务。

    与有线电视网一样，高速数据广播也是一种从上到下的单向传输机制。由于采用的是数字信号，用户端可通过使用一些功能强大的软件，有选择地接收广播数据，并根据自己的需要对这些信息进行存储、浏览、分析；它的交互方式是一种虚拟的交互，实际上是由PC首先将数据存储到本地硬盘中，用户再从本地选择所需的内容，如果用户提交的需求信息不在广播内容之中，那么信息将无法取得。

    3 宽带通信网络的概念

    宽带通信网络指的是速率在1.544Mbps以上，等待时间在几十毫秒以内的高速数字通信网络，是建立在IP协议基础上的计算机通信网络。在短短的10年内，用户接入速率便从早期的9.6kbps发展到现在的1Mbps、10/100Mbps，增长了成千上万倍，而且接入方式也多种多样，比如xDSL、WLAN、Cable Mode、WLAN、FTTH等。

    电力线上网(PLC)是目前的主要接入技术。用户端以PC为主，操作系统大多数采用微软的Windows平台，可在其上开展视频音频点播及下载，远程教育网络游戏、即时通信、网页浏览等交互性强的业务，同时各种网站数量更是以亿计，几乎没有找不到的信息。如此丰富的内容，网络已成为人们生活、工作、学习必不可少的工具，它的突出特点是双向性，实时性、交互性，这也是高速多媒体数据广播所欠缺的，且目前多媒体内容在宽带网上的传输还不够完善，比如，IPTV用户接入带宽的要求达到3Mbps-4Mbps(使用MPEG-2编码)或2Mbps(使用MPEG-4或更高压缩率的编码)，一些清晰度较高的视频节目带宽需求更大，宽带网难以满足，这点正是高速多媒体数据广播的特点，所以，融合多媒体数据广播和宽带网的应用有一定的互补性和必然性。

    4 有线电视网络多媒体数据广播系统的组成及功能

    有线电视网络多媒体数据广播系统主要由数据播出子系统、用户子系统、外交互子系统、视频直播子系统和卫星接收子系统等部分组成，各部分的功能分述如下。

    4.1 数据播出子系统

    数据播出子系统是宽带多媒体数据广播系统的一个核心部分，它的主要功能是有效地组织各种信息资源，通过特定的播出设备和软件将资源数据转化为可以在有线电视网上广播的信息，并且把信息送到有线电视播出设备上，同时，对数据播出实行监控、对系统用户进行管理。数据播出子系统的主要设备包括：数据播出管理网络、播放服务器和多媒体数据广播系统前端调制器等。

    4.2 用户子系统

    用户为了接收多媒体数据广播的数据或者利用宽带网进行Internet接入，需要配备相应的硬件设备和应用软件，这些硬件、软件就构成了用户子系统。

    4.3 外交互子系统

    外交互子系统的主要功能是为系统实现双向接入业务，它是在单向数据广播业务基础上的一个重要扩展。外交互子系统主要部件包括：城域网的汇聚层交换机、骨干路由器和网管服务器等。

    4.4 视频直播子系统

    视频直播子系统的主要功能是通过视频采集模块实时采集视频信号，并将其送入播出系统，从而在数据广播系统中实现视频信号的实时转播或直播。

    4.5 卫星接收子系统

    卫星接收子系统主要用于接收来自卫星信道的各种信息资源，并将接收到的数据送到数据播出管理网络存储或直接通过播放服务器转播到有线电视网上。

    5 多媒体数据广播和宽带网传输技术分析

    根据对网络流量的统计分析表明：

    用户在接入网络后，更多的时候是从网上下载各种信息，而向外传输的信息量却很小， 这就使得下行数据流量大大超过上行数据流量。对一定区域的用户，其信息需求既有个性又有共性，在许多情况中，用户对信息需求表现出强烈的共性，用户所需要的个性化的信息相对较少。多媒体数据广播采用DVB/QAM调制技术可在每个8MHz的电视频道上达到40Mbps的单向下行传输速度，可向用户传输大量的音频、视频、文字、图片等多媒体内容。

    目前，宽带网的接入主要采用ADSL (非对称用户数字环路)、Cable Modem (电缆调制解调器)、以太网接入这三种接入方式，而FTTH(光纤到户)具有其他接入方式无法达到的传输速率，且具有安全性高、抗干扰性强、传输距离远等优势，无疑将是未来接入的最佳选择，但因其造价高、布线复杂，还不是当前的主流接入技术。下面我们对这三种接入方式进行了简单比较，如表1所示。

    表1

　　由表1可以看出，ADSL传输速率最低，无法满足一些高质量的视频服务，且ADSL和Cable Modem都是非对称传输，上行速率有一定的限制；而以太网是双向对称传输，可满足双向视频通信要求，具有较高的速率，且升级方便，但需要重新布线，施工有一定的困难，对于可能产生的交互性强的应用，如多媒体教育、视频交流等，以太网的传输效果会更好一点。

    6 对多媒体数据广播和宽带网融合的一点思考

    目前，网络正朝着相互融合、渗透的方向发展。有效利用多媒体数据广播的优势，结合宽带网的多业务特点，可提高有线电视网和宽带网的价值，带来更多的利润增长点。同时，两项业务相辅相成，可使用户享受信息科技带来的更大、更多的惊喜。

    在多媒体数据广播的内容方面，要有其突出的特点，同时要结合宽带网互动的优点。要按受众的不同，分类制作节目内容，比如按年龄分层次的多媒体教育节目，不仅由多媒体数据广播向用户传送固定的内容和丰富多彩的信息，使用户“被动地”

    接收教育，当然，教育内容的新颖和生动是非常重要的，要充分利用多媒体的视听结合、动静结合、寓教于乐，使用户愿意接受灌输；还要使用户能主动的“寻找信息，查缺补漏”，形成“老师”与“学生”之间的互动。再比如，新闻频道每天将国内、国际发生的大事、要事、有趣事收集在一起，经过精心组织和深度加工，以最快的速度传递给用户，该频道每天更新的新闻条目上百条，包括国内国际要闻以及社会文体和图片分类新闻等；同时，要有一个新闻的门户网站，可以方便用户对自己感兴趣的新闻或相关内容进行详细查看，还可以增设电子报刊频道，为用户组织数十份电子报刊，包括全国性和地方性的综合和专业报刊，用户可以根据自己的爱好有选择地阅读。这样，在进行内容组织的同时，又在不知不觉中建设着自己的门户网站，为Internet用户提供更为丰富的内容，同时，也可减轻CableModem用户访问互联网的出口压力。

    7 总结

    高清晰电视、数字电视、数字音频的时代正在走近，宽带网逐渐成熟，宽带网的作用日益突出，在不久的将来，融合多媒体数据广播和宽带网的PC机将成为家庭的娱乐、学习、生活的中心，充分发挥高速、多媒体、交互的优势，带给用户前所未有的享受，会领先一步享受数字时代带来的快乐。<