王 瑋
隨著人們生活水平的提高，人們對數(shù)據(jù)、聲音、圖象、視頻等多媒體信息的需求越來越迫切。然而，隨著寬帶技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息流量的不對稱特點越來越顯著。從統(tǒng)計分析來看，用戶需要的是能提供高速大量下行和少量上行的不對稱網(wǎng)絡(luò)通道，特別是多媒體業(yè)務(wù)需求高速寬帶的下行通道。下行流量往往超出上行流量的2～3個數(shù)量級。此外，用戶的信息需求既有個性又有共性。在龐大的因特網(wǎng)信息空間中，每個用戶所需的只是“滄海一粟”，共性信息的需求才是大量的�；贑ATV網(wǎng)的寬帶多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，以有線電視網(wǎng)作為下行骨干通道，以衛(wèi)星為輔助通道，以普通電話線撥號連接有線電視臺局域網(wǎng)和Internet網(wǎng)實現(xiàn)用戶端請求，既解決了海量信息的傳送，又滿足了廣大用戶的個性化需求。
寬帶多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)特點在于：投資少，對有線網(wǎng)的質(zhì)量要求較低，無需對現(xiàn)有有線電視網(wǎng)進(jìn)行任何改造和投資，只要在有線電視臺安裝播放裝置，用戶在計算機(jī)上安裝接收卡即可；下行數(shù)據(jù)量大，每個電視頻道可以支持的下行數(shù)據(jù)傳輸率為8Mbit/s，數(shù)據(jù)可海量地傳輸，用戶可方便地搜集、查詢大量的多媒體信息；傳輸誤碼率低，當(dāng)信噪比大于20dB時，傳輸誤碼率低于10-8；費用低廉，能為普通用戶所接受；便于向用戶提供含金量高的信息，由于資源都是經(jīng)過數(shù)據(jù)廣播中心工作人員進(jìn)行精心組織、編輯，因而節(jié)省了用戶的精力和時間；高速傳輸，各種信息的傳輸速度大大地提高，至少是電話線接收速度的數(shù)十倍以上；可擴(kuò)展性強(qiáng)，系統(tǒng)采用樹型開放結(jié)構(gòu)，可以方便地增加新用戶。此外，當(dāng)需要增加播出欄目時，也可以簡單地通過增減頻道的方式來調(diào)整下行信道的總帶寬。
一、系統(tǒng)的調(diào)制方式及信號傳輸方式
多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)的下行傳輸采用了衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)的QPSK調(diào)制技術(shù)（即四相相移鍵控），這是目前已經(jīng)較為普遍的數(shù)據(jù)廣播方式，它可將一個8MHz的PAL制式頻道分成四個子信道，QPSK調(diào)制具有較高的頻譜利用率，理想條件下每個子信道可以達(dá)到2bit/sHz；另外，QPSK調(diào)制的抗干擾性強(qiáng)，即對于相同的傳輸誤碼率要求，它對信道信噪比環(huán)境的要求相對較低；在硬件實現(xiàn)上也相對比較簡單，這對于降低成本、促進(jìn)系統(tǒng)的實用化十分有利。
此系統(tǒng)的下行通道是基于CATV網(wǎng)的，其信道工作方式采用FDMA/TDMA方式，即頻分復(fù)用結(jié)合時分復(fù)用方式。FDMA方式，即系統(tǒng)在8MHz帶寬的PAL制式電視頻道劃分出4個子信道，每個子信道的帶寬為1.4MHz，相鄰子信道間的隔離帶以及整個信道左右邊緣的隔離帶寬度為480kHz，頻率分配示意如圖1所示。但是采用QPSK調(diào)制后，用戶端仍可保證2Mbit/s的數(shù)據(jù)率，各子信道分別傳輸不同的數(shù)據(jù)。TDMA方式，即在每個2Mbit/s的子系統(tǒng)中，還可通過分時段播出不同欄目的方法支持多項業(yè)務(wù)。這樣有利于靈活地編排節(jié)目、調(diào)整業(yè)務(wù)，也有利于用戶對數(shù)據(jù)廣播的選擇性接收。
二、系統(tǒng)的配置及功能
多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)主要由：衛(wèi)星接收子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)播出子系統(tǒng)、有線電視播出設(shè)備、有線電視網(wǎng)、用戶接收子系統(tǒng)、視頻直播子系統(tǒng)、外交互子系統(tǒng)等主要部分組成。系統(tǒng)框圖如圖2所示。
（1）衛(wèi)星接收子系統(tǒng)
衛(wèi)星接收子系統(tǒng)的配置有：衛(wèi)星接收天線、衛(wèi)星高頻頭、衛(wèi)星接收卡及接收機(jī)等設(shè)備。其功能為：接收來自衛(wèi)星通道的各種信息資源，并將接收到的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)播出管理網(wǎng)絡(luò)存儲或直接通過播放服務(wù)器轉(zhuǎn)播到CATV網(wǎng)上。
（2）數(shù)據(jù)播出子系統(tǒng)
數(shù)據(jù)播出子系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)播出管理網(wǎng)絡(luò)、播放服務(wù)器和數(shù)據(jù)廣播前端調(diào)制器組成，它是數(shù)據(jù)廣播的核心部分。其功能主要是有效地組織各種信息資源，通過特定的播出設(shè)備和軟件將資源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可以在CATV網(wǎng)上廣播的信息送往有線電視播出設(shè)備，并對數(shù)據(jù)播出實行監(jiān)控，對系統(tǒng)用戶和系統(tǒng)日志進(jìn)行管理。
數(shù)據(jù)播出管理網(wǎng)絡(luò)實際上是一個由若干服務(wù)器組成的局域網(wǎng)，它們將用于實現(xiàn)儲存數(shù)字信息資源、數(shù)字資源管理、資源注冊、節(jié)目編排、系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)日志管理及用戶管理等。同時，管理網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星接收系統(tǒng)及Internet聯(lián)接，從那里獲得所需信息資源。播放服務(wù)器的主要功能就是播放數(shù)據(jù)，它配有兩個網(wǎng)卡：一個接在數(shù)據(jù)播出管理網(wǎng)絡(luò)上，用于接收播出節(jié)目單以及將播出的資源復(fù)制到服務(wù)器的本地硬盤；另一個網(wǎng)卡則連接到數(shù)據(jù)廣播前端調(diào)制器上，根據(jù)播出指令播出數(shù)據(jù)，同時進(jìn)行必要的流量控制，播放服務(wù)器對播出數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，只有合法用戶才能接收數(shù)據(jù)。
調(diào)制器完成的是信號轉(zhuǎn)換工作，它包括四個子信道處理模塊和一個信號合成模塊。每個子信道處理模塊可以提供2Mbit/s的數(shù)據(jù)帶寬，它們分別從相應(yīng)的播放服務(wù)器輸入數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，信號合成模塊將各個信道調(diào)制信號合成為一個38MHz的中頻信號，帶寬為一個電視頻道。
（3）電視播出設(shè)備和有線電視網(wǎng)
有線電視播出設(shè)備由上變頻器和混和器組成。它的功能是：上變頻器負(fù)責(zé)將38MHz中頻信號調(diào)制到預(yù)定電視頻道，再由混和器進(jìn)行多路信號混合。而有線電視網(wǎng)是有線電視信號傳輸?shù)耐�，完成�?shù)字信息傳輸，其電話回傳信號下行。
（4）用戶子系統(tǒng)
用戶子系統(tǒng)硬件配置包括一臺個人電腦、接收卡（含驅(qū)動程序）及一個普通電話Modem（需要回傳的用戶）。用戶接收子系統(tǒng)應(yīng)用軟件主要包括接收主界面、視頻接收軟件、資源接收軟件、各種股票分析軟件等。其功能是：接收服務(wù)器端廣播的資源和節(jié)目單，定制想要接收的資源，或啟動視頻、股票分析程序進(jìn)行瀏覽、分析。
（5）視頻直播子系統(tǒng)和外交互子系統(tǒng)
視頻直播子系統(tǒng)的配置是：信號源、視頻服務(wù)器、視頻采集卡和時鐘卡等。其系統(tǒng)內(nèi)的信號源由錄象機(jī)及衛(wèi)星接收機(jī)等提供實時視頻信號。視頻服務(wù)器內(nèi)安裝了視頻采集卡、視頻直播程序、時鐘卡等，用于根據(jù)用戶的時間設(shè)置對視頻信號進(jìn)行MPEG編碼，并將MPEG碼流送往數(shù)據(jù)播出系統(tǒng)。視頻直播子系統(tǒng)的功能是通過視頻采集模塊將實時視頻采集后輸入到播出系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場直播或轉(zhuǎn)播。而外交互子系統(tǒng)的配置為：Modem池、訪問路由器、分流網(wǎng)關(guān)和監(jiān)控服務(wù)器等，它的主要功能是為系統(tǒng)實現(xiàn)雙向接入業(yè)務(wù)。它是單向數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上的一個重要擴(kuò)展。
三、頻道設(shè)置
由于數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)傳輸速度相當(dāng)高，對資源的質(zhì)量和數(shù)量提出了很高的要求。而資源組織的水平也是多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)長期穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵所在。我們根據(jù)本地區(qū)實際情況目前設(shè)置了股票信息、遠(yuǎn)程教育、經(jīng)濟(jì)信息（視頻）、網(wǎng)絡(luò)信息四個頻道，日播出量為800M~900Mbit/s。
股票信息頻道播出股市實時行情、上市公司資料及券商信息等，還能快速播出日線歷史資料和當(dāng)天時線數(shù)據(jù)。在補(bǔ)充數(shù)據(jù)速度方面顯示了明顯的優(yōu)勢。遠(yuǎn)程教育頻道目前有在線網(wǎng)校和教育網(wǎng)兩個欄目，在線網(wǎng)校有小學(xué)1到5年級語文、數(shù)學(xué)同步輔導(dǎo)；中學(xué)初一到高三數(shù)、理、化、語文、英語同步輔導(dǎo)，中、高考輔導(dǎo)等，多媒體教學(xué)，聲畫并茂。教育網(wǎng)則是教育資訊方面的內(nèi)容。經(jīng)濟(jì)信息頻道設(shè)置了午間財經(jīng)、股市經(jīng)緯、財經(jīng)綜合資訊以及經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)等欄目，包含了各大金融網(wǎng)站、各大證券報刊的內(nèi)容，為用戶提供股市行情分析、預(yù)測大盤未來走勢、分析交易熱點、指導(dǎo)用戶投資。每晚黃金時段播放視頻節(jié)目，使用戶充分享受到多媒體數(shù)據(jù)廣播帶來的快樂。
網(wǎng)絡(luò)信息頻道則設(shè)置了熱點快遞、電腦網(wǎng)絡(luò)、午間新聞、信息空間等欄目，內(nèi)容包含30多份報刊、10多個知名網(wǎng)站，涉及國內(nèi)外新聞、體育、娛樂、健康、科技、生活、軍事、電腦、圖書等方面的內(nèi)容。多媒體數(shù)據(jù)廣播在CATV網(wǎng)內(nèi)的應(yīng)用是數(shù)字化服務(wù)業(yè)務(wù)的一個嘗試，它也將會成為CATV網(wǎng)寬帶多媒體增值業(yè)務(wù)綜合平臺的雛形和基礎(chǔ)，我們相信，在廣播數(shù)字化改造浪潮中，數(shù)據(jù)廣播技術(shù)將扮演越來越重要的角色。
