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双向有线机顶盒的回传技术的对比及分析

1970-1-1 08:00| 发布者: | 查看: 1856| 评论: 0

伴随着电视广播的全面数字化,传统的电视媒体在技术、功能上逐步与信息、通信领域的其他手段相互融合。有线电视数字系统发展的一个明显特点就是由传统的单向广播式向双向交互式发展,开展多功能交互业务作为新的收入增长点,为电视观众提供了增强电视、电子节目指南、付费电视、直接的营销广告、个人电视记录和点播节目等互动业务。选择何种交互的方式将直接影响到有线电视系统投入的成本及收益情况,本文就目前双向有线机顶盒的几种回传技术做一个概述和对比。

一、 概述

数字电视交互电视根据不同的网络平台有不同的技术方式来实现,目前采用的主要回传技术主要有下面几种方式:通过PSTN网的电话回传方式、通过以太网回传的方式、通过Cablemodem的回传方式和通过DAVIC/DVB RC通道的回传方式。居于PSTN和以太网回传的方式主要是通过现有的PSTN和以太网回传,技术相对比较成熟和简单,主要是涉及到如何与电信网络进行互连和费用的分成,这里主要介绍的是通过有线电视网络的回传技术Cablemodem的DOCSIS/EruoDOCSIS技术和DAVIC/DVB RC技术。

1.1DOCSIS/EruoDOCSIS 标准

1995年11月,美国主要的有线电视经营商:Comcast、Cox、TCI、时代华纳、MediaOne、Rogers以及研究机构Cable Labs发起组织MCNS(Multimedia Cable Network System,多媒体电缆网络系统)合作组织,目的是建立一整套协议以在HFC网络上进行高速双向数据传输,为用户提供Internet等服务,同时使各个厂家的Cable Modem产品具有充分的互操作性。该组织于1997年3月颁布了HFC网多媒体电缆网络中电缆数据业务接口标准DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification)。MCNS DOCSIS于1998年3月初获得ITU通过,成为国际标准ITU-TJ.112B。

Cable Modem的技术实现一般是从87 MHZ—860MHZ电视频道中分离出一条6MHZ(EruoDOCSIS为8MHz)的信道用于下行传送数据。通常下行数据采用64QAM(正交调幅)调制方式或256QAM调制方式。上行数据一般通过5 MHZ—65 MHZ之间的一段频谱进行传送,为了有效抑制上行噪音积累,一般选用QPSK调制(QPSK比64QAM更适合噪音环境,但速率较低)。CMTS(Cable Modem的前端设备)与 CM(Cable Modem)的通信过程为:CMTS从外界网络接收的数据帧封装在MPEG—TS帧中,通过下行数据调制(频带调制)后与有线电视模拟信号混合输出RF信号到HFC网络,CMTS同时接收上行接收机输出的信号,并将数据信号转换成以太网帧给数据转换模块。用户端的Cable Modem的基本功能就是将用户计算机输出的上行数字信号调制成5 —65 MHZ射频信号进入HFC网的上行通道,同时,CM还将下行的RF信号解调为数字信号送给用户计算机。

● 协议结构
标准 DOCSIS/EuroDOCSIS
网络层 IP
数据链路层 IEEE802.2
DOCSIS媒介控制子层
物理层 上行TDMA 下行MPEG-2
5~42MHz 6MHz / 8MHz
HFC

● 帧格式
DOCSIS的上行则直接将以太帧封装成MCNS帧。DOCSIS上行数据的格式如图

● 下行调制
DOCSIS使用64和 256QAM调制,MPEG-2传送下行数据。

● 上行调制
DOCSIS使用 QPSK和16QAM传送上行数据

1.2 DAVIC/DVB RC标准

DVB是欧洲致力于数字电视标准的组织,该组织一贯积极进行语音、图像和数据在有线系统传输方面的标准制定。DAVIC是个非赢利组织,主要制定Cable Modem和机顶盒的交互式数据业务的标准,它和DVB在这些方面取得了一致。DVB-RC就是它们共同制定的数字有线电视系统的交互信道标准,而且成为欧洲电信联盟的标准协议(ETSI),并获得了国际电信联盟(ITU)批准。

DAVIC/DVB RC的特点就是着重规定各种数字多媒体系统和子系统的外部接口和信息交流的方式,而对其内部和具体实现方式不作规定,这样就使得不同的厂商可以按各自的技术生产产品。可以说DAVIC/DVB RC是一个系统集成的协议,,它将不同的通信系统和通信协议,如Q.2931、DSM-CC、TCP/IP等集成在一个统一的系统框架中。

一个完整的DAVIC系统由5部分组成:节目提供者、服务提供者(服务器)、服务消费者(用户终端)、节目提供者与服务器之间的传送网络、服务器到用户终端的传送网络。

● 协议结构
标准 DAVIC/DVB RC
网络层 多协议
数据链路层 IEEE802.2
DOCSIS媒介控制子层
物理层 上行TDMA 下行MPEG-2
5~42MHz 6MHz / 8MHz
HFC

● 帧格式

● 下行调制
DVB-RC的带外调制使用DPSK;带内则使用16、64和 256QAM调制,MPEG-2传送。
● 上行调制
DVB-RC使用 DPSK

二、回传技术的对比

几种回传技术的基本特性比较
特性 Euro DOCSIS DAVIC/DVB RC PSTN 无类线
下行传输流速率 64QAM:27Mbps256QAM:52MbpsITU J83 Annex A FEC 8MHz 64QAM:27Mbps256QAM:52MbpsITU J83 Annex A FEC 8MHz 有线网络 有线网络
上行传输流速率 QPSK,16QAM,5~65 MHz 差分QPSK调制,5~65 MHz 56Kbps 10Mbps
业务 Internet接入,双向机顶盒,VOIP Internet接入,双向机顶盒,VOIP Internet接入,双向机顶盒,语音、VOIP Internet接入,双向机顶盒,VOIP
基本协议 带QoS功能的可变长度、本地IP IP适配层传输ATM信元交换 IP IP
商业可行性 可行 可行 可行 可行

三、 结束语

利用双向有线机顶盒开展各项增殖业务成为数字电视发展的趋势。根据目前国内开展的数字电视改造的实际情况,采用DOCSIS/EuroDOCSIS方式是最适合目前国内的有线电视网网络现状。

目前国内已经采用了DOCSIS/EuroDOCSIS作为Cablemodem的接入标准。因此其作为双向有线机顶盒的回传方式有以下优势。

● DOCSIS/EuroDOCSIS比较成熟,有成熟的前端系统、计费系统、管理系统,有成熟的芯片、解决方案,实现回传功能的时间快。
● 目前如果采用DOCSIS/EuroDOCSIS方式,需要交纳8万美圆的认证费给美国的Cablelabs。国内CableModem的标准正在制定之中,相当部分参照了DOCSIS/EuroDOCSIS,如果指定相应的检测标准则不需要交纳昂贵的认证费用。
● 采用了DOCSIS/EuroDOCSIS的机顶盒成本增加在25美圆(包括主芯片、Tuner、FLASH等)左右可以接受的程度,而且正呈现下降的趋势。
● DOCSIS/EuroDOCSIS方式协议成熟、速度快、在安全性和双向认证等方面已经比较成熟,许多有线网络的前端已经有CMTS,因此容易推广。
而双向有线机顶盒采用DAVIC/DVB RC 回传方式存在下面的问题:
● DAVIC/DVB RC只规定了物理层,而链路层(MAC)、数据结构如何实现则未作出定义,因此对实际的机顶盒研发、测试缺乏知道意义。各厂家的实现必然存在很多不同,无法形成统一的标准。
● 采用DAVIC/DVB RC,没有哪个厂家提供对应的前端接收设备,目前也没有成熟的标准,因此机顶盒的应用、推广都存在一定的问题。
● 现在的国内厂家尚没有成熟的QPSK调制,解调芯片的研制,因此会延迟机顶盒产业的发展。

其他的方式如PSTN和以太网方式虽然技术上相对简单和成熟,但由于涉及到不同营运商开户、收费等问题,实际推广比较复杂。 (来源:你的博客网)


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