标准型家庭网络和多业务平台总体概要设计

广州广联数字家庭产业技术研究院

（广州广联数字家庭产业技术研究院，广东 广州 541000）

1 多电视问题

标准型家庭网络和多业务平台与经济型家庭网络和多业务平台的差别仅仅在于构建多电视业务平台。在互动电视系统中，目前仅仅考虑“一个机顶盒对应一部电视机”。可以设想，一个家庭有两部电视机就要使用两个机顶盒。如此看来一个家庭“多电视”应该不会成为问题。但是，从用户角度来看，存在多个问题:第一，机顶盒已经成为不受欢迎的电子设备，用户不再欢迎第二个机顶盒；第二，运营商规定，第一个机顶盒免费配送，而第二个机顶盒需要用户购买，用户认为定价过高；第三，每一部电视机需要拉一条电视电缆，而且位置固定，用户认为麻烦且不方便。

这些问题归纳起来就是:第一，尽可能实现一体机；第二，实现可搬移配置多部电视机；第三，不要家庭施工。

2 传统构建多电视业务平台的思路

目前的方法是一个电视机配置一个机顶盒。如果一个家庭有两部电视机，只要配置两个机顶盒，就可以分别收看不同的电视。这是一个简单明了的思路。但是，接入电视电缆如何配置呢？如果分别使用两条接入电视电缆各传各的，如同两个家庭，各自都有一部电视机一样，自然可行。但是，实际上一条接入电视电缆已经把全部电视节目都送到了家中，因此有人提出了并联电视机的方法。此外，还有人提出了合并机顶盒的方案。但是，此方案存在两个电视机与一个组合机顶盒连接的问题。尤其值得一提的是高清电视与高清机顶盒之间的连接问题，其间传输速率可能会达到13 Gbit/s。于是又引出了超高速传输及其接口标准问题，更不要说13 Gbit/s传输的成本问题。

3 基于家庭网络的多电视机业务平台构建方案

参见图1，通过电视电缆或者无源光网络，电视中心或者电视前端系统，已经把所有广播电视节目送到了家庭网关。因此，多个电视机可以一起分享这些电视节目。

但是，在本方案中各个电视机都是连接在同一个家庭网络的总线上，而总线只能传递数字信号。一个直观的解决思路是，把所有广播电视节目都数字化，并且同时送至各个电视机。这时，要求总线的传输速率达到108×38 Mbit/s。可见，这种思路是行不通的。一种不难设想的解决方案是，各个电视机都采取类似“点播电视”的方式，分别从家庭网关中选择一个“广播电视”节目。这种操作与利用遥控器从机顶盒中选择节目是等效的，如图2所示。

为此，此处必须把传统的“机顶盒功能”拆开，如图2所示，把频道选择、解调、信道解码和节目选择功能留在家庭网关之内，把AC解扰、节目分解和信源解码功能配置在电视机中或者配置在类似机顶盒的电视机适配器中。如果能够实现CA机卡分离，就可以配置在电视机中。

4 实现“多电视”的基本构思

4.1 可搬移配置多部电视

把多部电视机分别连接在家庭局域网总线上，这样做可以实现“可搬移配置多部电视机”，而且“不需要家庭施工”。

4.2 并列配置多个频道选择和节目选择功能模块

电视电缆已经把全部广播电视节目送到家庭网关入口，在家庭网关中配置多个并列的“频道选择和节目选择功能模块”。这些模块分别接受某一部电视机的遥控，然后家庭网关将对应的电视节目传输至相应的电视机。

4.3 把传统的机顶盒功能分成两个部分

这时，必须把传统的机顶盒功能分成两个部分:频道选择和节目选择功能模块放在家庭网关中，条件接收和信源解码功能模块放在电视机中。在两个模块中间，就是“单一节目传递截面”，只传输一个8 Mbit/s（高清电视）或者4 Mbit/s（标清电视）数字信号。

4.4 在家庭网关与各个电视机之间相互通信

在家庭网关与各个电视机之间需要通过家庭局域网相互通信:电视机发节目选择控制信号给家庭网关；家庭网关发电视节目信号给电视机。这种通信关系可以根据局域网通信规约行事；其间通信复用可以采取统计复用（给各个模块和各个电视机配置特定的地址编码）或者时分复用（给各个模块和各个电视机配置特定的复用时隙）。

4.5 把信号分接与信源解码模块放在电视机中

如果实现“机卡分离”方案，就可以把信号分接与信源解码功能模块放在一体化电视机中，把条件接收卡插入电视机面板上。这样，便真正实现了一体电视机。

4.6 电视机与“前端”之间照常实现点播功能

上述功能都是在家庭网络内核实现的。关于点播电视功能，仍然可以在一个电视机（包括原来机顶盒的点播功能）与前端系统之间照常进行。

5 家庭网关的多通路调谐问题

在上述方案中，需要考虑如何在一个网关产品里支持多通道解调。数字高频头Tunner是解决数字电视问题的一个重要部件，它负责接收电视信号的调谐及实现高频信号放大。机顶盒通过锁定高频头内谐振频率改变来更换频道。目前市场上的机顶盒内都只配置了一个高频头。数字高频头Tunner通过相位锁定回路（PLL）处理选台的控制信号，从而影响射频信号的低通，UHF/VHF信号混合以及UHF/VHF信号放大模块，如图3所示。如果信号通过数字高频头后到达解调器，解调器使用取样技术，把模拟MPEG TS信号转换为数字MPEG TS流。现在此类商业产品都已十分成熟。

市场上已经开始出现多通道Tunner的商业化产品，这样在一个作为主服务器的网关里安装支持多通道的高频头，就可以比较容易地解决多通道解调问题。

6 “标准传递截面”选择

6.1 数字电视传输过程中的“标准传递截面”分类

众所周知，所谓数字电视，其实就是模拟电视信号通过数字通信网的数字传输。出自摄像机的信号是模拟信号，到达电视机的仍然是模拟信号。“标准传递截面”分类为:截面A为模拟电视信号，截面B为数字电视信号，截面C为数字压缩电视信号，截面D为数字压缩视频节目流，截面E为加扰数字压缩视频传输流，截面F为加扰数字压缩时分复用视频节目流，截面G为加扰数字压缩时分复用射频节目流，截面H为加扰数字压缩时分复用射频/频分复用节目流。模拟电视信号的数字传输过程归纳如图4所示。

6.2 家庭网关与数字电视机截面选择

在电视技术发展过程之中，出于种种考虑，可能选择不同的“标准传递截面”。从通信技术和成本考虑，这种截面应当符合:连接回路尽可能少，通过截面的传输速率尽可能低，截面成本尽可能便宜。根据这些考虑，家庭网关与数字电视机之间的截面应当是E截面。此处只有一个视频回路，标清电视传输速率在4 Mbit/s，高清电视传输速率在8 Mbit/s。

7 接收同一个电视节目的“多CATV电视机”方案

把机顶盒功能分解成两个部分:节目选择功能由家庭网关执行；解扰功能跟随各个电视机一起总执行。每个电视机都可以利用遥控器选择节目，各个电视机同时接收同一个电视节目。这种方案可以支持“可搬移CATV电视”，也可以支持接收同一节目的“多CATV电视”，例如在宾馆里的应用。方案如图5所示。

8 接收不同电视节目的“多CATV电视机”方案

在一个家庭里配置两部独立的电视机，同样把机顶盒功能分解成两个部分:节目选择功能由家庭网关执行；解扰功能跟随各个电视机一起总执行。各个电视机分别利用遥控器控制不同的节目选择单元，各个电视机同时接收不同的电视节目。这种方案可以支持两个独立的CATV电视机同时接收不同的电视节目。方案如图6所示。