王 瑋
隨著人們生活水平的提高，人們對數據、聲音、圖象、視頻等多媒體信息的需求越來越迫切。然而，隨著寬帶技術的迅猛發展，網絡信息流量的不對稱特點越來越顯著。從統計分析來看，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絡通道，特別是多媒體業務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。基于CATV網的寬帶多媒體數據廣播系統，以有線電視網作為下行骨干通道，以衛星為輔助通道，以普通電話線撥號連接有線電視臺局域網和Internet網實現用戶端請求，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。
寬帶多媒體數據廣播系統特點在于：投資少，對有線網的質量要求較低，無需對現有有線電視網進行任何改造和投資，只要在有線電視臺安裝播放裝置，用戶在計算機上安裝接收卡即可；下行數據量大，每個電視頻道可以支持的下行數據傳輸率為8Mbit/s，數據可海量地傳輸，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，由于資源都是經過數據廣播中心工作人員進行精心組織、編輯，因而節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十倍以上；可擴展性強，系統采用樹型開放結構，可以方便地增加新用戶。此外，當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整下行信道的總帶寬。
一、系統的調制方式及信號傳輸方式
多媒體數據廣播系統的下行傳輸采用了衛星標準的QPSK調制技術（即四相相移鍵控），這是目前已經較為普遍的數據廣播方式，它可將一個8MHz的PAL制式頻道分成四個子信道，QPSK調制具有較高的頻譜利用率，理想條件下每個子信道可以達到2bit/sHz；另外，QPSK調制的抗干擾性強，即對于相同的傳輸誤碼率要求，它對信道信噪比環境的要求相對較低；在硬件實現上也相對比較簡單，這對于降低成本、促進系統的實用化十分有利。
此系統的下行通道是基于CATV網的，其信道工作方式采用FDMA/TDMA方式，即頻分復用結合時分復用方式。FDMA方式，即系統在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調制后，用戶端仍可保證2Mbit/s的數據率，各子信道分別傳輸不同的數據。TDMA方式，即在每個2Mbit/s的子系統中，還可通過分時段播出不同欄目的方法支持多項業務。這樣有利于靈活地編排節目、調整業務，也有利于用戶對數據廣播的選擇性接收。
二、系統的配置及功能
多媒體數據廣播系統主要由：衛星接收子系統、數據播出子系統、有線電視播出設備、有線電視網、用戶接收子系統、視頻直播子系統、外交互子系統等主要部分組成。系統框圖如圖2所示。
（1）衛星接收子系統
衛星接收子系統的配置有：衛星接收天線、衛星高頻頭、衛星接收卡及接收機等設備。其功能為：接收來自衛星通道的各種信息資源，并將接收到的數據送到數據播出管理網絡存儲或直接通過播放服務器轉播到CATV網上。
（2）數據播出子系統
數據播出子系統主要由數據播出管理網絡、播放服務器和數據廣播前端調制器組成，它是數據廣播的核心部分。其功能主要是有效地組織各種信息資源，通過特定的播出設備和軟件將資源數據轉化為可以在CATV網上廣播的信息送往有線電視播出設備，并對數據播出實行監控，對系統用戶和系統日志進行管理。
數據播出管理網絡實際上是一個由若干服務器組成的局域網，它們將用于實現儲存數字信息資源、數字資源管理、資源注冊、節目編排、系統監控、系統日志管理及用戶管理等。同時，管理網絡與衛星接收系統及Internet聯接，從那里獲得所需信息資源。播放服務器的主要功能就是播放數據，它配有兩個網卡：一個接在數據播出管理網絡上，用于接收播出節目單以及將播出的資源復制到服務器的本地硬盤；另一個網卡則連接到數據廣播前端調制器上，根據播出指令播出數據，同時進行必要的流量控制，播放服務器對播出數據進行加密，只有合法用戶才能接收數據。
調制器完成的是信號轉換工作，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的數據帶寬，它們分別從相應的播放服務器輸入數據并對數據進行調制，信號合成模塊將各個信道調制信號合成為一個38MHz的中頻信號，帶寬為一個電視頻道。
（3）電視播出設備和有線電視網
有線電視播出設備由上變頻器和混和器組成。它的功能是：上變頻器負責將38MHz中頻信號調制到預定電視頻道，再由混和器進行多路信號混合。而有線電視網是有線電視信號傳輸的通路，完成數字信息傳輸，其電話回傳信號下行。
（4）用戶子系統
用戶子系統硬件配置包括一臺個人電腦、接收卡（含驅動程序）及一個普通電話Modem（需要回傳的用戶）。用戶接收子系統應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：接收服務器端廣播的資源和節目單，定制想要接收的資源，或啟動視頻、股票分析程序進行瀏覽、分析。
（5）視頻直播子系統和外交互子系統
視頻直播子系統的配置是：信號源、視頻服務器、視頻采集卡和時鐘卡等。其系統內的信號源由錄象機及衛星接收機等提供實時視頻信號。視頻服務器內安裝了視頻采集卡、視頻直播程序、時鐘卡等，用于根據用戶的時間設置對視頻信號進行MPEG編碼，并將MPEG碼流送往數據播出系統。視頻直播子系統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，實現現場直播或轉播。而外交互子系統的配置為：Modem池、訪問路由器、分流網關和監控服務器等，它的主要功能是為系統實現雙向接入業務。它是單向數據廣播業務基礎上的一個重要擴展。
三、頻道設置
由于數據廣播系統傳輸速度相當高，對資源的質量和數量提出了很高的要求。而資源組織的水平也是多媒體數據廣播系統長期穩定發展的關鍵所在。我們根據本地區實際情況目前設置了股票信息、遠程教育、經濟信息（視頻）、網絡信息四個頻道，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天時線數據。在補充數據速度方面顯示了明顯的優勢。遠程教育頻道目前有在線網校和教育網兩個欄目，在線網校有小學1到5年級語文、數學同步輔導；中學初一到高三數、理、化、語文、英語同步輔導，中、高考輔導等，多媒體教學，聲畫并茂。教育網則是教育資訊方面的內容。經濟信息頻道設置了午間財經、股市經緯、財經綜合資訊以及經濟信息網等欄目，包含了各大金融網站、各大證券報刊的內容，為用戶提供股市行情分析、預測大盤未來走勢、分析交易熱點、指導用戶投資。每晚黃金時段播放視頻節目，使用戶充分享受到多媒體數據廣播帶來的快樂。
網絡信息頻道則設置了熱點快遞、電腦網絡、午間新聞、信息空間等欄目，內容包含30多份報刊、10多個知名網站，涉及國內外新聞、體育、娛樂、健康、科技、生活、軍事、電腦、圖書等方面的內容。多媒體數據廣播在CATV網內的應用是數字化服務業務的一個嘗試，它也將會成為CATV網寬帶多媒體增值業務綜合平臺的雛形和基礎，我們相信，在廣播數字化改造浪潮中，數據廣播技術將扮演越來越重要的角色。
