基于有线电视网的高速数据传输设备<2>
2基于有线电视网高速数据传输设备原理
在发端由64QAM数字调制器、MPEG－2多路复用器、数据格式转换器（PBI－GTW）、服务器
组成。反向信道为Internet网。整个数据流在被调制为64QAM信号前被格式化，加密，前向纠
错码，交织和卷积编码。数据的有效载荷是由可变长的数据块构成的，该数据块被分解为188
字节的小块。每一个数据块都有一个IP地址，该地址被解码器用于过滤发送给特定用户的数据
块。使用Reed－solomon纠错码作为输出编码方式，而把卷积码作为内部编码。系统所支持的
编码速率位于1／2和7／8之间。这样就可以便超级数据提供商降低对带宽和能量的要求。除了
前向纠错编码以外，交织纠错码也被用于纠正突发的错误，并且确保模糊接受。如此，把侦铅
与纠错结合起来，就可以在低信噪比的条件下实现优质传输。为了减少系统运营和维护的费用，
采用了数字视频广播的标准设备和组件。与数字视频广播兼容的数据流可以包括多个MCPC（单
载波多信道）传输的视频和音频信号。在实际的应用和服务中，非常需要介于数据／视频／音
频之间的码率。这样，通过利用单载波的方式就可以比每个应用都占据一个载波的方式要获得
更好的空间频谱利用率。由于有线电视网有一个非常广大的盖区域，设立用户独立地址方式将
是非常方便的。但由于其特有的广播的数据传输方式，有一种可选的把数据包加密的组合加密
机制。该加密机制是一种个人独有的加密算法，这种加密算法可以利用相对安全的PSTN（公共
交换电话网络）来取得密钥，从而用于基于用户的链路。
为了充分利用有线电视网的可用带宽，该系统支持两种计费模型。
为了吸引用户在相对不繁忙的夜间使用该系统，在夜间使用比白天更优惠的计费标准。对
于用户而言，可使用一种时间和信道混合的计资方式。第二种付费模型可根据所享用的服务的
等级而变更。整个可用带宽事先被分配给不同的计费等级，但每一个不同的计费等级使用不同
的单位带宽资费率。
在接收端，使用者首先需要有像接收有线电视那样的高频头，然后在PC机内插入一块高速
数据接收卡，就可享受高速数据点播服务。当数据块被接收后，它被置入一个随机携带的FIFO
缓冲器，然盾由直接存储器通过PCI总线的方式存入主机的内存。
符合MPEG－2／DVB标准的高速数据卫星接收卡（PBI－PCR），可以向客户提供高速数据广
播信号和其它高速数据信息，高速数据服务业务可帮助大型跨国公司进行内部的数据交换、数
据传递、软件更新，可以进行新闻广播、发市股市信息、体育频道广播。基于有线电视网高速
数据业务可以比传统的电话网调制器快几十倍。
反向信道中。因特网服务器内的格式化数据首先通过数据转换器被转换成符合 MPEG－
2DVB标准的传输流（TS），这一路传输流可以直接单独传输，也可以与其它的传输流进行复用，
随后对复用信号进行64QAM调制，上变频，通过有线电视网发送。
在接收端，数据信号首先通过高频头（LNB）进行放大、变频，再将信号直接接到高速数据
卡（PBI－PCR）上，数据卡被插入到微机的PCI总线上，数据接收卡首先将信号进行DVB标准的
QPSK解调与FEC信道纠错解码，MPEG－2数据流解复用，然后进行数据流格式转换，通过有条件
接收系统接口与微机PCI总线通讯。
数据接收卡（PBI－PCR）对微机的最低要求是奔腾120MHz，内存16M，硬盘1－10G，PCI总
线，Windows95操作系统数据接收卡不仅可以接收数据文件，而且可以接收MPEG－1／MPEG－2
的音、视频信号，它配有可运行在Windows95系统下的操作软件，可以帮助使用者选择接收系统
中的高频头参数。
传输原理中，64QAM调制器和复用器都是数字有线电视前端的标准器件，不做详细介绍，这
里仅对于数据式转换器（PRI－GTW）及数据接收卡（PBI－PCR）进行描述。
（1）数据格式转换器（PBI－GTW）
数据格式转换器（PBI－GTW）可以将计算机服务器内的数据格式转化成 MPEG－ 2传输码
流格式，它可以接到复用器上，与其它传输流进行复用，也可以直接接到64QAM调制器上，数字
电视和数据信号可以同时广播。数据输入到接口电路，经PES流打包器形成有包头的基本码流
（PES），再经传输流打包送到多路复用器，然盾由接回输出MPEG－2码流。
（2）高速数据接收卡
高速数据接收卡由高频调谐器、A／D变换器、64QAM解调器、纠错解码器、PCI接口等电路
组成。
主要特点如下：
· DVB／MPEG－ 2标准的 64QAM解调。
MPEG－2传输码流及相关PID码解复用。
MPEG－2传输码流中的PES流向因特网（IP）数据转换。
·有条件接收（ViaAccess）。
·解复用：通过过滤PID码，解复用电路从 MPEG－2传输流中解出基本节目码流（PES）。
·IP数据提取：解复用后的基本节目码流PES，包含有因特网IP数据，每一个PES码流包含
一个IP数据包，被提取的IP数据长度都会经过确认，长度不对的数据被删除。
MPEG－2传输流接口：如果需要对MPEG－2传输流进行处理，可以从解复用的20针接口提
取。
·操作软件：高速数据卡配有微软 NDIS软件，可以在Win95或WindowsNT下运行。
3高速数据点播功能的实现
为了实现点播功能，必须将用户点播指令的信息经反向信道送到发端的高速数据服务器，
再从服务器调出用户所需要信息内容，这些信息最终起源于服务提供商，可以是教育软件，娱
乐，远程教学，Internet接入，广告，远程购物等等。将它们送往卫星发射机。用户通过卫星
接收机可收到他所点播的信息。此处的反向信道是通过Internet网完成的。
摘自《广播电视信息》
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