CN100461856C - 开放式数字电视全频解码复用系统 - Google Patents

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杨战兵
皮亚斌
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胡元兵
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Wuhan Yangtze Optical Technology Co., Ltd.
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Abstract

本发明涉及一种开放式数字电视全频解码复用系统。包括数字电视全频解码调制合成和密集波分复用光传输网络两大部分，所述的数字电视全频解码调制合成部分包括与各电视信号源相接的解调电路，解调电路的输出端与多路并行解复用复合电路连接，多路并行解复用复合电路接调制合成电路，调制合成后的高稳定性RF信号传输至密集波分复用光传输网络，通过密集波分复用光传输网络将调制合成的光信号传递至用户终端。本发明运用多项数字媒体处理及光通信技术为终端用户提供全部的视频媒体资源的全频传送。所有FTTH网络中的用户，在无机顶盒的情况下照常收看全部的标清、高清数字电视及普通模拟电视。本发明将使FTTH网络运用范围得以很大扩展。

Description

开放式数字电视全频解码复用系统
技术领域
本发明涉及一种集多媒体视频、数字电视、光通讯DWDM复用技术为一体，通过FTTH(光纤到户)光网络平台，整合多种数字电视DTV(DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-MS、IPTV、HDTV)资源的开放式数字电视全频解码复用系统。
背景技术
随着国家数字电视的整体平移进程，城市消费惯性的瓶颈(常称2万户终结)阻碍了数字电视的发展；出自多方利益的考虑，各地的CAS互不兼容，实现标准化难度趋大；FTTH(光纤到户)三网融合的视频业务目前还仅限于城市CATV节目的直传，此既无创新、也无更多的频率资源。因而，人们还没有把眼光立即投向FTTH网络市场。
鉴于FTTH无源光网络是以点对多点、双向方式接入用户。二次调制的交互信号是以无干扰、无劣变的优势实施传送。FTTH网络的前端OLT与用户端ONU之间，在传递视频信号的路径上有其独立的、专有的波长(1550nm)，而在通信领域的密集波分复用DWDM，还有更多的可用资源。通用型PCMCIA方式的CAM卡技术，及现场可编程逻辑器件(FPGA)广泛运用，已有了良好的发展基础。同时，FTTH平台中城市必备的1310/1550nm转换系统也为该技术提供了良好的操作空间。上述这些通信资源还有待充分的开发和利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述市场资源的瓶颈问题、现有FTTH系统的配置不足而提供的一种在无源光网络中开放式数字电视全频解码复用系统，它运用多项数字媒体处理及光通信技术为终端用户提供全部的视频媒体资源的全频传送。
本发明为解决上述提出的问题所采取的技术方案为：系统包括数字电视全频解码调制合成和密集波分复用(DWDM)光传输网络两大部分，所述的数字电视全频解码调制合成部分包括与各电视信号源相接的解调电路，解调电路的输出端与多路并行解复用复合电路连接，多路并行解复用复合电路接调制合成电路，调制合成后的高稳定性RF信号传输至密集波分复用光传输网络，通过密集波分复用光传输网络将调制合成的光信号传递至用户终端，多路并行解复用复合电路和调制合成电路分别与DSP数字信号处理器相连，并配置CAM卡、外程序闪存器和外动态同步数据存储器以及CPU面板控制器和USB接口。
按上述方案，另在电视信号源与密集波分复用光传输网络之间设置有CATV模拟/数字信号直传通道。
本发明是用FPGA的DSP设计方法实现TS的多频道的MPEG-2\4解复用；用PCMCIA方式CAM卡的机卡分离接口技术实施统一授权，实现CAS系统的模块化、标准化；用频合技术，以高稳定性的RF信号作为载体，将上述生成的视频节目调制后不失真的传送；用密集波分复用DWDM中的通信技术及其器件在OLT与ONU之间建立同一光纤内的多波长射频二次调制的光信号传递。
其中，多频道的解复用是系统的关键技术，要实施TS流的全解，需要运用大规模、高密度的单片系统的芯片及在内嵌ARM核和存储器(SRAM)的FPGA上实现MPEG-2传输流多节目解复用。另外，PCMCIA方式CAM卡的机卡分离接口技术是系统研发的重要环节，显然，这为无机顶盒终端转换、增强本系统的市场适应能力、避免二次开发提供保障。还有，频率合成技术的运用是系统的重要组成部分，晶体恒温稳频及同步触发是对多路视频信号实行二次调制前的重要处理环节，大规模集成、多功能芯片的选用，将会使系统的集成度大为提高。
密集波分复用(DWDM)技术及器件的运用是系统的关键部分，是系统扩展视频资源的主要手段。依照ITU-T规定DWDM的基准频率193.1THz(～1552.52nm)及200、100和50GHz信道间隔的波长位置，我们选择性价比高的复用方式，将系统二次调制的信号进行波分复用传送。而直传的CATV模拟/数字节目，仍以1550nm为主波方式，纳入数字电视频道的整体平移。
以FPGA的DSP设计流程，执行系统的QAM\MPEG-2\4的解调解复用多核技术，以频率合成、光密集波分复用、通用型CAS接受系统等多项技术，实现(理论上)光纤到户的无极限节目、无机顶盒传递，为优化FTTH无源光网络视频环境、增强FTTH市场竞争力、加速推广光纤接入都十分有益。
本发明的有益效果在于：
1、运用DTV、QAM\MPEG-2\4、FPGA\DSP、PCMCIA\CAM、DWDM等多项数字媒体处理及光通信技术为终端用户提供全部的视频媒体资源的全频传送。理论上可无限量的在FTTH网络中传送多种视频节目，以满足用户对音视频媒体节目日益增长的需求。
2、所有FTTH网络中的用户，可避免一台电视机需配一台机顶盒的困扰，使所有的电视机、计算机成为一种通用的接收终端，在无机顶盒的情况下照常收看全部的标清、高清数字电视及普通模拟电视。
3、本系统多用于FTTH网络视频环境，因此本发明将使FTTH网络运用范围得以很大扩展，同时也使光纤到户的市场变得更为广阔。
附图说明
图1为本发明一个实施例的系统框图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。系统由DTV全频解码调制合成和DWDM密集波分复用光传输网络两大部分构成。
所述的数字电视全频解码调制合成部分包括解调电路、多路并行解复用复合电路和调制合成电路；解调电路由QAM解调器、QPSK解调器、DVD解调器组成，解调电路的输入端与各电视信号源相接，电视信号源包括光纤接入的数字电视信号源、卫星微波接入的电视信号源和直接由光碟DVD播出的电视信号源，各电视信号源与解调电路的输入端相接；解调电路的输出端与多路并行解复用复合电路连接，所述的多路并行解复用复合电路包括多路并行解复用复合印刷电路主板(P.C.M.B)，其中配置有内程序闪存器、外串口和内动态同步数据存储器，多路并行解复用复合电路接调制合成电路，所述的调制合成电路包括输入端的多路编解码滤波器和数模转换器，与它们衔接的多路PLL频率合成器；多路并行解复用复合电路和调制合成电路与DSP数字信号处理器相连，并配置CAM卡、外程序闪存器和外动态同步数据存储器以及CPU面板控制器和USB接口。调制合成电路的输出端接密集波分复用光传输网络。
“DTV全频解码调制合成”部分的硬件由为获得MPEG2数字流而确定的专用信道调谐、解调器；为从包含全部视频节目的TS流中解扰、解复用、解码、编码而获得(恢复)原始A/V信号而采用的多路且并行(适时)的ST20-TP2系列解复用芯片和相关的视频编码-滤波芯片、音频A/D转换芯片等组成；输出端将全节目的A/V经高性能PLL频率合成器，进行RF调制而产生的全频谱(47MHZ～860MHZ)的全息数字电视射频源；最为关键的部件是一个功能强大的DSP数字信号处理器，它协调所有器件的全信号流的控制，在程序的引导下实现全部预定的功能。
“DTV全频解扰解复用等”之软件可划分为三层：应用层、中间层和驱动层。应用层包括机器存储的和外下载的高层应用软件，应独立于ST20-TP2等的硬件；中间层将独立于硬件平台和操作系统，对应用提供API。中间层软件有一个库，其中包括有图形库、同步库(如A/V的同步，系统时钟的同步等)、音视频的操作库、用户界面库、通信栈、解压缩和条件接收。驱动层提供操作系统内核以及各种硬件驱动程序。本系统与STB机顶盒最显著的区别是运用DSP(如ARM微处理器)内部结构和功能实现，对所有并行的多路MPEG解复用ASIC芯片以及CAM大卡、PLL频率合成器执行适时集中处理。将全频的数字音视频信号集中转换为全频谱RF节目源。
密集波分复用光传输网络包括前置的光发射机、1550/1570nm合波器和光放大器，经过上述器件与光网络前端视频系统(OLT)连接，光网络前端视频系统通过分光器和光纤连接至用户终端(ONU)，其中数字信号采用1310/1490nm波长，视频信号采用1550/1570nm波长，用户终端的信号可直接与电视接收器连接。所述的密集波分复用光传输网络可采用CWDM粗波分复用器件。
“DWDM密集波分复用”技术已经被证明是大容量光传送网的最佳选择，用于FTTH网络视频系统，无疑将RF射频的传输理论上确定为无限。但鉴于市场节目源环境及性/价比，目前采用CWDM粗波分复用器件是十分现实的考虑。G.694.2定义了18个从1270nm～1610nmCWDM标称波长，波长间隔为20nm，这对EDFA光放大、光二次调制、WDM波分复用、De-WDM解复用的选用都带来便利。
本发明在电视信号源与密集波分复用光传输网络之间设置有CATV模拟/数字信号直传通道。即有一路CATV光接收后获得的全频(47MHZ～860MHZ)数字/模拟节目RF信号通过光发射器接入密集波分复用光传输网络，这样以1550nm二次调制进入局端-用户端(OLT-ONU)网络系统、实现城市CATV透传，以满足各类用户的需求。

Claims (6)

1.一种开放式数字电视全频解码复用系统，其特征在于包括数字电视全频解码调制合成和密集波分复用光传输网络两大部分，所述的数字电视全频解码调制合成部分包括与各电视信号源相接的解调电路，解调电路的输出端与多路并行解复用复合电路连接，多路并行解复用复合电路接调制合成电路，调制合成后的高稳定性RF信号传输至密集波分复用光传输网络，通过密集波分复用光传输网络将调制合成的光信号传递至用户终端，所述的多路并行解复用复合电路和调制合成电路分别与DSP数字信号处理器相连，并配置CAM卡、外程序闪存器和外动态同步数据存储器以及CPU面板控制器和USB接口。
2.按权利要求1所述的开放式数字电视全频解码复用系统，其特征在于在电视信号源与密集波分复用光传输网络之间设置有CATV模拟/数字信号直传通道。
3.按权利要求1或2所述的开放式数字电视全频解码复用系统，其特征在于所述的解调电路由QAM解调器、QPSK解调器、DVD解调器组成。
4.按权利要求1或2所述的开放式数字电视全频解码复用系统，其特征在于所述的多路并行解复用复合电路包括多路并行解复用复合印刷电路主板，其中多路并行解复用复合芯片配置有内程序闪存器、外串口和内动态同步数据存储器。
5.按权利要求1或2所述的开放式数字电视全频解码复用系统，其特征在于所述的调制合成电路包括输入端的多路编解码滤波器和数模转换器，与它们衔接的多路PLL频率合成器。
6.按权利要求1或2所述的开放式数字电视全频解码复用系统，其特征在于所述的密集波分复用光传输网络采用CWDM粗波分复用器件。
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Denomination of invention: Open type decoding multiplexing system in full frequencies in digital TV

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