專利名稱：開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集多媒體視頻、數(shù)字電視、光通訊DWDM復(fù)用技術(shù)為一體，通過FTTH(光纖到戶)光網(wǎng)絡(luò)平臺，整合多種數(shù)字電視DTV(DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-MS、IPTV、HDTV)資源的開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著國家數(shù)字電視的整體平移進(jìn)程，城市消費(fèi)慣性的瓶頸(常稱2萬戶終結(jié))阻礙了數(shù)字電視的發(fā)展；出自多方利益的考慮，各地的CAS互不兼容，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化難度趨大；FTTH(光纖到戶)三網(wǎng)融合的視頻業(yè)務(wù)目前還僅限于城市CATV節(jié)目的直傳，此既無創(chuàng)新、也無更多的頻率資源。因而，人們還沒有把眼光立即投向FTTH網(wǎng)絡(luò)市場。
鑒于FTTH無源光網(wǎng)絡(luò)是以點(diǎn)對多點(diǎn)、雙向方式接入用戶。二次調(diào)制的交互信號是以無干擾、無劣變的優(yōu)勢實(shí)施傳送。FTTH網(wǎng)絡(luò)的前端OLT與用戶端ONU之間，在傳遞視頻信號的路徑上有其獨(dú)立的、專有的波長(1550nm)，而在通信領(lǐng)域的密集波分復(fù)用DWDM，還有更多的可用資源。通用型PCMCIA方式的CAM卡技術(shù)，及現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPGA)廣泛運(yùn)用，已有了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。同時，F(xiàn)TTH平臺中城市必備的1310/1550nm轉(zhuǎn)換系統(tǒng)也為該技術(shù)提供了良好的操作空間。上述這些通信資源還有待充分的開發(fā)和利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述市場資源的瓶頸問題、現(xiàn)有FTTH系統(tǒng)的配置不足而提供的一種在無源光網(wǎng)絡(luò)中開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)，它運(yùn)用多項(xiàng)數(shù)字媒體處理及光通信技術(shù)為終端用戶提供全部的視頻媒體資源的全頻傳送。
本發(fā)明為解決上述提出的問題所采取的技術(shù)方案為系統(tǒng)包括數(shù)字電視全頻解碼調(diào)制合成和密集波分復(fù)用(DWDM)光傳輸網(wǎng)絡(luò)兩大部分，所述的數(shù)字電視全頻解碼調(diào)制合成部分包括與各電視信號源相接的解調(diào)電路，解調(diào)電路的輸出端與多路并行解復(fù)用復(fù)合電路連接，多路并行解復(fù)用復(fù)合電路接調(diào)制合成電路，調(diào)制合成后的高穩(wěn)定性RF信號傳輸至密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)將調(diào)制合成的光信號傳遞至用戶終端。
按上述方案，另在電視信號源與密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置有CATV模擬/數(shù)字信號直傳通道。
本發(fā)明是用FPGA的DSP設(shè)計方法實(shí)現(xiàn)TS的多頻道的MPEG-2\4解復(fù)用；用PCMCIA方式CAM卡的機(jī)卡分離接口技術(shù)實(shí)施統(tǒng)一授權(quán)，實(shí)現(xiàn)CAS系統(tǒng)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化；用頻合技術(shù)，以高穩(wěn)定性的RF信號作為載體，將上述生成的視頻節(jié)目調(diào)制后不失真的傳送；用密集波分復(fù)用DWDM中的通信技術(shù)及其器件在OLT與ONU之間建立同一光纖內(nèi)的多波長射頻二次調(diào)制的光信號傳遞。
其中，多頻道的解復(fù)用是系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，要實(shí)施TS流的全解，需要運(yùn)用大規(guī)模、高密度的單片系統(tǒng)的芯片及在內(nèi)嵌ARM核和存儲器(SRAM)的FPGA上實(shí)現(xiàn)MPEG-2傳輸流多節(jié)目解復(fù)用。另外，PCMCIA方式CAM卡的機(jī)卡分離接口技術(shù)是系統(tǒng)研發(fā)的重要環(huán)節(jié)，顯然，這為無機(jī)頂盒終端轉(zhuǎn)換、增強(qiáng)本系統(tǒng)的市場適應(yīng)能力、避免二次開發(fā)提供保障。還有，頻率合成技術(shù)的運(yùn)用是系統(tǒng)的重要組成部分，晶體恒溫穩(wěn)頻及同步觸發(fā)是對多路視頻信號實(shí)行二次調(diào)制前的重要處理環(huán)節(jié)，大規(guī)模集成、多功能芯片的選用，將會使系統(tǒng)的集成度大為提高。
密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)及器件的運(yùn)用是系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，是系統(tǒng)擴(kuò)展視頻資源的主要手段。依照ITU-T規(guī)定DWDM的基準(zhǔn)頻率193.1THz(～1552.52nm)及200、100和50GHz信道間隔的波長位置，我們選擇性價比高的復(fù)用方式，將系統(tǒng)二次調(diào)制的信號進(jìn)行波分復(fù)用傳送。而直傳的CATV模擬/數(shù)字節(jié)目，仍以1550nm為主波方式，納入數(shù)字電視頻道的整體平移。
以FPGA的DSP設(shè)計流程，執(zhí)行系統(tǒng)的QAM\MPEG-2\4的解調(diào)解復(fù)用多核技術(shù)，以頻率合成、光密集波分復(fù)用、通用型CAS接受系統(tǒng)等多項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)(理論上)光纖到戶的無極限節(jié)目、無機(jī)頂盒傳遞，為優(yōu)化FTTH無源光網(wǎng)絡(luò)視頻環(huán)境、增強(qiáng)FTTH市場競爭力、加速推廣光纖接入都十分有益。
本發(fā)明的有益效果在于1、運(yùn)用DTV、QAM\MPEG-2\4、FPGA\DSP、PCMCIA\CAM、DWDM等多項(xiàng)數(shù)字媒體處理及光通信技術(shù)為終端用戶提供全部的視頻媒體資源的全頻傳送。理論上可無限量的在FTTH網(wǎng)絡(luò)中傳送多種視頻節(jié)目，以滿足用戶對音視頻媒體節(jié)目日益增長的需求。
2、所有FTTH網(wǎng)絡(luò)中的用戶，可避免一臺電視機(jī)需配一臺機(jī)頂盒的困擾，使所有的電視機(jī)、計算機(jī)成為一種通用的接收終端，在無機(jī)頂盒的情況下照常收看全部的標(biāo)清、高清數(shù)字電視及普通模擬電視。
3、本系統(tǒng)多用于FTTH網(wǎng)絡(luò)視頻環(huán)境，因此本發(fā)明將使FTTH網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用范圍得以很大擴(kuò)展，同時也使光纖到戶的市場變得更為廣闊。


圖1為本發(fā)明一個實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施例。系統(tǒng)由DTV全頻解碼調(diào)制合成和DWDM密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)兩大部分構(gòu)成。
所述的數(shù)字電視全頻解碼調(diào)制合成部分包括解調(diào)電路、多路并行解復(fù)用復(fù)合電路和調(diào)制合成電路；解調(diào)電路由QAM解調(diào)器、QPSK解調(diào)器、DVD解調(diào)器組成，解調(diào)電路的輸入端與各電視信號源相接，電視信號源包括光纖接入的數(shù)字電視信號源、衛(wèi)星微波接入的電視信號源和直接由光碟DVD播出的電視信號源，各電視信號源與解調(diào)電路的輸入端相接；解調(diào)電路的輸出端與多路并行解復(fù)用復(fù)合電路連接，所述的多路并行解復(fù)用復(fù)合電路包括多路并行解復(fù)用復(fù)合印刷電路主板(P.C.M.B)，其中配置有內(nèi)程序閃存器、外串口和內(nèi)動態(tài)同步數(shù)據(jù)存儲器，多路并行解復(fù)用復(fù)合電路接調(diào)制合成電路，所述的調(diào)制合成電路包括輸入端的多路編解碼濾波器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，與它們銜接的多路PLL頻率合成器；多路并行解復(fù)用復(fù)合電路和調(diào)制合成電路與DSP數(shù)字信號處理器相連，并配置CAM卡、外程序閃存器和外動態(tài)同步數(shù)據(jù)存儲器以及CPU面板控制器和USB接口。調(diào)制合成電路的輸出端接密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)。
“DTV全頻解碼調(diào)制合成”部分的硬件由為獲得MPEG2數(shù)字流而確定的專用信道調(diào)諧、解調(diào)器；為從包含全部視頻節(jié)目的TS流中解擾、解復(fù)用、解碼、編碼而獲得(恢復(fù))原始A/V信號而采用的多路且并行(適時)的ST20-TP2系列解復(fù)用芯片和相關(guān)的視頻編碼-濾波芯片、音頻A/D轉(zhuǎn)換芯片等組成；輸出端將全節(jié)目的A/V經(jīng)高性能PLL頻率合成器，進(jìn)行RF調(diào)制而產(chǎn)生的全頻譜(47MHZ～860MHZ)的全息數(shù)字電視射頻源；最為關(guān)鍵的部件是一個功能強(qiáng)大的DSP數(shù)字信號處理器，它協(xié)調(diào)所有器件的全信號流的控制，在程序的引導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)全部預(yù)定的功能。
“DTV全頻解擾解復(fù)用等”之軟件可劃分為三層應(yīng)用層、中間層和驅(qū)動層。應(yīng)用層包括機(jī)器存儲的和外下載的高層應(yīng)用軟件，應(yīng)獨(dú)立于ST20-TP2等的硬件；中間層將獨(dú)立于硬件平臺和操作系統(tǒng)，對應(yīng)用提供API。中間層軟件有一個庫，其中包括有圖形庫、同步庫(如A/V的同步，系統(tǒng)時鐘的同步等)、音視頻的操作庫、用戶界面庫、通信棧、解壓縮和條件接收。驅(qū)動層提供操作系統(tǒng)內(nèi)核以及各種硬件驅(qū)動程序。本系統(tǒng)與STB機(jī)頂盒最顯著的區(qū)別是運(yùn)用DSP(如ARM微處理器)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)，對所有并行的多路MPEG解復(fù)用ASIC芯片以及CAM大卡、PLL頻率合成器執(zhí)行適時集中處理。將全頻的數(shù)字音視頻信號集中轉(zhuǎn)換為全頻譜RF節(jié)目源。
密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)包括前置的光發(fā)射機(jī)、1550/1570合波器和光放大器，經(jīng)過上述器件與光網(wǎng)絡(luò)前端視頻系統(tǒng)(OLT)連接，光網(wǎng)絡(luò)前端視頻系統(tǒng)通過分光器和光纖連接至用戶終端(ONU)，其中數(shù)字信號采用1310/1490nm波長，視頻信號采用1550/1570nm波長，用戶終端的信號可直接與電視接收器連接。所述的密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)可采用CWDM粗波分復(fù)用器件。
“DWDM密集波分復(fù)用”技術(shù)已經(jīng)被證明是大容量光傳送網(wǎng)的最佳選擇，用于FTTH網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)，無疑將RF射頻的傳輸理論上確定為無限。但鑒于市場節(jié)目源環(huán)境及性/價比，目前采用CWDM粗波分復(fù)用器件是十分現(xiàn)實(shí)的考慮。G.694.2定義了18個從1270nm～1610nmCWDM標(biāo)稱波長，波長間隔為20nm，這對EDFA光放大、光二次調(diào)制、WDM波分復(fù)用、De-WDM解復(fù)用的選用都帶來便利。
本發(fā)明在電視信號源與密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置有CATV模擬/數(shù)字信號直傳通道。即有一路CATV光接收后獲得的全頻(47MHZ～860MHZ)數(shù)字/模擬節(jié)目RF信號通過光發(fā)射器接入密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)，這樣以1550nm二次調(diào)制進(jìn)入局端-用戶端(OLT-ONU)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)城市CATV透傳，以滿足各類用戶的需求。
權(quán)利要求
1.一種開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)字電視全頻解碼調(diào)制合成和密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)兩大部分，所述的數(shù)字電視全頻解碼調(diào)制合成部分包括與各電視信號源相接的解調(diào)電路，解調(diào)電路的輸出端與多路并行解復(fù)用復(fù)合電路連接，多路并行解復(fù)用復(fù)合電路接調(diào)制合成電路，調(diào)制合成后的高穩(wěn)定性RF信號傳輸至密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)將調(diào)制合成的光信號傳遞至用戶終端。
2.按權(quán)利要求1所述的開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于在電視信號源與密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置有CATV模擬/數(shù)字信號直傳通道。
3.按權(quán)利要求1或2所述的開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于所述的解調(diào)電路由QAM解調(diào)器、QPSK解調(diào)器、DVD解調(diào)器組成。
4.按權(quán)利要求1或2所述的開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于所述的多路并行解復(fù)用復(fù)合電路包括多路并行解復(fù)用復(fù)合印刷電路主板，其中多路并行解復(fù)用復(fù)合芯片配置有內(nèi)程序閃存器、外串口和內(nèi)動態(tài)同步數(shù)據(jù)存儲器，多路并行解復(fù)用復(fù)合電路接調(diào)制合成電路。
5.按權(quán)利要求1或2所述的開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于所述的調(diào)制合成電路包括輸入端的多路編解碼濾波器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，與它們銜接的多路PLL頻率合成器。
6.按權(quán)利要求1或2所述的開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于所述的多路并行解復(fù)用復(fù)合電路和調(diào)制合成電路與DSP數(shù)字信號處理器相連，并配置CAM卡、外程序閃存器和外動態(tài)同步數(shù)據(jù)存儲器以及CPU面板控制器和USB接口。
7.按權(quán)利要求1或2所述的開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于所述的密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)包括前置的光發(fā)射機(jī)、1550/1570合波器和光放大器，經(jīng)過上述器件與光網(wǎng)絡(luò)前端視頻系統(tǒng)(OLT)連接，光網(wǎng)絡(luò)前端視頻系統(tǒng)通過分光器和光纖連接至用戶終端(ONU)，其中數(shù)字信號的頻段為1310/1490nm，視頻信號的頻段為1550/1570nm，用戶終端的信號直接與電視播放器連接。
8.按權(quán)利要求1或2所述的開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于所述的密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)可采用CWDM粗波分復(fù)用器件。
9.按權(quán)利要求2所述的開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于所述的CATV模擬/數(shù)字信號直傳通道是有一路CATV光接收后獲得的47MHZ～860MHZ全頻數(shù)字/模擬節(jié)目RF信號通過光發(fā)射器接入密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開放式數(shù)字電視全頻解碼復(fù)用系統(tǒng)。包括數(shù)字電視全頻解碼調(diào)制合成和密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)兩大部分，所述的數(shù)字電視全頻解碼調(diào)制合成部分包括與各電視信號源相接的解調(diào)電路，解調(diào)電路的輸出端與多路并行解復(fù)用復(fù)合電路連接，多路并行解復(fù)用復(fù)合電路接調(diào)制合成電路，調(diào)制合成后的高穩(wěn)定性RF信號傳輸至密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過密集波分復(fù)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)將調(diào)制合成的光信號傳遞至用戶終端。本發(fā)明運(yùn)用多項(xiàng)數(shù)字媒體處理及光通信技術(shù)為終端用戶提供全部的視頻媒體資源的全頻傳送。所有FTTH網(wǎng)絡(luò)中的用戶，在無機(jī)頂盒的情況下照常收看全部的標(biāo)清、高清數(shù)字電視及普通模擬電視。本發(fā)明將使FTTH網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用范圍得以很大擴(kuò)展。
文檔編號H04N7/22GK1874503SQ200610019129
公開日2006年12月6日 申請日期2006年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日
發(fā)明者楊戰(zhàn)兵, 皮亞斌, 楊志軍, 胡元兵 申請人:長飛光纖光纜有限公司