2024年4月11日发(作者：)
技术前沿
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广电网络
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数字电视
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成都广达专栏
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鄂州数字农家书屋建设技术方案
卢晓军 牛德斌 湖北鄂广信息网络有限公司
摘要：在三网融合背景下，利用农村现代信息网络迅速发展的契机，高起点建设数字农家书屋，积极推动
该项事业可持续发展。本文从平台、内容及传输网络三个方面阐述了其技术建设方案。
关键词：农家书屋 数字 高清互动 平台 多业务 有线电视
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●
实
践
应
用
为深入贯彻落实中共中央、国务
院《关于推进社会主义新农村建设的
若干意见》和《关于进一步加强农村
文化建设的意见》，切实解决广大农
民群众“买书难、借书难、看书难”
的问题，2007年3月开始在全国范围
内实施农家书屋工程。随着农家书屋
的建设发展，逐步解决农民读书难、
看报难，日益繁荣农村文化生活，推
动农村科技传播。
但与此同时，传统的以纸介质出
版物为主要内容的农家书屋也面临着
可持续发展的考验。出版物更新慢、
内容不足、借阅不便、图书质量低劣、
内容陈旧等问题成为制约农家书屋可
持续发展的瓶颈。如何冲破瓶颈，解
决上述难题呢？
我们的思路是：以有线数字电视
为载体、基于广电三网融合的双向互
动平台和网络设施，将高品质的数字
出版物传输到普通农户家里的电视机
上，农民打开电视机就能看书读报。
设。鄂州广电基于自身对互动业务运
营的需求和业务发展的需要，依据总
体技术路线和规划，已经完成了数字
高清互动平台的一期建设。
鄂州广电网络的数字高清互动平
台总体设计框架如图1所示，在技术
上创新采用了具有“前端中间件”概
念的多业务引擎（MSE）实现多业务
的统一管理和松散耦合。
MSE是基本业务运营支撑层中的
部件，对综合运营支撑层提供统一的
业务运营管理接口，屏蔽了多个业务
之间和多个部件之间的差异性。
MSE中的iEPG、BMS、AAA、
CMS是面向多个业务，实现业务统一
接入的系统。
SMCC是MSE中面向视频类业务
的系统，它屏蔽了多个不同视频业务
能力组件的差异，为终端接入、内容
分发和业务基本运营提供统一的接口。
SMDC是平台中面向存储和分发
的系统，它屏蔽了多个异构存储和异
1 系统平台建设
数字农家书屋作为数字高清互动
平台的一个模块，得益于该平台的建
《有线电视技术》 2015年第2期 总第302期
图1 鄂州广电数字高清互动平台总体设计框图
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运维管理
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节目制播
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实践应用
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行业动态
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构CDN节点的差异，对全
局的存储和CDN分发进行
统一的管理和调度。
鄂州广电数字高清互
动平台拓扑结构示意图如
图2所示。
1.1 主要部件说明
（1）MSE
多业务引擎（MSE，
Multi-Service Engine）主要
是在统一运营平台，确保各
种视频、非视频业务顺利
部署的同时，屏蔽VOD系
统、第三方CP/SP系统以及
各种AS业务应用系统对终端机顶盒的
差异和对业务运营上的差异。MSE中
包含iEPG、AAA、BMS、CMS、SMCC
部件。
（2）OCG
将相关的数据采用OC协议打包
播出，提供应用下载和数据传输的广
播通道。
（3）App Manager
App Manager（应用管理器，简称
AM）对终端应用的生命周期进行管理，
包括下载服务器和数字签名管理。AM
支持将应用通过OC机采用广播方式
部署到终端，也支持应用IP通道的交
互式下载，具备大流量多并发下载的
负载均衡机制和随机延时部署策略。
（4）SMDC
流媒体分发中心（SMDC，
Streaming Media Distribution Center）是
主要完成流媒体内容对VS池的注入、
删除、依据算法在VS群之间内容的自
动调度、管理内容在各个VS群之间的
分布。SMDC不关心各个异构VS群集
内部流媒体内容分发的方式，其管理
的最小网元为VS群。
图2 鄂州广电数字高清互动平台拓扑结构示意图
SMDC对内容运营层中的MAM组
件而言，屏蔽了不同VOD系统之间存
储方式和内容分发策略之间的差异，
提供了统一的接入接口。
SMDC未来可发展至以通用中心
存储为核心，以标准P2P协议在各个
POP点之间进行内容交换的大规模快
速内容分发网络，即统一的CDN。
（5）VS池和VS群
对于在平台中大量使用的VS视
频服务器，鄂州广电网络创新采用面
向MSE的“VS池”和“VS群”的方
式来进行统一接入和管理。
一个视频服务器厂商提供的一台
或多台VS（视频服务器）组成一个
或多个VS群，一个或多个VS群组成
稳定地将多媒体流推向指定的目的地，
并接受SMCC的媒体流控制操作，包
括播放、暂停、快进、快退等流控操作。
同时，VS池中的VS群接受来自
SMDC的内容管理调度指令。
（6）IPQAM或其他边缘网关
在采用IPQAM为边缘网关的网络
中，IPQAM是一种以IP信号作为输入，
RF信号作为输出的边缘QAM调制器，
它集复用、加扰、调制、频率变换等
功能。IPQAM作为一种边缘网关设备，
可以充分地利用鄂州广电网络现有的
接入网同轴电缆入户资源，并且很容
易保障网关以下数据的QoS。
平台还支持采用不同的网关设备
来接入不同的网络，如：采用汇聚层
VS池。VS池中的VS群可以是异构的，
交换机作为网关设备的纯IPTV业务模
也可以是同构的逻辑群；在一个VS群
中的VS必然是同构的。如图1所示，
VS池由A厂商提供的VS群1和B厂
商提供的VS群2构成，未来还可在
VS池中增加其他VS群。
VS池定位为互动点播中的一个能
力部件，它主要接受MSE中SMCC部
件的推流指令，根据推流指令准确而
式；采用实时多通路低码率编码网关
来支持基于手机的低带宽应用。
（7）TMS
终端中间件系统（TMS，Terminal
Middleware System）屏蔽了各种终端硬
件、驱动和操作系统的差异，对终端
的上层应用提供统一的接口，它支持
Java应用，符合W3C各种规范的浏览
责编：胡欣欣 邮箱：huxxcatv@
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技术前沿广电网络数字电视
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器应用，集成了DVB协议和其他标准CDN设备。
通讯协议。
（4）平台采用高可靠性设计，具
（8）NMS
备可靠的容错和负载均衡能力，关键
网络管理系统支持SNMP和
设备、链路路由、数据备份均有比较
TR069协议规范，对平台中的设备进
周全的考虑，不存在单点故障。
行管理。NMS在技术体系中部署在运
（5）平台具备良好的可升级性和
维支撑层。
可扩展性，支持集中部署、分布式部
（9）AS和CP/SP
署和混合部署等多种模式，业务范围、
应用服务（AS，Application
网络覆盖规模和平台容量可以平滑升
Service）指在平台中部署的各种增值
级。
服务，主要用于提供一些平台上的非
（6）平台具备完善的全程网管和
视频类业务，包括但不限于如下：股
监控，具备良好的自愈能力和部件之
●
票、游戏、财经、卡拉OK等。一般
间的负载均衡能力。如鄂州广电数字
实
通过AS中部署的业务逻辑应用服务器
高清互动平台部署在鄂州城区多点的
践
组件同MSE进行对接。
应
CDN网络，采用可自愈的环状结构，
用
CP/SP、AS在平台内视为相类似
任何一台设备故障或物理链路中断都
的组件。
可以在几秒钟内自行恢复正常工作。
（10）MAM
（7）平台设计容量留有充分的余
媒体资产管理系统（MAM）主
量，能够满足突发性和瞬时高并发业
要负责流媒体内容和元数据的采集、
务流量的要求。
制作和包装，并将已完成的资源通过
SMDC注入到VS池。MAM在技术体
1.3 建设规划
系中部署在内容运营层。
鄂州广电网络的数字互动电视平
1.2 技术特点
台基本构架相对成熟稳定，主要发展
鄂州广电的数字高清互动平台具
方向为：
备如下特点：
（1）平台从集中部署向分布式
（1）平台同编码格式无关，可支
部署平滑升级，建设分布式的统一
持MPEG-2、AVS、H.264、MPEG-4、
CDN，扩展平台承载用户的规模，增
WMV等编码格式单一格式或混合多格
加平台的存储容量，增加视频内容和
式的实时注入、存储和推流播出。
其他非视频类业务的丰富程度，提高
（2）平台构架严格依据顶层设计
用户“玩”和“用”的使用体验。
开发，具备高度灵活和可伸缩弹性的
（2）研发下一代的三网融合终端
模块化结构。
硬件和中间件软件系统，重点是实现
（3）平台采用标准IT通用接口
多媒体通讯技术、3D图形图像处理技
和前端中间件的思想，系统部件支持
术、基于2.4G的无线技术、物理传感
多个设备供应商，不同设备供应商提
技术等在终端软硬件上的融合支持。
供的设备可以共存于同一个平台中。
如鄂州广电的数字高清互动平台中就
2 数据内容建设
可同时采用两个不同厂商的异构VS和
主要数据内容是通过湖北广电网
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《有线电视技术》 2015年第2期 总第302期
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络数据广播和信息服务平台来完成的。
该平台的主要功能是：播发与控制交
互应用及其数据，它支持对象轮播
（DSM-OC）协议的数据播发；文件、
目录对象、流、事件等对象的播发。
通过该系统，可以在单向网络上播发
MP3、实时交通信息、阳光政务、水
电费查询、股票数据、天气预报、网页、
Java应用以及电子出版物等多种数据
及应用；同时也支持下发部署各类互
动应用，通过双向网络开展应用。
数据广播和交互信息服务系统在
同一套平台中完成，同时兼容单向和
双向网络，业务的具体形态由终端系
统进行智能判断，完全符合数据广播
业务系统相关国标和行业规范，为数
字农家书屋工程的开展提供了平台基
础。
数据广播和信息服务系统在同一
套平台中完成有如下明显优点：
（1）业务可跨单向网络和双向网
络开展，具有一致的显示界面，风格
统一。
（2）维护简便，大大减少了数据
录入、编辑、审核的工作量。
（3）数据一致性好，易于同步，
数字电视广播业务平台和数字高清互
动平台相互融合。
（4）有利于将终端从单向机顶盒
过渡到交互式机顶盒。
建设完成后的主要界面如图3和
图4所示。
如图3，其中的文字书库，需要
自行制作，投入一定的人力物力。而
如图4报刊杂志在页面设置上比传统
电子版报纸有全新的突破，如果说以
前只是将当天报纸上的内容提供给受
众，而今提供的则是整个报刊杂志的
全貌，除了不能有纸张的触摸感，阅
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运维管理
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节目制播
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实践应用
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行业动态
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读的过程体验和传统报刊杂志高度契
合，提供原汁原味的阅读效果。其中，
采用带有区域定位的版面图在网页中
直接显示，不需要安装第三方插件或
阅读器。点击版面图中的任何区域，
即可看到对应的文章、图片或广告。
具体操作时有以下特点。
（1）版面导航：点击“版面导航”，
出，符合数字电视广播业务平台全IP
组网的发展要求。
播出的TS流可以输出至复用器/加扰
器/调制器，以便进行统一的业务规划，
最终传送到HFC网络中。
（6）机顶盒接收OCG信息，通
过中间件系统智能判断是纯单向网络
应用、双向网络应用或混合应用，并
加以区别部署。
2.1 典型业务支持
典型业务支持场景如图5和图6
所示。
2.2 业务数据流程
数据广播和交互信息服务平台业
可以通览当天所设版面。任意点击一
个版面序列，页面左边即出现相应版
面，右边出现主要新闻的标题。
（2）标题导航：点击“标题导航”，
可以通览当天报纸的全部文章标题。
点击标题，可进入相应文章或图片页
面。
（3）日历导航：点击版面上的“往
期回顾”可以直接进入指定日期的报
纸页面。
（4）导航指针：采用指针方式实
现“上一版”、“下一版”、“上一篇”、
（5）全文检索更实用：用户可以
运用关键字搜索的方式，查询到相关
度最高的文章，从而迅速找到相关文
章中。
数据广播和信息服务平台的系统
特点：
（1）满足DVB TR101 202、DVB
EN 301 192、ISO13818-6、国家中间
件标准草案以及MHP标准，支持Java
应用和HTML 应用。
（2）支持将一个应用关联到全网
任何一套节目。
（3）支持在一个节目中启动另外
一个节目的应用。
（4）支持一个节目关联多个不同
类型的应用。
前端可以控制应用的生命周期和
启动方式；同时支持ASI输出和IP输
务数据流程如图7所
（7）混合应用同时部署在双向和
示。
（1）应用设
计/制作人员采
用DreamWeaver、
Photoshop、
PageMaker、
CorelDraw、Illustrator
图3 数据内容各模块
等通用的Web页面制
作工具进行应用的设
计、制作，然后用终端
模拟器来预览应用节
目，以发现、修正错误，
也可以更改其内容和版
图4 报刊主索引界面
式等。
（2）应用设计/
制作人员将制作完成的
应用节目，提交给应用
审核人员进行审核，未
通过审核的应用节目将
返回给应用设计/制作
人员重新修改，以上过
程可不断循环，直至最
图5 OCG播发Java应用示意图
终定稿。
（3）应用节目定
稿后，通过OCG客户
端完成OC的配置管理。
（4）将所有播出
信息以DVB DSM-CC
OC协议打包输出。
（5）OCG服务器
图6 OCG播发网页示意图
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“下一篇”的不间断阅读转移。
技术前沿
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广电网络
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数字电视
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CiTrans 640设
备。
本项目相邻
两个节点之间长
距离为燕矶至总
前端机房、涂镇
至太和、涂镇至
长港，使用长距
离光模块即可满
足要求，无需光
放大器件。对于
传输距离10km
步规划、同步建设、同步运行的原则
构建，使有线电视网成为安全、可信、
可管、可控的新型公共基础信息网络。
有线电视网络业务承载网将按业务分
类组网和不同类业务承载网络隔离，
并按照不同的管理要求采取不同的安
全策略，可实现对特定区域、特定业
务的控制；将采取防黑客攻击、防信
息篡改、防节目插播、防网络瘫痪等
技术措施，确保网络和业务平台运行
安全。
4.1 有线电视网络运行安全
有线电视网络配置及运维管理满
足《广播电视安全播出管理规定》、《广
播电视安全播出管理规定有线广播电
视网实施细则》、《广播电视安全播
出管理规定光缆干线网实施细则》中
的相关规定。
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实
践
应
用
图7 数据广播和交互信息服务平台业务数据流程
以内采用单模
10km光模块，
对于传输距离超
单向终端上，通过机顶盒中间件智能
判断应用所需数据来自OC广播获取
或通过双向网络同平台交互。
过10km采用单模40km光模块。鄂州
广电城域传输网拓扑图如图8所示。
传输网建设覆盖了329个行政
村（社区、农村居委会），新建杆路
519km，敷设光缆645km，熔接光节
点734个。目前全市已开通数字农家
书屋业务的用户（含各行政村）达到
12000多户，且逐日增多。
2.3 建设规划
数据广播和交互信息服务平台在
总体构架上相对成熟，在数字农家书
屋工程建设期间主要发展方向为：
（1）增加平台的承载能力，根据
用户发展规模扩充容量。
（2）在平台基本构架的基础上开
展更多数量的业务，丰富数字书屋的
类型和展现方式。
4.2 广播电视业务系统运行安全
广播电视业务系统的设计、建设
和运行满足《广播电视安全播出管理规
定》、《广播电视安全播出管理规定有
线广播电视网实施细则》的相关要求。
4 系统安全保障方案
有线电视网络安全与防护按照同
4.3 有线电视信息系统安全防护
有线电视信息系统由有线电视网
络和业务平台两部分组成。
3 传输网络建设
鄂州广电城域传输网合计有28个
节点，总前端中心节点为核心节点，
组成4个环。
其中主城环由万兆链路组成，其
余三个环由千兆链路组成。为了充分
保证网络的安全性和平滑升级能力，
核心关键节点采用大容量的CiTrans
660设备（其交换容量为160G，线
速I/O能力为80G），其余节点采用
《有线电视技术》 2015年第2期 总第302期
图8 鄂州广电城域传输网拓扑图
下转第99页
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行业动态
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设当U40与U41的温差达到n℃时，
机器出现降功率保护，则n值即为风
量不足，U41的热耦合“L”铜片冷却
不够，U41与U40的感应温差超过阈
风机要定期电气检查，摇测风机
线包绝缘，检查接线端子、保险和保
险座。检查扇叶及风机安装等是否有
松动，风机轴承也要定期清洗换油。
运行中加强巡查，发现声音异常及时
检查，常是风机轴承磨损严重，要及
时更换。
发射机内的灰尘过多不仅会严重
影响风流通路的风流量，还会造成其
他损坏设备事故的发生，所以必须定
期清洁。在本机型内部热交换器兼起
滤尘器的作用，故是维护清洁的重点。
希望能通过以上对风量监测电路
的理论分析，可以加深对发射机冷却
系统电路工作特点及原理的理解。在
实际的工作中，能够帮助大家在发生
风量或温度故障时，迅速判断故障点，
并及时、妥善处理故障，尽快恢复正
常播音，以降低停播率。
CATV
量保护电路的温度监测阈值。由式（3）
值，反映在风量监测电路上即发出发
可得：
射机的温度故障信号，启动保护有效。
PB输出柜和主合成器的变频风机
机柜的风量监测电路与PB功放柜风量
（4）
通过调整R213，即随着m值的
变化，风量保护的温度监测阈值n也
随之变化。m值越大，n值就越小，
监测就越灵敏。我们一般调整m值在
5~10之间，则n约为20~30℃。
同样的道理，可计算出当发射机
出现关机保护时的温度监测阈值。将
比较门限电平3.5V代入式（3），可
得到关机保护时的温度监测阈值，比
上面计算的n值约高出5℃。
在正常情况下，U41的热耦合温
度因为受到正常的强制风冷，与U40
所感测的环境温度接近，正常温差在
10℃左右。
因某种原因致使某风流通路风流
风冷却系统的良好运行是发射机
正常工作的必要条件，所以风冷系统
的维护也是发射机维护的重点。引起
风流量不足的常见原因主要有两个：
一是冷却风机出现故障，如风机马达
停转、反转、缺相或扇叶松动；二是
风流通路出现故障，如热交换器脏堵，
后门未关严走风等。有鉴于此，为保
证风冷系统的长期正常运行，日常维
护工作的关键项目是风机的定期检查
和风流通路的清洁。
监测电路略异，但其原理及工作参数
则完全相同，这里不再赘述。
4 风冷却系统维护要点
上接第96页
我们在建设有线电视信息系统时，
将同步进行信息系统安全的规划、设
计和建设，并结合网络实际情况，参
照GB17859-1999《计算机信息系统安
全保护等级划分准则》、GB/T22240-
2008《信息安全技术信息系统安全等
级保护定级指南》、GB/T22239-2008
《信息安全等级保护基本要求》、GB/
T20271-2006《信息安全技术信息系
统通用安全技术要求》、GB/T24856-
2009《信息系统等级保护安全设计技
术要求》、GB/T20273-2006《信息安
全技术数据库管理系统安全技术要求》
等信息安全等级保护相关标准，采取
相应的安全防护措施，构建纵深防御
体系，实现统一设计、分步实施，确
保网络运行安全。
工程建设取得了圆满成功，这项利用
广播电视三网融合技术建设数字农家
书屋的全国首创，受到国家新闻出版
总署的充分肯定，也受到鄂州农民普
遍欢迎。我们将进一步扩大覆盖范围，
充分发挥投资效益；立足服务“三农”，
丰富数字内容，开展多样化服务，建
立数字农家书屋管理使用的长效机制。
参考文献
[1]施维.农家书屋,开启数字化建设征程.农
民日报,2010年7月30日.
[2]王仕勇.推进农家书屋数字化建设的思
考.出版发行研究,2012(8).
[3]廖洪涛.数字电视交互系统.中国广播电视
出版社.
CATV
5 小结
2013年5月，人民日报、中国新
闻出版报、湖北日报、荆楚网等媒体
集中对湖北鄂州市数字农家书屋进行
了报道。2013年10月24日，湖北省
广电局联合楚天广电网络公司及鄂州
市新闻出版局、鄂广网络公司组成联
合检查组，对鄂州市320个行政村和
2个社区入户的数字农家书屋建设工
程进行了检查验收。检查验收人员对
工程的组织领导、安装施工、管理使
用给予充分肯定，鄂州农家电子书屋
责编：胡欣欣 邮箱：huxxcatv@
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