摘要：本文介紹了高速多媒體數(shù)據(jù)廣播和寬帶網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成和各自的特點(diǎn)，以PC為中心，使多媒體數(shù)據(jù)廣播與寬帶網(wǎng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)交互式多媒體應(yīng)用。
1 引言
近幾年來隨著數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，廣播電視也正經(jīng)歷由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)向數(shù)字信號(hào)的巨大變革。清晰度大幅提升、交互性、多媒體信息豐富等是數(shù)字信號(hào)電視帶給人們的直觀感受。數(shù)字高清晰度電視(HDTV)、數(shù)字視頻廣播(DVB)、數(shù)字音頻廣播(DAB)已經(jīng)慢慢走近我們的生活。
在這場(chǎng)變革中，由數(shù)字電視衍生出來的一些增值技術(shù)也越來越受到人們的關(guān)注，高速多媒體數(shù)據(jù)廣播是其中非常重要的一種。它利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)資源，可提供文件、數(shù)據(jù)、音頻、視頻和綜合業(yè)務(wù)的廣播服務(wù)；接收終端為PC卡，系統(tǒng)兼容DVB系列標(biāo)準(zhǔn)；通過IP包可傳輸基于MPEG-l、MPEG-2或MPEG-4格式的視頻數(shù)據(jù)流，使用戶能享受到高質(zhì)量的視頻實(shí)況圖像，充分體現(xiàn)寬帶的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)的普及和當(dāng)今寬帶通信網(wǎng)絡(luò)(以下簡(jiǎn)稱寬帶網(wǎng))技術(shù)的突飛猛進(jìn)，也使我們更加傾向于選擇有交互性特點(diǎn)的信息。寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是多種多樣的，有基于PSTN網(wǎng)絡(luò)的xDSL技術(shù)、基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的Cable Modem技術(shù)、基于LAN的社區(qū)寬帶綜合布線技術(shù)，以及將成為未來主流的FTTH技術(shù)，這些都為我們的交互式應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。
當(dāng)今，語音通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和電視網(wǎng)絡(luò)之間的界限越來越模糊，三網(wǎng)融合的趨勢(shì)越來越明顯。
2 有線電視網(wǎng)絡(luò)多媒體數(shù)據(jù)廣播的概念
高速多媒體數(shù)據(jù)廣播是繼音頻和視頻廣播之后融合音頻、視頻以及文字為一體的第四代廣播方式。數(shù)據(jù)廣播分為逆程數(shù)據(jù)廣播(又可稱之為圖文電視)和正程數(shù)據(jù)廣播(又被稱為高速多媒體數(shù)據(jù)廣播)兩種。
有線電視網(wǎng)絡(luò)多媒體數(shù)據(jù)廣播利用電視信號(hào)加載的數(shù)字信號(hào)，可由一點(diǎn)向多點(diǎn)高速傳送數(shù)字化信息。它使用有線電視網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒體，充分發(fā)揮有線電視網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣、價(jià)格低廉、寬帶高速、穩(wěn)定可靠的入戶優(yōu)勢(shì)，為廣大有線電視用戶提供影視節(jié)目、數(shù)字音頻、遠(yuǎn)程教育、因特網(wǎng)網(wǎng)站廣播、金融和證券信息、電子報(bào)刊訂閱、高速點(diǎn)播下載及因特網(wǎng)游覽等服務(wù)。
與有線電視網(wǎng)一樣，高速數(shù)據(jù)廣播也是一種從上到下的單向傳輸機(jī)制。由于采用的是數(shù)字信號(hào)，用戶端可通過使用一些功能強(qiáng)大的軟件，有選擇地接收廣播數(shù)據(jù)，并根據(jù)自己的需要對(duì)這些信息進(jìn)行存儲(chǔ)、瀏覽、分析；它的交互方式是一種虛擬的交互，實(shí)際上是由PC首先將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地硬盤中，用戶再從本地選擇所需的內(nèi)容，如果用戶提交的需求信息不在廣播內(nèi)容之中，那么信息將無法取得。
3 寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的概念
寬帶通信網(wǎng)絡(luò)指的是速率在1.544Mbps以上，等待時(shí)間在幾十毫秒以內(nèi)的高速數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，是建立在IP協(xié)議基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。在短短的10年內(nèi)，用戶接入速率便從早期的9.6kbps發(fā)展到現(xiàn)在的1Mbps、10/100Mbps，增長了成千上萬倍，而且接入方式也多種多樣，比如xDSL、WLAN、Cable Mode、WLAN、FTTH等。
電力線上網(wǎng)(PLC)是目前的主要接入技術(shù)。用戶端以PC為主，操作系統(tǒng)大多數(shù)采用微軟的Windows平臺(tái)，可在其上開展視頻音頻點(diǎn)播及下載，遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)游戲、即時(shí)通信、網(wǎng)頁瀏覽等交互性強(qiáng)的業(yè)務(wù)，同時(shí)各種網(wǎng)站數(shù)量更是以億計(jì)，幾乎沒有找不到的信息。如此豐富的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)已成為人們生活、工作、學(xué)習(xí)必不可少的工具，它的突出特點(diǎn)是雙向性，實(shí)時(shí)性、交互性，這也是高速多媒體數(shù)據(jù)廣播所欠缺的，且目前多媒體內(nèi)容在寬帶網(wǎng)上的傳輸還不夠完善，比如，IPTV用戶接入帶寬的要求達(dá)到3Mbps-4Mbps(使用MPEG-2編碼)或2Mbps(使用MPEG-4或更高壓縮率的編碼)，一些清晰度較高的視頻節(jié)目帶寬需求更大，寬帶網(wǎng)難以滿足，這點(diǎn)正是高速多媒體數(shù)據(jù)廣播的特點(diǎn)，所以，融合多媒體數(shù)據(jù)廣播和寬帶網(wǎng)的應(yīng)用有一定的互補(bǔ)性和必然性。
4 有線電視網(wǎng)絡(luò)多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)的組成及功能
有線電視網(wǎng)絡(luò)多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)播出子系統(tǒng)、用戶子系統(tǒng)、外交互子系統(tǒng)、視頻直播子系統(tǒng)和衛(wèi)星接收子系統(tǒng)等部分組成，各部分的功能分述如下。
4.1 數(shù)據(jù)播出子系統(tǒng)
數(shù)據(jù)播出子系統(tǒng)是寬帶多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)的一個(gè)核心部分，它的主要功能是有效地組織各種信息資源，通過特定的播出設(shè)備和軟件將資源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可以在有線電視網(wǎng)上廣播的信息，并且把信息送到有線電視播出設(shè)備上，同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)播出實(shí)行監(jiān)控、對(duì)系統(tǒng)用戶進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)播出子系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：數(shù)據(jù)播出管理網(wǎng)絡(luò)、播放服務(wù)器和多媒體數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)前端調(diào)制器等。
4.2 用戶子系統(tǒng)
用戶為了接收多媒體數(shù)據(jù)廣播的數(shù)據(jù)或者利用寬帶網(wǎng)進(jìn)行Internet接入，需要配備相應(yīng)的硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件，這些硬件、軟件就構(gòu)成了用戶子系統(tǒng)。
4.3 外交互子系統(tǒng)
外交互子系統(tǒng)的主要功能是為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙向接入業(yè)務(wù)，它是在單向數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上的一個(gè)重要擴(kuò)展。外交互子系統(tǒng)主要部件包括：城域網(wǎng)的匯聚層交換機(jī)、骨干路由器和網(wǎng)管服務(wù)器等。
4.4 視頻直播子系統(tǒng)
視頻直播子系統(tǒng)的主要功能是通過視頻采集模塊實(shí)時(shí)采集視頻信號(hào)，并將其送入播出系統(tǒng)，從而在數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播或直播。
4.5 衛(wèi)星接收子系統(tǒng)
衛(wèi)星接收子系統(tǒng)主要用于接收來自衛(wèi)星信道的各種信息資源，并將接收到的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)播出管理網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)或直接通過播放服務(wù)器轉(zhuǎn)播到有線電視網(wǎng)上。
5 多媒體數(shù)據(jù)廣播和寬帶網(wǎng)傳輸技術(shù)分析
根據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的統(tǒng)計(jì)分析表明：
用戶在接入網(wǎng)絡(luò)后，更多的時(shí)候是從網(wǎng)上下載各種信息，而向外傳輸?shù)男畔⒘繀s很小， 這就使得下行數(shù)據(jù)流量大大超過上行數(shù)據(jù)流量。對(duì)一定區(qū)域的用戶，其信息需求既有個(gè)性又有共性，在許多情況中，用戶對(duì)信息需求表現(xiàn)出強(qiáng)烈的共性，用戶所需要的個(gè)性化的信息相對(duì)較少。多媒體數(shù)據(jù)廣播采用DVB/QAM調(diào)制技術(shù)可在每個(gè)8MHz的電視頻道上達(dá)到40Mbps的單向下行傳輸速度，可向用戶傳輸大量的音頻、視頻、文字、圖片等多媒體內(nèi)容。
目前，寬帶網(wǎng)的接入主要采用ADSL (非對(duì)稱用戶數(shù)字環(huán)路)、Cable Modem (電纜調(diào)制解調(diào)器)、以太網(wǎng)接入這三種接入方式，而FTTH(光纖到戶)具有其他接入方式無法達(dá)到的傳輸速率，且具有安全性高、抗干擾性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)，無疑將是未來接入的最佳選擇，但因其造價(jià)高、布線復(fù)雜，還不是當(dāng)前的主流接入技術(shù)。下面我們對(duì)這三種接入方式進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較，如表1所示。
表1
由表1可以看出，ADSL傳輸速率最低，無法滿足一些高質(zhì)量的視頻服務(wù)，且ADSL和Cable Modem都是非對(duì)稱傳輸，上行速率有一定的限制；而以太網(wǎng)是雙向?qū)ΨQ傳輸，可滿足雙向視頻通信要求，具有較高的速率，且升級(jí)方便，但需要重新布線，施工有一定的困難，對(duì)于可能產(chǎn)生的交互性強(qiáng)的應(yīng)用，如多媒體教育、視頻交流等，以太網(wǎng)的傳輸效果會(huì)更好一點(diǎn)。
6 對(duì)多媒體數(shù)據(jù)廣播和寬帶網(wǎng)融合的一點(diǎn)思考
目前，網(wǎng)絡(luò)正朝著相互融合、滲透的方向發(fā)展。有效利用多媒體數(shù)據(jù)廣播的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合寬帶網(wǎng)的多業(yè)務(wù)特點(diǎn)，可提高有線電視網(wǎng)和寬帶網(wǎng)的價(jià)值，帶來更多的利潤增長點(diǎn)。同時(shí)，兩項(xiàng)業(yè)務(wù)相輔相成，可使用戶享受信息科技帶來的更大、更多的驚喜。
在多媒體數(shù)據(jù)廣播的內(nèi)容方面，要有其突出的特點(diǎn)，同時(shí)要結(jié)合寬帶網(wǎng)互動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。要按受眾的不同，分類制作節(jié)目?jī)?nèi)容，比如按年齡分層次的多媒體教育節(jié)目，不僅由多媒體數(shù)據(jù)廣播向用戶傳送固定的內(nèi)容和豐富多彩的信息，使用戶“被動(dòng)地”接收教育，當(dāng)然，教育內(nèi)容的新穎和生動(dòng)是非常重要的，要充分利用多媒體的視聽結(jié)合、動(dòng)靜結(jié)合、寓教于樂，使用戶愿意接受灌輸；還要使用戶能主動(dòng)的“尋找信息，查缺補(bǔ)漏”，形成“老師”與“學(xué)生”之間的互動(dòng)。再比如，新聞?lì)l道每天將國內(nèi)、國際發(fā)生的大事、要事、有趣事收集在一起，經(jīng)過精心組織和深度加工，以最快的速度傳遞給用戶，該頻道每天更新的新聞條目上百條，包括國內(nèi)國際要聞以及社會(huì)文體和圖片分類新聞等；同時(shí)，要有一個(gè)新聞的門戶網(wǎng)站，可以方便用戶對(duì)自己感興趣的新聞或相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)查看，還可以增設(shè)電子報(bào)刊頻道，為用戶組織數(shù)十份電子報(bào)刊，包括全國性和地方性的綜合和專業(yè)報(bào)刊，用戶可以根據(jù)自己的愛好有選擇地閱讀。這樣，在進(jìn)行內(nèi)容組織的同時(shí)，又在不知不覺中建設(shè)著自己的門戶網(wǎng)站，為Internet用戶提供更為豐富的內(nèi)容，同時(shí)，也可減輕CableModem用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)的出口壓力。
7 總結(jié)
高清晰電視、數(shù)字電視、數(shù)字音頻的時(shí)代正在走近，寬帶網(wǎng)逐漸成熟，寬帶網(wǎng)的作用日益突出，在不久的將來，融合多媒體數(shù)據(jù)廣播和寬帶網(wǎng)的PC機(jī)將成為家庭的娛樂、學(xué)習(xí)、生活的中心，充分發(fā)揮高速、多媒體、交互的優(yōu)勢(shì)，帶給用戶前所未有的享受，會(huì)領(lǐng)先一步享受數(shù)字時(shí)代帶來的快樂。