湖北廣電SDH微波網(wǎng)絡(luò)及編解碼系統(tǒng)IP化改造

文丨鄭全永

（江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司，江蘇南京 210006）

在廣電電視SDH（同步數(shù)字體系）微波傳輸系統(tǒng)中，廣播電視節(jié)目傳輸通常是利用SDH系統(tǒng)E1（2Mbit/S）和DS3（45Mbit/s）鏈路復(fù)接技術(shù)進(jìn)行傳輸。隨著數(shù)字廣播技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的編解碼和傳輸體系已經(jīng)不能滿足目前多業(yè)務(wù)、多速率要求。利用湖北廣播電視SDH數(shù)字化改造工程契機(jī)，通過引入MSTP（多業(yè)務(wù)傳輸平臺）技術(shù)和對原有編解碼系統(tǒng)進(jìn)行IP化改造，設(shè)計一個基于IP傳輸技術(shù)的新型SDH微波傳輸網(wǎng)絡(luò)。

1 湖北SDH微波網(wǎng)絡(luò)概述

湖北省廣播電視微波數(shù)字化改造工程采用155Mbit/s同步數(shù)字體系（SDH）進(jìn)行電視節(jié)目和廣播節(jié)目信號的傳輸。鏈路的傳輸容量為1×STM-1，配置為(1+1)。微波首站即節(jié)目中心正傳10套電視節(jié)目信號，采用4:2:0格式，速率為6～8Mbps。武漢龜山與孝感、襄陽等14個地級市回傳電視新聞節(jié)目1套，采用4:2:2格式，速率為6～8Mbps速率。廣播節(jié)目信號正傳10套，速率為10×128Kbps。正傳信號將從節(jié)目中心傳至武漢龜山，再經(jīng)過分支后分別送入西南、西北和東線三條干線。四條干線的回傳信號匯接至武漢龜山后，經(jīng)過合并回傳到節(jié)目中心。路由情況見圖1。

圖1 微波系統(tǒng)信號路由圖

2 傳統(tǒng)系統(tǒng)組網(wǎng)方案

首站節(jié)目中心按每套電視節(jié)目壓縮至6～8Mbit/s進(jìn)行傳輸，則可通過一條DS3通道傳送6套電視節(jié)目。10套電視節(jié)目信號正傳需要2個DS3(45Mbit/s)通道。10套廣播節(jié)目打包到傳送4套電視節(jié)目DS3(45Mbit/s)通道中以便節(jié)約傳輸資源?；貍鞯?5套電視節(jié)目采用4:2:2碼率編碼后回傳至節(jié)目中心。按照6～7路回傳電視節(jié)目復(fù)接成一個DS3(45Mbit/s)信號原則。四方向站武漢龜山，西北線十堰四方山、襄陽虎頭山、孝感，東線黃岡白羊山、黃石月亮山、鄂州西山復(fù)接成一個DS3(45Mbit/s)信號；西南線恩施舞陽壩、宜昌東山、荊門東寶山、荊州、潛江園林、天門和西南線咸寧潛山、仙桃復(fù)接成一個DS3(45Mbit/s)信號。

選取武漢龜山對以上方案舉例說明。武漢龜山是四方向站，接收到的節(jié)目中心正傳信號經(jīng)過解碼輸出供龜山臺發(fā)射使用。從鄂州西山回傳的3路電視信號和從孝感回傳的3路電視信號在武漢龜山和節(jié)目中心回傳的電視信號重新打包，復(fù)接成1路DS3信號接入DXC設(shè)備回傳。從衛(wèi)星地球站回傳的1路DS3信號接入DXC設(shè)備回傳到節(jié)目中心。武漢龜山的編解碼系統(tǒng)示意圖詳見圖2。

通過上圖可以看出，由于系統(tǒng)僅能提供3個DS3傳輸通道，上下傳送的廣播電視信號需要多次提取、適配和復(fù)用，傳輸通道的資源利用率低并且對信號的傳輸質(zhì)量產(chǎn)生影響。為解決以上問題引入編解碼IP化改造技術(shù)和MSTP技術(shù)，下面分別對種技術(shù)進(jìn)行介紹。

3 IP化改造方案

3.1 編解碼系統(tǒng)IP改造

編解碼部分實現(xiàn)對視頻信號的編碼和解碼功能，在編碼端由編碼器把輸入的模擬視頻流進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換并壓縮成MPEG-2格式的碼流，在解碼器端把MPEG-2的碼流解壓縮并轉(zhuǎn)換為模擬視頻流輸出。

通過編碼器和解碼器增加IP封包和拆包功能實體，提供了與IP網(wǎng)絡(luò)的接口，使視頻數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸成為可能。編解碼系統(tǒng)IP化示意圖詳見圖3。

圖2 武漢龜山編解碼系統(tǒng)圖

使用MSTP技術(shù)在SDH網(wǎng)絡(luò)增加以太網(wǎng)承載能力，這樣就可以實現(xiàn)了IP over SDH的傳輸方式。下面介紹MSTP技術(shù)。

3.2 MSTP技術(shù)引入

MSTP(Multi-Service Transfer Platform)(基于SDH 的多業(yè)務(wù)傳送平臺)是指基于SDH 平臺同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點。MSTP通過在傳統(tǒng)的SDH設(shè)備上增加以太網(wǎng)接口來接入以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)經(jīng)過媒體訪問控制(MAC)處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝，然后到指定的虛容器(VC)通道中上SDH線路傳輸。MSTP可以提供以太網(wǎng)透傳功能、以太網(wǎng)二層交換功能和以太環(huán)網(wǎng)功能。異步傳輸模式(ATM)信元在MSTP上的透傳功能在技術(shù)上較為簡單，只是SDH系統(tǒng)提供一條VC通道實現(xiàn)ATM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的透明的點到點傳送即可。準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸體系(PDH)業(yè)務(wù)通過VC映射直接接入MSTP系統(tǒng)中。MSTP的引入，在SDH微波網(wǎng)絡(luò)中即保留了傳統(tǒng)的PDH和SDH接口又增加了以太網(wǎng)接口。MSTP技術(shù)原理及接口見圖4。

3.3 改造后的組網(wǎng)方案

視頻編碼器和音頻編碼器對采集下傳的數(shù)字信號或模擬信號進(jìn)行壓縮編碼形成MPEG-2碼流。若地市上傳廣播電視節(jié)目較多可使用復(fù)用器將各信號進(jìn)行合路。進(jìn)行IP封包后接入MSTP設(shè)備，接入SDH微波網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。對上傳的節(jié)目通過MSTP以太網(wǎng)口提取后，經(jīng)過拆包轉(zhuǎn)換為ASI信號解碼輸出。通過MSTP技術(shù)的引入和編解碼系統(tǒng)IP改造，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到簡化，增加了網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的靈活性。由于MSTP具有二層交換功能，在實際的應(yīng)用中計算機(jī)可以直接接入SDH微波網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行非實時采編節(jié)目的上傳，大大增加了網(wǎng)絡(luò)的可拓展性。具體業(yè)務(wù)傳送結(jié)構(gòu)如5圖。

本文結(jié)合湖北省廣播電視SDH數(shù)字化改造工程，介紹了MSTP和編解碼系統(tǒng)IP改造技術(shù)。通過以上技術(shù)的運用將傳統(tǒng)的SDH微波傳輸平臺改造為支持多業(yè)務(wù)傳送，且組網(wǎng)靈活、帶寬利用率高IP化傳輸網(wǎng)絡(luò)，為今后新業(yè)務(wù)的推廣打下堅實的基礎(chǔ)。

圖3 編解碼系統(tǒng)IP化示意圖

圖4 MSTP技術(shù)原理及接口示意圖

圖5 業(yè)務(wù)傳送結(jié)構(gòu)示意圖

[1]曹薊光，吳英樺. 多業(yè)務(wù)傳送平臺（MSTP）人民郵電出版社. 2003，11.

[2]張成良. MSTP技術(shù)新發(fā)展和3G傳輸. 通信世界， 2004，16(12).

[3]王健全. MSTP的新業(yè)務(wù)及其應(yīng)用. 《中興通訊技術(shù)》，2005，6.