IP化信號傳輸系統(tǒng)在廣電網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

劉 剛

（江蘇有線蘇州分公司，江蘇 蘇州 215006）

在三網(wǎng)融合的大趨勢下，廣電網(wǎng)絡(luò)給用戶提供的節(jié)目信號朝著越來越多樣化、專業(yè)化、高清化和互動化的方向發(fā)展，加上原有廣電網(wǎng)絡(luò)廣播級不間斷的播出需求等，對原有的信號傳輸系統(tǒng)[1-2]提出越來越高的要求，即大容量的帶寬、靈活方便的信號調(diào)度和穩(wěn)健安全的傳輸?shù)取?/p>

一般說來，前端播出機(jī)房的信號源主要來自兩個方面：衛(wèi)星地面接收和光纖干線傳輸。隨著信號的高清化以及骨干承載網(wǎng)技術(shù)的革新等一系列因素，光纜干線傳輸信號越來越顯示出重要的地位，很多已成為主用播出信號，這也對原有信號傳輸系統(tǒng)提出新的要求。

1 廣電網(wǎng)絡(luò)信號傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 信號傳輸系統(tǒng)的復(fù)雜性

目前在用的信號交換多采用傳統(tǒng)的SDH（數(shù)字同步系列）信號流進(jìn)行編解碼復(fù)用傳輸，環(huán)節(jié)較多，系統(tǒng)較為復(fù)雜。模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換變成數(shù)字ASI（異步串行接口）信號，各種ASI信號流在復(fù)用器上進(jìn)行要求的組合復(fù)用后，變成需要的ASI信號流，再通過適配器，轉(zhuǎn)化為SDH可傳輸?shù)腄S3信號流，最后復(fù)用成更高級別數(shù)字信號進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。而在接收端，同樣需要這樣的逆轉(zhuǎn)變過程。這一切都需要在機(jī)房布放較多的設(shè)備以及電纜線進(jìn)行溝通，使得信號系統(tǒng)非常冗余復(fù)雜。

1.2 信號傳輸系統(tǒng)較弱的可擴(kuò)展性

在使用SDH的DS3方式進(jìn)行傳輸，帶寬非常有限，節(jié)目傳輸?shù)臄U(kuò)展性較弱。按照標(biāo)清節(jié)目4 Mbit/s來計算，1個DS3流最多只能傳10套節(jié)目，如果傳高清流的話，更是捉襟見肘。而現(xiàn)在的信號流，一個較大的付費(fèi)節(jié)目包就需上百兆的帶寬，傳輸帶寬較弱的擴(kuò)展性已經(jīng)阻礙了廣電網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)發(fā)展，亟待用新的傳輸方式來解決。

1.3 信號傳輸系統(tǒng)存在的不可用性

很多廣電網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)房都在進(jìn)行搬遷工作，通常原有前端播出機(jī)房和核心傳輸機(jī)房都設(shè)在同一樓層不同位置，而現(xiàn)在業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，機(jī)房可能會在不同的樓層，不同的地方，這就造成了原有通過電纜線互聯(lián)的傳輸系統(tǒng)因?yàn)榫嚯x原因無法繼續(xù)使用原有光纖信號源。

上述的各方面原因，包括電纜線隨著時間累計而造成信號的劣化等，迫切需要一種新的信號傳輸系統(tǒng)來替代。顯然，IP化的信號傳輸系統(tǒng)就顯示出無比強(qiáng)大的優(yōu)勢，并逐漸被廣電網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用。

2 IP化信號傳輸系統(tǒng)特性和優(yōu)勢

2.1 IP化信號傳輸系統(tǒng)承載網(wǎng)特性

2.1.1 MSTP承載網(wǎng)特性

MSTP（多業(yè)務(wù)傳輸平臺）技術(shù)[3]發(fā)展至今，已經(jīng)非常成熟，它以SDH面向連接的時分復(fù)用技術(shù)為核心，利用GFP（通用幀協(xié)議）結(jié)合以太網(wǎng)技術(shù)、ATM（異步傳輸模式）技術(shù)等形成的多業(yè)務(wù)傳輸平臺。就目前使用情況，MSTP中使用的最多的就是IP接口，包括百兆以太接口和GE（千兆以太）接口。和早期的百兆以太接口映射綁定VC12不同的是，目前應(yīng)用的GE板可以直接映射綁定VC3和VC4，非常方便地達(dá)到使用大帶寬的目的。

由于MSTP技術(shù)從傳統(tǒng)SDH技術(shù)演進(jìn)而來，因此它保留了SDH原有的復(fù)用段保護(hù)方式、通道保護(hù)方式以及1+1線性保護(hù)方式等，這給信號傳輸帶來可靠的保證。

2.1.2 OTN承載網(wǎng)特性

OTN（光傳送網(wǎng)）技術(shù)[4-5]是近幾年在DWDM（密集波分復(fù)用）發(fā)展起來的大容量干線傳輸技術(shù)。它保留了原有DWDM技術(shù)里單波大容量的特性，又引進(jìn)了原有SDH技術(shù)里電交叉技術(shù)以及開銷技術(shù)等，極大地豐富了DWDM系統(tǒng)對小顆粒或子波長級業(yè)務(wù)整合能力以及業(yè)務(wù)監(jiān)控能力，經(jīng)過不斷發(fā)展和完善形成一系列的OTN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為業(yè)務(wù)的使用提供了通用的接口。這種GE級別的業(yè)務(wù)批量提供，使得信號傳輸系統(tǒng)的承載游刃有余。

OTN的設(shè)備級保護(hù)包括集中電源保護(hù)、主控1+1保護(hù)、交叉1+1保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)級的保護(hù)包括光線路保護(hù)、板內(nèi)1+1保護(hù)、客戶側(cè)1+1保護(hù)、SNCP保護(hù)等，這些多樣化的保護(hù)方式，也給信號傳輸系統(tǒng)提供足夠的健壯性保證。

2.2 IP化信號復(fù)用系統(tǒng)性能特性和優(yōu)勢

和傳統(tǒng)的信號復(fù)用系統(tǒng)相比，IP化信號復(fù)用系統(tǒng)在保留傳統(tǒng)的ASI接口外，引入了IP接口，這種GE接口的引入，可以說是一次質(zhì)的飛躍。在此種復(fù)用系統(tǒng)中，使用較廣泛的就是DCM（數(shù)字內(nèi)容管理）設(shè)備。

2.2.1 大容量靈活可擴(kuò)展

GE口可以傳輸?shù)膸挶绕饌鹘y(tǒng)的DS3提高了20倍左右，極大地滿足了前端播出系統(tǒng)對信號源的大量需求。另外，IP化復(fù)用系統(tǒng)建好后，傳輸信號的數(shù)量也可以根據(jù)要求靈活增減，因?yàn)槠浼嫒菰蠥SI數(shù)字電接口，無論外部是ASI口還是GE口信號，都可以通過ASI接口卡和GE接口卡進(jìn)行信號的靈活調(diào)度，包括發(fā)送和接收，而且配備的接口數(shù)目是傳統(tǒng)信號復(fù)用系統(tǒng)無法比擬的。

2.2.2 安全健壯可靠

IP化的信號復(fù)用系統(tǒng)配備了雙路電源，且支持信號的1+1熱備份。這種1+1的信號熱備份對廣電級的業(yè)務(wù)播出提供了強(qiáng)有力的支持。另外，由于此系統(tǒng)的設(shè)計都采用模塊化設(shè)計，支持業(yè)務(wù)板卡模塊和風(fēng)扇板卡模塊等熱插拔，這些使得業(yè)務(wù)的使用更為安全可靠。

2.2.3 智能化可控可管理

在用戶對服務(wù)要求越來越高的今天，廣電網(wǎng)絡(luò)對設(shè)備的管控也變得越發(fā)重要。IP化信號復(fù)用系統(tǒng)，通過強(qiáng)大的GUI（圖形化用戶接口），可以對業(yè)務(wù)信號按需求調(diào)度，內(nèi)置加擾器可以對多個CA系統(tǒng)同密，且可以提供對TS流和信號的分析。這種越來越智能化的管控能力，使得信號傳輸系統(tǒng)可以層層監(jiān)控，確保最優(yōu)質(zhì)的安全播出。

3 IP化信號傳輸系統(tǒng)應(yīng)用構(gòu)架

3.1 與電視臺播出信號系統(tǒng)互聯(lián)應(yīng)用構(gòu)架

一般市級或省級電視臺本地制作的信號大概在5～10套，這些信號在早期可能采用模擬光端機(jī)傳至有線前端播出機(jī)房或核心傳輸機(jī)房。在信號制作的數(shù)字化改造后，一般通過SDI（數(shù)字分量串行接口）[6]或ASI光端機(jī)利用光纖主備傳輸通道至有線前端播出機(jī)房或者核心傳輸機(jī)房。這些信號在前端機(jī)房處理后直接成為播出信號，另外這些信號也可以通過IP化復(fù)用系統(tǒng)，傳輸?shù)組STP或OTN的GE口，成為其他地市或市縣等的信號源。

在和電視臺播出信號系統(tǒng)互聯(lián)中，IP化傳輸系統(tǒng)主要起到少量信號接收和預(yù)轉(zhuǎn)化作用，這也體現(xiàn)出其一定的技術(shù)優(yōu)勢和特點(diǎn)，具體構(gòu)架見圖1。

圖1 與電視臺播出信號系統(tǒng)互聯(lián)應(yīng)用構(gòu)架

3.2 與遠(yuǎn)端信號收發(fā)系統(tǒng)互聯(lián)應(yīng)用構(gòu)架

在與遠(yuǎn)端信號接收和發(fā)送系統(tǒng)互聯(lián)中，考慮到GE通道承載的信號節(jié)目數(shù)量較多，一般都采用雙設(shè)備雙端口來傳送和接收。相同的信號源通過光分路器傳至兩套IP化復(fù)用系統(tǒng)，在經(jīng)過重新組合和編排后，將需要的主備信號傳送至承載網(wǎng)設(shè)備GE端口。

送至MSTP的GE口的主備信號流，在MSTP設(shè)備的不同GE單板上進(jìn)行業(yè)務(wù)對接，通過MSTP的環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)，使得信號業(yè)務(wù)的傳輸?shù)玫奖Ｕ?。另外，若采用OTN承載網(wǎng)，在主備信號送至不同端口后，除了環(huán)網(wǎng)本身的保護(hù)外，可以利用DCP（雙路光通道保護(hù)）單板進(jìn)行二級保護(hù)，這種多級保護(hù)方式更加保證了信號節(jié)目流的傳輸在技術(shù)層面上的萬無一失。具體構(gòu)架見圖2。

3.3 與前端播出系統(tǒng)互聯(lián)應(yīng)用構(gòu)架

前端播出系統(tǒng)承擔(dān)著所有節(jié)目信號在廣電網(wǎng)絡(luò)的播出工作。一方面它從空中接收衛(wèi)星信號節(jié)目，從干線傳輸系統(tǒng)接收光纜信號節(jié)目；另外一方面也給傳輸系統(tǒng)提供衛(wèi)星信號節(jié)目源。在使用IP化接口前，大量的電纜線在傳輸機(jī)房和前端機(jī)房之間進(jìn)行信號流的雙向傳輸，如果再有新的節(jié)目流要進(jìn)行聯(lián)通，就需要重新布放電纜，而且使用的信號在傳輸層面監(jiān)測也相對困難。

在引入IP化復(fù)用系統(tǒng)后，利用主備兩根光纖就可以傳送千兆節(jié)目并達(dá)到保護(hù)的目的，有新的節(jié)目流加入，只要通過相關(guān)業(yè)務(wù)板卡輸入至原有節(jié)目流，也就是將新的節(jié)目組播流加入到原有組播流包中，對原有業(yè)務(wù)沒有任何影響，這極大地簡化了信號傳輸模型[7]，將可能的故障和隱患降低到了最低。具體構(gòu)架見圖3。

4 小結(jié)

在全球ALL-IP的趨勢下[8]，廣電網(wǎng)絡(luò)的信號傳輸系統(tǒng)也在隨之不斷地進(jìn)行變化。IP化信號傳輸系統(tǒng)的引入和不斷向前推進(jìn)，目的是要達(dá)到信號傳輸質(zhì)量的更可靠化、模型的更簡單化、使用和管控更智能化。而這一切改進(jìn)都是為了保證廣電網(wǎng)絡(luò)為用戶提供更好、更豐富、更優(yōu)質(zhì)的需求服務(wù)。

三網(wǎng)融合的潮流愈演愈烈，相信廣電網(wǎng)絡(luò)除了對傳輸信號、傳輸系統(tǒng)的IP化改進(jìn)外，各方面工作都在持續(xù)提升優(yōu)化，從而為用戶提供滿意的服務(wù)，不斷取得市場的認(rèn)可。

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[1]邢浩，王曉彥.數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐[J].電視技術(shù)，2009，33（7）：54-55.

[2]杜世清.信號傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與改造[J].廣播與電視技術(shù)，2009（6）：5-6.

[3]YDT5150-2007，基于SDH的多業(yè)務(wù)傳輸節(jié)點(diǎn)（MSTP）本地光纜傳輸工程驗(yàn)收規(guī)范[S].2007.

[4]YDT1462-2006，光傳送網(wǎng)（OTN）接口[S].2006.

[5]陳翔.三網(wǎng)融合時代廣電光傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢分析[J].電視技術(shù),2011，35（4）：49-51.

[6]梁冬梅.電視臺節(jié)目傳輸系統(tǒng)設(shè)計與思考[J].電視技術(shù)，2011，35（14）：60-62.

[7]李純.天津電視臺傳輸中心方案設(shè)計[J].廣播與電視技術(shù)，2010（7）：79-85.

[8]武文彥.智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.