IP微波在數(shù)字地面電視傳輸中運用分析

■ 山西廣播電視無線管理中心：王星

隨著人們對日常生活質量的需求提高，對于電視節(jié)目的收視質量要求已經(jīng)建立起了較高的思想標準，許多視頻節(jié)目都需要通過高清視頻的形式進行放送，這就需要使用更加高效且低成本的傳輸技術，數(shù)字地面電視與IP微波技術的結合就能夠有效實現(xiàn)這一目標，打破傳統(tǒng)信息技術對節(jié)目質量的桎梏，顯著的提高電視信號質量，實現(xiàn)高水平的節(jié)目播放。

1.IP微波與數(shù)字地面電視的主要內容

1.1 IP微波技術的主要內容

IP微波技術全稱為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議微波技術，是在SDH信號傳輸技術的基礎上進行技術拓展的產(chǎn)物。通常IP微波技術的主要組成部分有室內模塊、室外模塊、接收天線、中頻纜線。IP微波技術的室內模塊主要由接入端口、數(shù)據(jù)信息分析系統(tǒng)、信號調制復用模塊、頻率加載模塊、操作系統(tǒng)以及信息錯誤更正編解碼器等結構內容組成。室外模塊通常起到的是降噪濾波的作用，主要的結構組成為合成鎖相頻率源、功率改變器以及變頻器。接收天線負責接收和傳輸信號，中頻纜線將室內外兩個模塊連接在一起，并將節(jié)目信號傳輸給接收天線，完成節(jié)目傳輸發(fā)送。IP微波技術主要以互聯(lián)網(wǎng)IP協(xié)議作為媒介，以實現(xiàn)對不同類型幀率IP信息完成包裹傳輸為目的的傳輸技術。IP微波技術能夠實現(xiàn)在網(wǎng)絡上的有效連通，在實際使用中通過SDH技術的輔助，能夠依照不同的數(shù)據(jù)加工方式來實現(xiàn)對傳輸信號的修正，修正之后的信號與接收天線中的信號融合，并打包成為數(shù)據(jù)包進行共同傳輸。

1.2 數(shù)字地面電視的主要內容

數(shù)字地面電視主要是通過接受地表建立的電子信號塔所釋放的信號，來實現(xiàn)對節(jié)目信號的轉換和播放。通常來說數(shù)字電視對于用戶的硬件設施要求較高，只有用戶在配備了具有地面信號接收端口的設備后，才能夠接收到相應的地面信號塔傳輸?shù)墓?jié)目信號，才能夠收看到節(jié)目內容。

2.IP微波與數(shù)字地面電視的主要使用優(yōu)勢

2.1 IP微波技術的優(yōu)勢特點

IP微波傳輸技術相較于傳統(tǒng)的微波技術有著較為明顯的優(yōu)勢特點。首先，IP微波技術能夠適配不同類型的信號傳輸接口。IP微波技術能夠滿足多種信號傳輸?shù)哪Ｊ浇Y構，并對其中不同的傳輸業(yè)務進行分類處理。IP傳輸技術能夠滿足PDH與SDH在信息傳輸中的需要，并在同一時間段內進行多項TDM的業(yè)務。

其次，IP微波技術能夠適應多種環(huán)境條件下的信號傳輸。傳統(tǒng)的信號傳播技術往往會受到天氣變化的影響，經(jīng)常在雨雪天氣下產(chǎn)生無信號或是信號傳輸不連續(xù)的現(xiàn)象，對于用戶的節(jié)目觀看造成一定影響，IP微波技術可以通過自身的變頻調節(jié)能力，依照環(huán)境干擾的程度來進行不同的層級服務。例如，在面對環(huán)境干擾比較嚴重的情況下，IP微波技術會適當?shù)膶鬏數(shù)墓?jié)目內容的畫質進行下調，以保證信號傳輸穩(wěn)定為主，當環(huán)境的干擾下降時，IP微波技術就會根據(jù)變化逐漸地將節(jié)目畫面質量進行上調，保證信號傳輸?shù)男Ч?/p>

最后，IP微波技術還能夠進行大數(shù)據(jù)量的信息傳播。IP微波技術在對數(shù)據(jù)進行打包時，可以將以太幀頭數(shù)據(jù)進行合并處理，并且在對分組業(yè)務信息中的短包信息數(shù)據(jù)進行分析時，可以將結構頭數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)結構壓縮的技術方式來進行處理，這樣可以有效地增加信息數(shù)據(jù)的進出量，滿足高清視頻高數(shù)據(jù)信息傳送量的應用需求。

2.2 數(shù)字地面電視的應用優(yōu)勢特點

數(shù)字地面電視相較于傳統(tǒng)的機頂盒模擬電視，有著三方面的明顯優(yōu)勢特點。第一，低通量。數(shù)字地面電視的運行主要是依靠數(shù)字化的信息數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，這能夠省去信號轉化處理的運行環(huán)節(jié)，讓單位時間內信號塔與數(shù)字地面電視之間傳輸?shù)男盘枖?shù)據(jù)量得到顯著的提高。第二，覆蓋范圍更廣。數(shù)字地面電視具有高水平的頻率劃分能力，這就使得其在運行中能夠對環(huán)境范圍中不同的信號情況進行辨別，并靈活地進行信號頻率劃分，從而實現(xiàn)信號接收能力的覆蓋范圍?，F(xiàn)如今大部分的數(shù)字地面電視都能夠保證16km到36km的信號接收覆蓋范圍，能夠接收到豐富的信號節(jié)目內容。第三，運行模式多樣化。數(shù)字地面電視通常包括多種運行模式，例如HDTV、SDTV等。數(shù)字地面電視可以憑借著極高的信號傳輸速率來對運行模式進行調整，同時，數(shù)字地面電視的信號保護隔斷能力也能夠保證信號傳輸?shù)陌踩浴?/p>

3.在數(shù)字地面電視傳輸中提高IP微波的應用效果策略

3.1 配置相關硬件設備

IP微波技術想要良好地發(fā)揮出功能特性，首先需要配置良好的硬件設施。這就需要對原有的數(shù)字地面電視的信息傳輸設備進行改進。通常在進行改進的過程中，需要配置性能更強的硬件設施來為IP微波技術發(fā)揮功能提供載體媒介。在整個數(shù)字地面電視傳輸系統(tǒng)中，硬件設備主要承載的是對數(shù)字微波信號的發(fā)射、調頻以及接收調整的功能，因此對于數(shù)字地面電視系統(tǒng)的硬件設備調整，應當考察其功能性，在功能性的基礎上檢驗其傳輸能力是否能夠適應IP微波技術的傳輸需要，并進行相應的改造處理。當設備能夠滿足傳輸需要時，就保留原有硬件設施，當不能夠滿足使用需要時，就應當進行一定的功能改造，并增加相應的接口盤，來滿足IP微波技術傳輸?shù)男枰?，增加整個數(shù)字地面電視硬件設施與IP微波技術的應用適配度。

同時在整個信號傳輸系統(tǒng)中，IP微波技術對于編制碼器的功能性也有著一定的要求。在進行信號傳輸?shù)倪^程中，編制碼器往往決定著數(shù)字微波信號的壓縮與傳輸能力，因此IP微波技術的應用質量提升中，編碼器起著重要的作用。面對部分數(shù)字地面電視系統(tǒng)中使用的編制碼器功能性較為落后的現(xiàn)象，在對硬件設備功能性改進的過程中，就可以在原有的編碼器基礎上進行H.264編碼功能的添加，提高編碼器對數(shù)字微波信號的轉換能力，加強IP微波的轉化效果。最后對于整個硬件設備中，改造價值不大的設備應當直接進行更換，并在替換之后應當確保數(shù)字地面電視的傳輸功能性，提高IP微波技術的應用效果。

3.2 優(yōu)化系統(tǒng)拓撲結構

IP微波技術在數(shù)字地面電視中發(fā)揮出效果主要是建立在對拓撲結構的應用上。為了保證IP微波技術在數(shù)字地面電視傳輸系統(tǒng)中的正常應用，需要對整個系統(tǒng)的拓撲結構進行優(yōu)化。從整體上看，數(shù)字地面電視傳輸系統(tǒng)的拓撲結構優(yōu)化主要有兩部分設計，第一部分是微波設備--MSTP設備，另一部分是MSTP設備--STM-A信號。其中，第一部分的微波設備--MSTP設備的功能運行模式主要是將微波信號進行發(fā)射傳輸，系統(tǒng)設備在經(jīng)過處理以后會將整個信號內容輸入MSTP設備，在這個輸出輸入的過程中，進行IP電視解碼器的設置。通過解碼器的功能轉換，能夠將原有的信號轉換為數(shù)字信號，最后再將數(shù)字信號轉換為音視頻信號，完成對節(jié)目的放送。而另一種MSTP設備--STM-A設備則是將接收到的數(shù)字信號，轉換成為IP信號，這時數(shù)字地面電視系統(tǒng)中的MSTP設備會對IP信號進行檢查，保證其內部所包含的音視頻信號均處于完整的狀態(tài)，之后再將IP信號傳導向微波發(fā)射設備，IP微波技術設備在接收到IP信號之后，直接將IP信號發(fā)射出去。完成節(jié)目的傳輸。通過這種拓撲結構上的優(yōu)化調整，能夠在保證信號的完整性的同時，發(fā)揮出IP微波技術的大數(shù)據(jù)量傳輸特點，提高數(shù)字地面電視節(jié)目放送過程中觀眾能夠獲得穩(wěn)定、高清的觀看體驗。

3.3 加強網(wǎng)絡管理系統(tǒng)功能

在將IP微波技術應用到數(shù)字地面電視傳輸中時，還應當加強網(wǎng)絡管理系統(tǒng)功能。網(wǎng)絡管理系統(tǒng)在整個數(shù)字地面電視與IP微波技術傳輸中起到對微波信號的管理作用，是在互聯(lián)網(wǎng)技術支持下實現(xiàn)微波信號管理自動化、智能化的有效方法。通常網(wǎng)絡管理系統(tǒng)在發(fā)揮自身的功能時，會對整個IP微波在數(shù)字地面電視系統(tǒng)中的運行狀態(tài)進行動態(tài)監(jiān)測，以達到及時發(fā)現(xiàn)信號傳輸中的過程問題的目的。在網(wǎng)絡管理系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)信號傳輸中的問題以后，會將傳輸過程中的問題進行反饋，并規(guī)劃相應的傳輸模式優(yōu)化策略，從而及時地對問題進行調整，提高IP微波技術應用效果。

網(wǎng)絡管理系統(tǒng)對于IP微波技術在數(shù)字地面電視系統(tǒng)的應用中的重要性，使得其在實際使用中，應當不斷地增強功效，加強管理系統(tǒng)的功能性。除了要按照IP微波技術的運行監(jiān)督需求，來進行功能模式以及運行算法路徑的改進以外，還需要對網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的功能性進行延伸讓網(wǎng)絡管理系統(tǒng)不只局限在對于IP微波技術的傳輸上，而是將動態(tài)監(jiān)督的管理能力拓展到對整個數(shù)字地面電視傳輸系統(tǒng)中，對系統(tǒng)中的數(shù)字化微波設備、傳輸路徑、微波信號強度等運行設備狀態(tài)指標進行動態(tài)化監(jiān)控，實現(xiàn)在信號傳輸?shù)娜^程信息資源管理，當系統(tǒng)中其余組件出現(xiàn)問題時，網(wǎng)絡管理系統(tǒng)也能夠做出預警，并對異常狀態(tài)問題進行提示，工作人員可以及時地按照管理系統(tǒng)用提示的內容，對數(shù)字地面電視的信號傳輸系統(tǒng)進行針對性檢查，提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

3.4 使用5G技術提升地面數(shù)字電視性能

現(xiàn)如今，信息技術水平的發(fā)展已經(jīng)為信號網(wǎng)絡帶來了5G技術。在實現(xiàn)IP微波技術在數(shù)字地面電視的高效應用中，可以通過5G技術來拓寬數(shù)字地面電視的信號接收覆蓋面積，以實現(xiàn)信號傳輸?shù)陌踩砸约胺€(wěn)定性。5G技術作為最新一代的蜂窩移動通信技術，表現(xiàn)出高信息傳輸速率以及低能耗、低延遲的效果。將5G技術應用到數(shù)字地面電視的傳輸上，有著以下幾點作用。首先，能夠有效地提高數(shù)字地面電視的信號傳輸速度，5G技術相較于以往的蜂窩移動技術，最大的優(yōu)勢在于極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，經(jīng)檢驗5G的數(shù)據(jù)額傳輸速率可以達到4G的傳輸速率的100倍。這種傳輸速率的提高能夠明顯改善IP微波信號的信號發(fā)射速度以及傳輸質量。更好地發(fā)揮出IP微波技術對單個用戶數(shù)字電視信號傳輸?shù)哪芰πЧ?。其次，能夠提高?shù)字電視信號傳輸中的安全性。5G的低延遲、高寬帶特點，能夠將IP微波技術的安全性能更好地發(fā)揮出來，再出現(xiàn)惡劣天氣的情況下，5G網(wǎng)絡對于信號發(fā)射的接管能夠降低發(fā)射站進行信號傳輸運營的安全風險，降低在進行IP微波信號傳輸時發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的可能性，能夠對IP技術在惡劣天氣下的傳輸穩(wěn)定性形成強化效果，并且對數(shù)字地面電視的穩(wěn)定性形成補償效果。最后，5G技術能夠有效地減少信號傳輸盲區(qū)，擴大數(shù)字地面電視的信號接收范圍。通常大多數(shù)的數(shù)字地面電視都是通過無線覆蓋的方式來進行信號的接收，這種信號接收模式下，存在著很大的不穩(wěn)定性，一旦出現(xiàn)信號上的波動就可能會導致數(shù)字地面電視的信號接收范圍減小，影響到功能性。使用5G技術以后，高傳播速率以及帶寬能夠拓展發(fā)射站的微波信號發(fā)射范圍，有效地彌補了原有的信號發(fā)射站的信號傳輸盲區(qū)，并且通過高信息傳輸能力，為數(shù)字地面電視帶來更加豐富的內容，提高對IP微波信號大數(shù)據(jù)量的接收能力。

3.5 提高微波帶寬資源利用效率

IP微波技術在運行中主要是通過IP協(xié)議來實現(xiàn)傳輸功能。IP微波技術將原有的空中傳輸?shù)臄?shù)字信號轉換為IP協(xié)議中的數(shù)據(jù)包信號。IP協(xié)議中的數(shù)據(jù)包信號有著一定的開放功能性，這使得IP微波技術在進行數(shù)據(jù)傳輸時，所進行的數(shù)據(jù)業(yè)務并不會占據(jù)固定的帶寬，能夠依照制定的規(guī)則進行數(shù)據(jù)包所需求的帶寬分配。換言之，IP微波技術在進行數(shù)據(jù)信號傳輸時，會對業(yè)務的緊急程度依照現(xiàn)有規(guī)則進行劃分等級，對于其中等級度較高的數(shù)據(jù)信號傳輸業(yè)務，IP微波技術會優(yōu)先地進行帶寬的分配，這樣一方面能夠保障數(shù)據(jù)信號的傳輸業(yè)務能夠有序、高效地運行，另一方面還避免了大量數(shù)據(jù)業(yè)務同時進行傳輸造成數(shù)據(jù)缺失現(xiàn)象，有效地提高了帶寬的使用效率。但這種模式下也存在一定的不足，IP微波技術本身所蘊含地對信號數(shù)據(jù)的交換分組技術，所使用的是存儲轉發(fā)、帶寬共享的機制，這就使得IP微波技術在業(yè)務量較多，傳輸壓力較大的情況下，容易出現(xiàn)網(wǎng)絡的堵塞，導致對信號業(yè)務的傳輸出現(xiàn)延時，甚至可能會出現(xiàn)停傳的現(xiàn)象。

因此，在提高IP微波在數(shù)字地面電視系統(tǒng)中的應用效果時應當保證微波帶寬的使用效率，在原有的高效利用的基礎上確保IP微波技術在實際使用中有著足夠的帶寬，來支持其運行。技術人員可以在系統(tǒng)中為IP微波技術的信號傳遞專門開辟數(shù)字微波傳輸路徑，這樣能夠有效地拓寬IP微波的使用帶寬。保障IP微波技術在進行對數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務的分配與傳輸時，獲得更高的帶寬支持，提高整個分配與傳輸?shù)睦眯?。技術人員還可以調整原有的一對一信號傳輸模式，利用IP微波技術搭建起一對多的數(shù)字信號傳輸網(wǎng)絡，讓數(shù)字地面電視信號傳輸?shù)臉邮礁佣嘣Ｕ闲畔鬏數(shù)牧鲿承砸约胺€(wěn)定性，提高對民眾的服務效果。

3.6 靈活選擇IP微波設備類型

在普遍的IP微波使用類型中，主要的設備使用組合方式為室內+室外以及單純的室外兩種。這兩種微波設備的組合方式所使用的接口設備類型有著明顯的差異。在室內+室外組合模式下，主要使用的接口類型有GE光口、FE光口、FE電口以及E1接口等，并且在室內+室外的組合模式下，所使用的接口數(shù)量也相對較多，室內與室外的設備常常使用中頻電纜作為媒介，來進行信號的傳送以及供電。而單純地使用室外微波設備，所應用到的接口種類較少，通常只有GE光口和STM-1光口，使用的接口數(shù)量也相對較少，因而優(yōu)勢比較也相對明顯。室內+室外的組合模式能夠負責較多的業(yè)務類型，多種類的接口形式能夠滿足不同類型數(shù)據(jù)型號業(yè)務的傳輸需要，并且對于帶寬的使用效率也相對較高，但相對的，多接口所帶來的功能上以及設備接線上的復雜性，使得室內+室外的IP微波技術設備的維護與檢修比較的復雜，并且使用起來也需要較高的了解度以及對IP微波技術的理解水平。而純粹的室外設備組合，較少的接口數(shù)量和種類就決定其自身的功能性相對較弱，在需要進行一些類似于E1類型的數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸時，可能就會由于缺少相應的傳輸接口而無法實現(xiàn)，或者是需要同室內的設備進行連接，工作效率較低。但相對的接口數(shù)量以及種類較少所帶來的是更高的運行質量。較少的接口所帶來較少的運營業(yè)務，會將更多的帶寬分配給傳輸業(yè)務，提高單個業(yè)務的傳輸效率，受帶寬的限制較小，并且日常的使用維護也比較簡單，工作人員能夠更加快速地發(fā)現(xiàn)問題，并進行修理。在數(shù)字地面電視信號傳輸中使用IP微波技術就要對這兩種設備的組合方式進行靈活選擇，依照不同的使用需要來配備不同的IP微波技術設備，提高設備對于信號傳輸業(yè)務的支撐作用，保證技術使用的有效性。

4.結語

IP微波技術以其高效的傳輸效率，在數(shù)字地面電視的信號傳輸上有著極高的應用價值。在實際應用中，技術人員應當密切地關注設備的相關硬件設備，以及系統(tǒng)的拓撲結構優(yōu)化，通過5G技術為微波技術的使用提供更加穩(wěn)定的網(wǎng)絡傳輸環(huán)境，靈活選擇設備組合，以達到發(fā)揮IP微波技術的信息傳輸效果，實現(xiàn)數(shù)字地面電視信號傳輸?shù)母哔|量運行。