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        多路TS流在SDH中的高效復用傳輸方法

        2017-12-05 03:52:33熊壯
        視聽 2017年12期
        關(guān)鍵詞:頻點端口機房

        □熊壯

        多路TS流在SDH中的高效復用傳輸方法

        □熊壯

        地面數(shù)字電視為了提高節(jié)目的傳輸套數(shù),基本采用多頻點節(jié)目發(fā)射方式。在實際使用中,如何將前端的多路TS流復用高效傳輸至各個發(fā)射基站解復用并送入每個頻點發(fā)射機是我們面臨的現(xiàn)實問題。

        SDH傳輸DTMB數(shù)字電視信號的方式是:將多路TS流復用到SDH數(shù)字信道中,使用一個STM-1(155Mbit/s)傳輸通道,通過SDH網(wǎng)絡(luò)傳送至基站,使傳統(tǒng)廣電技術(shù)與SDH網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,充分發(fā)揮綜合優(yōu)勢,全面提高地面數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的綜合競爭力。

        一、技術(shù)原理

        (一)SDH技術(shù)原理

        SDH是不同速度的數(shù)位信號的傳輸提供相應(yīng)等級的信息結(jié)構(gòu),以及相關(guān)的同步方案組成的一個技術(shù)體制。它采用塊狀的幀結(jié)構(gòu)來承載信息,每幀由縱向和橫向字節(jié)組成,幀結(jié)構(gòu)分成段開銷區(qū)、凈負荷區(qū)和管理單元指針區(qū),段開銷區(qū)主要用于網(wǎng)絡(luò)運行、管理、維護及指配,以保證信息能夠準確地傳送;凈負荷區(qū)用于存放信息業(yè)務(wù)和用于通道維護管理的通道開銷字節(jié)和比特;管理單元指針用來指示凈負荷區(qū)內(nèi)的信息首字節(jié)在幀內(nèi)的位置,在接收時能正確分離凈負載。SDH每幀傳輸速率為125μs,每秒傳輸1/125×1000000幀。

        我國的SDH復用映射結(jié)構(gòu)規(guī)范可有3個PDH支路信號輸入口。1個139.264Mbit/s可被復用成1個STM-1(155.520Mbit/s);63 個 2.048Mbit/s可 被 復 用 成 1 個STM-1;3個34.368Mbit/s也能復用成 1個 STM-1。(如圖1)

        圖1 SDH復用映射結(jié)構(gòu)

        (二)Nimbra 360技術(shù)原理

        Nimbra 360設(shè)備具備靈活的多業(yè)務(wù)處理平臺,具有較高的帶寬利用率,方便網(wǎng)絡(luò)的擴容和升級。Nimbra 360解決方案主要針對傳統(tǒng)的數(shù)字地面電視(digital terrestrial television,DTT)和近年來新興的移動數(shù)字電視。傳輸?shù)腄TT網(wǎng)絡(luò)是一種單頻率網(wǎng)絡(luò)(Single Frequency Network,SFN),收發(fā)基站必須設(shè)置在同一個頻率上,而Nimbra 360在DTT網(wǎng)絡(luò)中加入了頻率調(diào)節(jié)模塊,這樣就允許收端和發(fā)端在不同的頻率上進行工作,大大提高了整個網(wǎng)絡(luò)的性能。此外,Nimbra 360底層使用傳統(tǒng)的SDH/SONET傳輸技術(shù),并增加了多個以太網(wǎng)傳輸端口和數(shù)字TV傳輸端口。(如圖2)

        圖2 Nimbra 360界面圖

        (三)Nimbra 360與傳統(tǒng)SDH設(shè)備的技術(shù)對比

        圖3 Nimbra360幀結(jié)構(gòu)

        與傳統(tǒng)的解決方案不同,Nimbra 360支持多端口合并功能,即多個以太網(wǎng)端口或者TV傳輸端口可以綁定在一條傳輸信道上進行傳輸,這樣可以大大降低整個傳輸網(wǎng)絡(luò)的帶寬損耗。(如圖3)

        傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)分等級復用,SDH傳輸信號時經(jīng)過映射、定位和復用三個步驟。SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級稱為 同 步 傳 送 模 塊 STM-N(Synchronous Transport,N=1,4,16,64),最基本的模塊為 STM-1,4 個 STM-1 同步復用構(gòu)成STM-4,16個 STM-1或4個STM-4同步復用構(gòu)成STM-16。與傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)不同,NI實現(xiàn)通道化不分等級,任意容量任意組合復用,Nimbra360可達2.5Gbps,Nimbra688可達80Gbps。

        利用512kbps的帶寬步進,用戶可以更好地利用固有的SDH網(wǎng)絡(luò),充分利用傳輸通道,并可以以不同容量和組合組成單向或者雙向傳輸,用戶可以靈活地分配帶寬,并提供視頻、音頻、碼流和IP數(shù)據(jù)等傳輸業(yè)務(wù)。

        以當前國標14.4Mbit/s碼率為例,在NI上需占用30個SLOT,包含所有開銷后所需劃分帶寬為30×0.512Mbit/s=15.36Mbit/s。而傳統(tǒng)SDH則至少需要劃分8個2M通道,包含開銷后所需劃分帶寬為8×2.048Mbit/s=16.384bit/sM??梢钥闯?,NI在通道利用率上提高了很多。而且由于劃分的每個小通道更小,在業(yè)務(wù)的分配上也更靈活。(如圖4)

        圖4 NI網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別

        二、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

        以益陽市地面數(shù)字移動電視平臺為例,移動SDH網(wǎng)具有DVB-T和DTMB雙重網(wǎng)絡(luò)標準,平臺由監(jiān)控系統(tǒng)、信源系統(tǒng)、編碼復用系統(tǒng)、條件接收系統(tǒng)(CA)和業(yè)務(wù)運營支撐系統(tǒng)(boss)、傳輸系統(tǒng)等基本子系統(tǒng)組成。擴展子系統(tǒng)包括EPG電子節(jié)目指南、廣告流播發(fā)系統(tǒng)。該平臺前端可以實現(xiàn)數(shù)字電視節(jié)目的接收、管理、加密、播出以及用戶的授權(quán)、管理、計費等工作,充分實現(xiàn)了統(tǒng)一數(shù)字前端、統(tǒng)一CA系統(tǒng)、統(tǒng)一用戶系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

        中心機房至各個臺站租用移動雙向155 Mbit/s SDH網(wǎng)絡(luò),對各個節(jié)點添加了微波傳輸通道,實現(xiàn)雙路由備份,即使其中一個傳輸通道中斷,也不會影響到節(jié)目的正常播放,有力保證了網(wǎng)絡(luò)播出的安全性能。

        雙向155Mb/s傳輸通道包括業(yè)務(wù)通道和監(jiān)控回傳通道,業(yè)務(wù)通道主要負責將業(yè)務(wù)傳送至各個高山臺站;回傳通道主要負責將各個高山臺站的設(shè)備運行狀況、信號播出狀況、機房環(huán)境監(jiān)控等數(shù)據(jù)實時傳送至中心機房進行監(jiān)管。通過中心機房監(jiān)控平臺可以實現(xiàn)對全市信號播出進行統(tǒng)一監(jiān)管,對所有在網(wǎng)設(shè)備進行遠程控制,具有高度的智能性和集成性。

        三、基于SDH網(wǎng)的傳輸平臺

        前端機房電視節(jié)目通過MPEG-2編碼復用后生成5個頻點ASI流,通過Nimbra設(shè)備適配復用后送入湖南移動SDH網(wǎng),并經(jīng)SDH網(wǎng)傳送至各市、縣高山臺站,然后經(jīng)對端Nimbra設(shè)備適配解復用后生成5路ASI流送入5個頻點發(fā)射機,如圖5所示。發(fā)射系統(tǒng)將ASI流進行調(diào)制、變頻、合成送入天饋系統(tǒng)發(fā)射出去,用戶終端可以通過接收天線進行接收。

        圖5 中心機房至基站的傳輸結(jié)構(gòu)

        NI的優(yōu)勢不僅在于能夠高效傳輸多路TS流,同時它的組網(wǎng)方式非常靈活,支持環(huán)形網(wǎng)、樹形網(wǎng)等多種常見網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),具有自動尋找路由的高智能性。以環(huán)形網(wǎng)為例,如圖6所示,它是為最簡單的環(huán)形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),中心機房負責5路ASI流的播發(fā),A站和B站負責ASI流的接收。中心機房既可以直接將5路ASI送入B站,也可以將數(shù)據(jù)送入A站,通過A站轉(zhuǎn)發(fā)至B站。一旦中心機房至B站的傳輸通道中斷,中心機房NI會自動將傳輸通道切換到A站,通過A站轉(zhuǎn)發(fā)至B站,同時不會增加中心機房至A站的傳輸碼率,可以在不增加傳輸成本的情況下,提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。

        四、結(jié)語

        地面電視系統(tǒng)中信源分發(fā)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定及高效利用尤為重要。在實際的系統(tǒng)建設(shè)中,往往采用雙路由甚至多路由,通過微波、光纖或者衛(wèi)星等不同路由進行傳輸,從而保障傳輸鏈路的安全、穩(wěn)定。傳輸鏈路的帶寬資源非常寶貴,所以傳輸鏈路的高效利用對于地面數(shù)字電視的發(fā)展具有積極的作用。

        (作者單位:湖南省益陽市廣播電視臺全媒體技術(shù)中心)

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