山西廣播電視無(wú)線管理中心 栗 遐

SDH中文名稱“同步數(shù)字技術(shù)”，是目前先進(jìn)性較強(qiáng)的數(shù)字傳輸技術(shù)之一，主要依托于光纖通信技術(shù)、適用于大容量、高速率的通信環(huán)境。以廣播電視信號(hào)傳輸過(guò)程為例，很多電視臺(tái)在一些重大節(jié)日時(shí)，會(huì)采用現(xiàn)場(chǎng)直播的方式，為觀眾實(shí)時(shí)播報(bào)大型集會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的情況。但受場(chǎng)地因素影響，很多觀眾只能選擇在電視機(jī)前觀看。為帶給電視觀眾清晰、流暢的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)效果，必須保證廣播電視信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，故探索SDH技術(shù)的應(yīng)用甚為必要。

1 SDH數(shù)字微波技術(shù)特征

SDH同步數(shù)字系列是在PDH的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種數(shù)字傳輸技術(shù)體制。在SDH方式中，各個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘在同步網(wǎng)的控制下處于同步狀態(tài)，易于進(jìn)行復(fù)用和分離。SDH方式能夠提供高速率的傳輸通道，兼容兩種不同的PDH標(biāo)準(zhǔn)，采用統(tǒng)一的傳輸速率標(biāo)準(zhǔn)，易于網(wǎng)絡(luò)的互連互通。在SDH幀結(jié)構(gòu)中，具有豐富的監(jiān)控和管理比特，提供網(wǎng)絡(luò)管理功能。具體而言，SDH可被視為一種將協(xié)議、技術(shù)融合在設(shè)備之中，之后進(jìn)行傳輸?shù)脑O(shè)備。其實(shí)質(zhì)為“將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)”。SDH的重點(diǎn)為：將光作為介質(zhì)，采用“字節(jié)間插”和“同步復(fù)用”，可有效替代PDH設(shè)備在通信方面的功能。一般而言，SDH在傳輸方面具備的基本網(wǎng)絡(luò)單元主要有終端復(fù)用器、再生器、分插復(fù)用器、同步數(shù)字交叉連接設(shè)備等。上述設(shè)備盡管具備不同的功能，但其標(biāo)準(zhǔn)光接口具備統(tǒng)一性，且能夠在網(wǎng)絡(luò)中的光纜段上實(shí)現(xiàn)設(shè)備互通（即橫向兼容）。

SDH數(shù)字同步系列的主要特點(diǎn)集中在以下幾個(gè)方面：

（1）采用復(fù)用映射結(jié)構(gòu)，可同步復(fù)用，能夠?qū)崿F(xiàn)低階信號(hào)和高階信號(hào)的復(fù)用，且會(huì)大幅度降低設(shè)備處理過(guò)程的復(fù)雜程度。

（2）SDH網(wǎng)絡(luò)能夠與傳統(tǒng)的PDH網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)完美兼容，并可容納多種新的數(shù)字業(yè)務(wù)信號(hào)（如最新的ATM機(jī)等設(shè)備便采用了SDH網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無(wú)卡無(wú)存折取款的主要技術(shù)支持即為SDH網(wǎng)絡(luò)下的信號(hào)高精傳輸）。

（3）如前文所述，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)完全統(tǒng)一，且對(duì)各網(wǎng)絡(luò)單元的光接口均有較為詳細(xì)且十分嚴(yán)格的規(guī)范要求，能夠保證任何網(wǎng)絡(luò)單元均可在光路上進(jìn)入互通狀態(tài)，保證橫向兼容性。

（4）幀結(jié)構(gòu)中具備開(kāi)銷比特，豐富程度極大，可使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理、維護(hù)、搭配能力得到顛覆性的提升。不僅如此，基于軟件下載模式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各網(wǎng)絡(luò)單元的分布式管理，且在現(xiàn)有框架下進(jìn)行新的功能開(kāi)發(fā)時(shí)，受到的制約條件數(shù)量也會(huì)大幅度減小，有助于促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和智能化設(shè)備的發(fā)展。

（5）在傳統(tǒng)的PDH網(wǎng)絡(luò)系列之中，具有兩大體系（包含三個(gè)地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)），分貝為1.544Mbit/s以及2.048Mbit/s。SDH網(wǎng)絡(luò)系列取而代之之后，上述兩大體系可在STM-1等級(jí)上獲得統(tǒng)一，能夠完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳輸體制層面的世界性標(biāo)準(zhǔn)。

（6）SDH網(wǎng)絡(luò)系列之中的ADM分插復(fù)用器、DXC數(shù)字交叉連接等設(shè)備的應(yīng)用大幅度增加了網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)能力和自愈能力，相較于傳統(tǒng)的PDH，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理費(fèi)用得到了極大降低。

（7）SDH系列下的標(biāo)注你較為完整，應(yīng)用于現(xiàn)代企業(yè)（包含生產(chǎn)企業(yè)）時(shí)，既能夠充分考量企業(yè)的實(shí)際情況，又在整體層面有章可循，便于國(guó)際互通。

總體而言，SDH的三個(gè)核心功能為：同步服用、網(wǎng)絡(luò)管理能力強(qiáng)大、光接口及服用標(biāo)準(zhǔn)整體統(tǒng)一，在傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)的建設(shè)、應(yīng)用過(guò)程中能夠發(fā)揮極其重要的作用。

2 SDH數(shù)字微波技術(shù)在廣播電視信號(hào)傳輸過(guò)程的具體應(yīng)用

2.1 基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號(hào)傳輸流程

基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的設(shè)計(jì)而成的信號(hào)傳輸系統(tǒng)如圖1所示，傳輸形式以一條主干線為主，其中可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置多個(gè)分支。除了此種信號(hào)傳輸模式之外，還可以將樞紐站作為起始點(diǎn)，以之為核心，沿著不同方向支出多條支線線路。但無(wú)論選擇哪一種形式，各站所處的位置和功能均存在一定的差異?？傮w而言，SDH微波通信系統(tǒng)中的構(gòu)成包含主框架（主信道）、為數(shù)眾多的中繼站、分支站和樞紐站等（相較而言，終端站的數(shù)量相對(duì)較少，即信號(hào)接收設(shè)備的數(shù)量一般不超過(guò)信道數(shù)量）。

圖1 基于SDH網(wǎng)絡(luò)系列的微波通信系統(tǒng)構(gòu)成圖

基于SDH網(wǎng)絡(luò)系列的微波通信系統(tǒng)工作流程為：數(shù)字信號(hào)從一個(gè)地區(qū)的終端設(shè)備發(fā)送而出，首先作為數(shù)字基帶信號(hào)（未受到過(guò)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)，在傳輸過(guò)程中占據(jù)的頻譜通常從零頻或很低的頻率開(kāi)始）進(jìn)行一段距離的傳輸，之后經(jīng)過(guò)數(shù)字調(diào)制（是一種由于模擬調(diào)制的信號(hào)處理方法，抗干擾性較強(qiáng)，能夠抵抗信道損耗，信號(hào)傳遞過(guò)程中的安全性也更高），可將信號(hào)傳輸頻率從零頻或很低的頻率提升至70MHz的中頻或140MHz的（相對(duì)）高頻域傳輸。至此階段，數(shù)字信號(hào)已經(jīng)升級(jí)為位數(shù)字中頻調(diào)制信號(hào)，經(jīng)過(guò)混頻（該環(huán)節(jié)可伴有發(fā)信本振處理）環(huán)節(jié)作業(yè)后，信號(hào)傳遞功率會(huì)進(jìn)一步放大，形成微波信號(hào)。之后經(jīng)由微波中轉(zhuǎn)站，經(jīng)過(guò)低噪聲放大處理后，進(jìn)入第二次混頻處理（此階段的混頻處理一般從較高頻域轉(zhuǎn)至較低頻域，實(shí)際已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入信號(hào)解調(diào)階段；該環(huán)節(jié)還伴有收信本振處理）。之后，按照與上文所述的數(shù)字信號(hào)調(diào)制完全相反的流程，完成數(shù)字解調(diào)，進(jìn)而在接收端的設(shè)備中收獲含有原始傳遞信息的數(shù)字信號(hào)。

2.2 SDH數(shù)字微波技術(shù)在廣播電視信號(hào)傳輸中的應(yīng)用效果

實(shí)際上，基于SDH同步系列的數(shù)字微波傳遞處理系統(tǒng)在信號(hào)處理方面的基本原理并沒(méi)有改變，依然是信號(hào)調(diào)制、傳遞、解調(diào)、獲取信息的過(guò)程。但SDH系統(tǒng)與傳統(tǒng)的PHD系統(tǒng)相比，在信號(hào)清晰度、傳遞安全性、成本控制方面均具有諸多優(yōu)勢(shì)?；诖?，將該系統(tǒng)應(yīng)用于廣播電視信號(hào)傳輸過(guò)程中的主要流程為：

（1）對(duì)傳遞的信息進(jìn)行數(shù)字化處理，其中包含信號(hào)取樣、量化、編碼。其中，編碼是最重要的環(huán)節(jié)，其中的主要考量是信號(hào)傳輸過(guò)程中，如何才能有效降低干擾，保證信號(hào)能夠?qū)崟r(shí)、高清、無(wú)損地傳遞至目標(biāo)區(qū)域的終端設(shè)備中。常規(guī)的編碼方式可籠統(tǒng)地理解為“1對(duì)1”、“1對(duì)多”兩種形式。具體而言，廣播電臺(tái)是信號(hào)的“發(fā)射地”，將信號(hào)傳遞至特定的頻域之后，任何有接收該信號(hào)意愿的終端用戶只需打開(kāi)信息接受設(shè)備（如智能電視、電腦、智能手機(jī)等），只要搜索對(duì)應(yīng)的頻率，即可自行接受信號(hào)并完成解調(diào)，從而獲得其中的信息。

（2）基于SDH傳輸廣播電視信號(hào)時(shí)，所有業(yè)務(wù)信號(hào)若要進(jìn)入SDH幀結(jié)構(gòu)，都必須完成映射、定位、復(fù)用三個(gè)環(huán)節(jié)（如圖2所示）。由于廣播電臺(tái)的節(jié)目信號(hào)一般為模擬信號(hào)（全部采用數(shù)字信號(hào)的成本較大），故信號(hào)傳輸速率可選擇45Mbit/s和155.520Mbit/s兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。但按照上文所述，基于SDH的傳輸主要支持?jǐn)?shù)字信號(hào)，故廣播電臺(tái)的模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸前，需通過(guò)編碼器處理，將之轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)之后，完成碼率壓縮處理（若壓縮成45Mbit/s，則進(jìn)入C3容器；若壓縮成155.520Mbit/s，則進(jìn)入C4容器）后，最終形成STM-1信道傳輸模式。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的傳輸后，當(dāng)信號(hào)達(dá)到業(yè)務(wù)站點(diǎn)后，只要經(jīng)過(guò)解碼處理，即可還原成未被壓縮前的原始信息，并在用戶的終端設(shè)備中實(shí)時(shí)顯示。

圖2 SDH傳輸廣播電視信號(hào)的信號(hào)處理傳遞示意圖

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，SDH同步數(shù)字系列網(wǎng)絡(luò)具有傳輸速度快、信號(hào)安全性高等諸多優(yōu)勢(shì)，將之應(yīng)用于廣播電視信號(hào)傳播時(shí)，能夠大幅度簡(jiǎn)化傳統(tǒng)PDH技術(shù)下的信號(hào)傳播復(fù)雜程度，信號(hào)的本質(zhì)幾乎不會(huì)受到任何影響。有研究顯示，該技術(shù)支持下的廣播電視信號(hào)傳輸速度相較于傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸模式，可提升12倍。故該技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。