鄭 輝

（陜西廣播電視臺，陜西 西安 710054）

0 引言

隨著新媒體時代的到來，傳統(tǒng)電視媒體受到嚴(yán)重的沖擊和影響。在此背景下，國家廣播電視總局加快實施“廣播電視迭代行動計劃”，推動廣播電視和網(wǎng)絡(luò)視聽流程再造與體系重構(gòu)，以實現(xiàn)廣電媒體的高質(zhì)量、創(chuàng)新性發(fā)展。陜西廣播電視臺為適應(yīng)廣播電視事業(yè)的發(fā)展，進行了研究與論證，擬對臺內(nèi)媒體傳輸資源進行合理有效的整合，對臺內(nèi)各單位媒體分發(fā)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)整體升級改造，建設(shè)綜合性的媒體分發(fā)傳輸平臺，統(tǒng)一為下游單位提供信源，實現(xiàn)信源流的調(diào)度和分發(fā)功能，滿足臺內(nèi)外各單位多種業(yè)務(wù)需求，同時優(yōu)化各單位的資源配置，節(jié)省整體運行成本。

1 需求分析

陜西廣播電視臺媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)升級改造的目的和設(shè)計初衷是對現(xiàn)有各類不同傳輸設(shè)備進行整合，以陜西廣播電視臺自有本地信源網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，IP）碼流視音頻內(nèi)容源為基礎(chǔ)，未來可輔以其他臺外信號資源，建設(shè)統(tǒng)一的媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)需求實現(xiàn)碼流調(diào)度分發(fā)，滿足網(wǎng)絡(luò)公司、交互式網(wǎng)絡(luò)電視（Internet Protocol Television，IPTV）、發(fā)射臺站以及其他第三方平臺多樣化的內(nèi)容直播需求，并逐步替換老舊的底層傳輸設(shè)備。

媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)升級改造系統(tǒng)需求如下。第一，整合各類傳輸設(shè)備。將目前陜西電視臺、網(wǎng)絡(luò)公司、新媒體IPTV、衛(wèi)星地球站、廣播電視發(fā)射塔與各發(fā)射臺間的各類傳輸設(shè)備進行整合。第二，匯聚視音頻碼流。將全臺各類本地信源碼流以及其他臺外信號資源進行統(tǒng)一匯聚，統(tǒng)一進行編碼參數(shù)調(diào)整與IP流化，便于下游單位碼流接收與調(diào)用。第三，構(gòu)建統(tǒng)一媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。將匯聚好的各類IP 碼流進行統(tǒng)一調(diào)度、分發(fā)，并對分發(fā)碼流進行實時監(jiān)測，同時對分發(fā)網(wǎng)絡(luò)進行實時傳輸質(zhì)量監(jiān)測。

2 解決方案

加強IP 化、云化技術(shù)在融合媒體平臺的部署，提升制作、播出、傳播、升級維護等業(yè)務(wù)的靈活性，能夠有效增強視聽內(nèi)容的生產(chǎn)和傳播能力[1]。為順應(yīng)信息技術(shù)創(chuàng)新的新趨勢，陜西廣播電視臺計劃升級改造媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，全方位解決目前傳輸過程所面臨的問題。

2.1 現(xiàn)有設(shè)備整合成網(wǎng)

受建設(shè)時間、傳輸距離、傳輸條件和建設(shè)成本等因素影響，目前陜西廣播電視臺內(nèi)傳輸手段多樣，如圖1 所示，主要包括同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）/多業(yè)務(wù)傳送平臺（Multi-Service Transport Platform，MSTP）、異步串行接口（Asynchronous Serial Interface，ASI）光端機、光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）、準(zhǔn)同步數(shù)字體系（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）微波、SDH 微波以及逐步IP 化后的IP 微波。

圖1 陜西廣播電視臺現(xiàn)有傳輸示意圖

此次升級改造方案擬采用由瑞典Net Insight 工廠生產(chǎn)的Nimbra 系列產(chǎn)品MSR 平臺搭建。該平臺可以十分方便地在陜西廣播電視臺現(xiàn)有SDH 網(wǎng)絡(luò)、OTN 網(wǎng)絡(luò)、裸光纖等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源上進行構(gòu)建，實現(xiàn)分發(fā)網(wǎng)絡(luò)在不同基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的跨接。

升級后的媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)擬采用裸光纖、OTN搭建底層基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)作為主用傳輸通道，前期暫時保留現(xiàn)有SDH、微波等傳輸通道作為備用。MSR 平臺的網(wǎng)絡(luò)干線接口十分豐富，包括各類常用接口如SDH（STM-1、STM-4、STM-16、STM-64）、時分復(fù) 用（Time-Division Multiplexing，TDM）（D3/E3）及IP（1GE，10GE）等。在某些尚未建有或裸光纖、OTN 資源不足的點位，可在新分發(fā)網(wǎng)絡(luò)上繼續(xù)利用原有傳輸通道，待裸光纖、OTN 建設(shè)完成或資源充足時再行割接，既可保護并充分利用已有投資，又可快速完成新分發(fā)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。新分發(fā)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 新媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

2.2 信源碼流匯聚與統(tǒng)一編轉(zhuǎn)碼

由于陜西廣播電視臺目前的信源傳輸多依靠點對點直接傳輸，沒有形成信源統(tǒng)一匯聚與碼流處理，給日常管理與使用造成很多不便。為此，陜西廣播電視臺擬將全臺各類本地信源碼流以及其他臺外信號資源進行統(tǒng)一匯聚，統(tǒng)一進行編碼參數(shù)調(diào)整與IP 流化，便于下游單位碼流接收與調(diào)用。然后利用分發(fā)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)綜合、統(tǒng)一的傳輸。為充分考慮新媒體多格式分發(fā)需求，預(yù)留將統(tǒng)一編轉(zhuǎn)碼后IP 化輸出的多格式碼率信號推送給未來更多的業(yè)務(wù)平臺應(yīng)用的能力（如IP 信源分析、互聯(lián)網(wǎng)媒體、OTT 及外包服務(wù)商等），如圖3 所示。

圖3 新媒體多格式分發(fā)示意圖

2.3 媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

2.3.1 主節(jié)點建設(shè)規(guī)劃

擬在臺發(fā)射中心建設(shè)分發(fā)網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點平臺。信源采用由臺播出中心傳送的陜西臺11 套高清、11套標(biāo)清及12 套廣播節(jié)目信號。信源信號采用IP 傳輸方式，由臺播出中心各高清、標(biāo)清及廣播編碼主備系統(tǒng)產(chǎn)生，如圖4 所示。

圖4 媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)平臺主節(jié)點示意圖

在臺發(fā)射中心利用主備數(shù)據(jù)交換機作為主備信源的匯聚資源池，為后級IP 節(jié)目切換復(fù)用器提供匯聚后的主備節(jié)目信源，并可利用該資源池進行信源信號碼流監(jiān)測。主備信源信號經(jīng)IP 節(jié)目切換復(fù)用器，按照各接收單位需求進行打包復(fù)用。復(fù)用后的IP 節(jié)目流通過主平臺Nimbra 設(shè)備，利用各傳輸通道傳輸至各接收單位節(jié)點。

2.3.2 接收節(jié)點建設(shè)規(guī)劃

分發(fā)網(wǎng)絡(luò)在各下游接收單位建設(shè)傳輸節(jié)點平臺，用于接收臺發(fā)射中心主節(jié)點分發(fā)的信源信號。各接收單位根據(jù)實際需要為傳輸節(jié)點配置各自的ASI、IP 等接收輸出端口，以及SDH、微波等備份通道。同時可按照規(guī)劃連接其他接收單位的傳輸節(jié)點，以形成環(huán)狀及網(wǎng)格狀等傳輸網(wǎng)絡(luò)。

2.3.3 分發(fā)網(wǎng)絡(luò)組建

Nimbra MSR 平臺的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實際需要，建立環(huán)型、總線型、網(wǎng)格型或者點對點結(jié)構(gòu)。此次升級改造擬采用環(huán)型加點對點的方式，簡化網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，并提供靈活的系統(tǒng)擴充方式，方便日后系統(tǒng)擴容。媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5 所示。

2.3.4 分發(fā)質(zhì)量保障

陜西廣播電視臺現(xiàn)有傳輸設(shè)備不少是針對電信業(yè)務(wù)設(shè)計，對廣播電視傳輸?shù)男盘柛袷讲挥押谩Ｈ绻麄鬏攺V電媒體的視音頻信號，就可能需要再次引入適配設(shè)備，增加了故障節(jié)點。隨著廣電媒體IP 化的進程加快，傳輸網(wǎng)的IP 化也在進行。雖然IP 化可以統(tǒng)一信號的格式，減少傳輸?shù)倪m配環(huán)節(jié)，但同時也對維護人員提出了較大的要求。IP 主要是針對數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)計，針對廣電媒體業(yè)務(wù)的恒定速率、大帶寬、低延時、低抖動等需求，IP 化后的傳輸（如交換機）如何實現(xiàn)像以前傳統(tǒng)電路域的設(shè)備一樣保證廣電媒體業(yè)務(wù)100%的服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）傳輸要求，就變得至關(guān)重要。因此，在升級改造媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)時，選用的MSR 平臺使用的動態(tài)同步傳輸模式（Dynamic synchronous Transmission Mode，DTM）技術(shù)在面對以上問題時可以派上大用場。DTM 是一種時分復(fù)用技術(shù)，擴展了SDH/SONET 業(yè)務(wù)，以適應(yīng)數(shù)據(jù)通信和廣電媒體應(yīng)用的需求，將它們都匯聚到統(tǒng)一的平臺上。

與分組交換（或者包交換）相反，電路交換（指傳統(tǒng)的PDH/SDH 等基于時分復(fù)用的設(shè)備）天生就能保證數(shù)據(jù)的傳輸，這是由于它能限制突發(fā)的數(shù)據(jù)隨意吞噬網(wǎng)絡(luò)帶寬[2]。TDM 層工作于包交換和光纖傳輸之間。對于那些要求嚴(yán)格的業(yè)務(wù)，TDM 層可提供100%的服務(wù)質(zhì)量。然而傳統(tǒng)的TDM 技術(shù)也有很多缺點，其靜態(tài)連接的特征（格式固定，如E1/T1、DS3/E3、STM-1/4/16/64）使得它不能對資源動態(tài)分配，限制了其在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。DTM 是一種脫胎于電路交換、支持多媒體業(yè)務(wù)并且能有效傳輸包交換數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，根治了傳統(tǒng)TDM 技術(shù)的缺點，使得包括廣電媒體業(yè)務(wù)在內(nèi)的各種業(yè)務(wù)能夠可靠地匯聚于同一網(wǎng)絡(luò)[3]。

3 方案特點

3.1 多業(yè)務(wù)多網(wǎng)絡(luò)融合

所設(shè)計的方案支持全面的多業(yè)務(wù)接入，包括視頻、音頻數(shù)據(jù)和語音服務(wù)。這些業(yè)務(wù)可以在任何網(wǎng)絡(luò)上傳輸，包括SDH/SONET、IP/Ethernet、PDH、波分或者裸光纖網(wǎng)絡(luò)。

3.2 靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

方案可以根據(jù)實際需要，建立環(huán)型、總線型、網(wǎng)格型或者點對點結(jié)構(gòu)，簡化了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。這種靈活的組網(wǎng)方式可以實現(xiàn)最好的帶寬利用率，并且具備自愈功能，能夠?qū)崿F(xiàn)視音頻業(yè)務(wù)、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的自動路由保護切換，或者“1+1”無縫保護切換[4]。

3.3 端到端的業(yè)務(wù)保護功能

平臺上傳輸?shù)臒o論是單播還是組播業(yè)務(wù)，配置業(yè)務(wù)時，僅需確定業(yè)務(wù)進入和輸出端，系統(tǒng)會自動選擇業(yè)務(wù)傳輸?shù)淖罴崖窂?，并通過內(nèi)部信令實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常時在網(wǎng)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)自動重新尋找路由并恢復(fù)傳送。自動恢復(fù)有逐點自動路由、預(yù)設(shè)置路由保護以及1+1 路由保護等方式[5]。

3.4 100%傳輸服務(wù)質(zhì)量保證

平臺業(yè)務(wù)類型識別充分保障視頻以及關(guān)鍵業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量和容量。平臺上的每個節(jié)點進行無損路由，保證每個節(jié)點零丟包率，此外還運用了鏈路QoS 增強功能，每個節(jié)點利用獨特的QoS 保障功能用以改善底層IP 網(wǎng)絡(luò)的QoS，保障業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量。

4 結(jié)語

本方案是廣電媒體對使用傳統(tǒng)傳輸方式升級為同一媒體分發(fā)平臺的探索，也是在傳輸改造過程中所遇問題的一些解決思路。只有認(rèn)識到自身的缺陷與不足，不斷地將改進和創(chuàng)新應(yīng)用到電視臺技術(shù)系統(tǒng)改造中去，才能加快推進廣播電視媒體深度融合發(fā)展。