黃慧慧，吳煒穎

（廣西廣播電視無線傳播樞紐臺，廣西 南寧 530012）

0 引言

目前，廣西各無線發(fā)射臺站已經(jīng)完成700 MHz遷移工作，地面數(shù)字電視采用單頻網(wǎng)模式組網(wǎng)播出。由于各臺站數(shù)字電視只有衛(wèi)星信號單信源播出，存在一定的安全播出隱患。為及時準確發(fā)現(xiàn)安全故障并予以解決，更好地消除安全播出隱患，為廣播電視節(jié)目的傳輸和覆蓋服務，滿足人們收聽收看優(yōu)質廣播電視的需求，結合無線傳播樞紐臺信源總平臺的實際情況，對數(shù)字信源總平臺進行單頻網(wǎng)技術改造勢在必行。

1 單頻網(wǎng)升級改造方案設計

1.1 信源平臺輸出傳輸拓撲現(xiàn)狀

為確保全區(qū)信號源傳輸穩(wěn)定可靠，將廣西廣播電視無線傳播樞紐臺信源系統(tǒng)作為主用信號源，原104 臺的信源系統(tǒng)作為異地備份信號源[1]。樞紐臺的主路信源輸出直接到達網(wǎng)絡公司機房，而備路信源輸出先到達原104 臺，原104 臺的信源輸出經(jīng)網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，IP）切換器后輸出一路信源到達網(wǎng)絡公司。這兩路信號在網(wǎng)絡公司匯聚，經(jīng)過雙發(fā)選收后選擇一路80 MB 的IP 節(jié)目源包輸送到縣市網(wǎng)絡公司機房。樞紐臺信源系統(tǒng)及信號傳輸如圖1 所示。

圖1 樞紐臺信源系統(tǒng)及信號傳輸示意圖

1.2 擬改造信源平臺輸出拓撲

廣西廣播電視無線傳播樞紐臺計劃對信源平臺進行改造，以進一步提升信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性及可靠性，改造后的輸出拓撲圖如圖2 所示。平臺首先接收廣西廣播電視臺的電視及廣播節(jié)目信號，其電視節(jié)目信號經(jīng)過AVS+編碼后作為主路信源，通過IP 信號傳輸?shù)綇V西6 套標清節(jié)目的IP 信號中心。廣播節(jié)目信號則通過同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）環(huán)網(wǎng)作為備路信源，同樣經(jīng)過IP 信號傳輸?shù)街醒牍?jié)目備信號的IP 信號中心。主路信源與備路信源匯聚在一起，并通過雙發(fā)選收的方式選擇一路80 MB 的IP 節(jié)目源包。IP 節(jié)目源包經(jīng)過網(wǎng)絡公司管轄的廣西廣電區(qū)數(shù)字微波傳輸網(wǎng)絡，然后被輸送到縣市網(wǎng)絡公司機房。需注意，圖2中還為應急廣播系統(tǒng)預留了位置，這意味著未來可能會進行應急廣播工作。

圖2 改造后的信源平臺輸出拓撲圖

1.2.1 廣西廣播電視臺

廣西廣播電視臺的6 套標清AVS+編碼節(jié)目、6 套廣西廣播節(jié)目以及1 套中國之聲廣播節(jié)目的主、備IP 信號經(jīng)過IP 碼流切換器2 選1 后送至廣西廣電網(wǎng)絡公司的SDH 環(huán)網(wǎng)，節(jié)目信號匯聚后直接傳輸至各市縣網(wǎng)絡公司，不再經(jīng)過樞紐臺信源平臺。

1.2.2 樞紐臺信源平臺

樞紐臺信源平臺將對輸出的中央節(jié)目信號進行調整，中央節(jié)目主備信號（衛(wèi)星信號或國干網(wǎng)信號）經(jīng)IP 切換器選擇后傳至廣西廣電網(wǎng)絡公司的SDH 環(huán)網(wǎng)、技術中心數(shù)字微波傳輸網(wǎng)，該信號將作為發(fā)射臺站的備用信號使用。其中，國干網(wǎng)信號與衛(wèi)星信號不同源，不能作為發(fā)射臺站的單頻網(wǎng)備份信號使用。此外，在樞紐臺信源平臺預留應急廣播（無線）前端系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口。

1.2.3 匯聚傳輸

廣西廣播電視臺電視、廣播節(jié)目輸出流和樞紐臺信源平臺輸出流在廣西廣電網(wǎng)絡公司公園機房的中興傳輸柜匯聚，經(jīng)華為傳輸柜將信號送至各市縣網(wǎng)絡公司。

1.3 單頻網(wǎng)信源改造內容

由于目前暫時無法改變現(xiàn)有信源平臺的輸出模式，改造內容只對樞紐臺主備信源系統(tǒng)和異地備份系統(tǒng)進行調整。第一，國干網(wǎng)地面數(shù)字電視主備傳輸（Transport Stream，TS）流增加單頻網(wǎng)適配，采用衛(wèi)星單頻網(wǎng)模式，需增加2 臺單頻網(wǎng)適配器、2 臺授時器[2]。第二，信號切換機制由原來節(jié)目備份切換改造為整流切換，不再重新復用各節(jié)目流，而是采用整流透傳切換模式。第三，下架原中央節(jié)目編轉碼系統(tǒng)，原接收“中星六B”信號編轉碼成AVS+信號，作為平臺備份信號。目前，該方式已經(jīng)不適應單頻網(wǎng)模式，此次改造將不再使用該系統(tǒng)。第四，預留廣西本地節(jié)目單頻網(wǎng)適配接口，此次改造廣西節(jié)目流暫不適配單頻網(wǎng)信息。第五，新增2 臺IP 切換器（3 選1）。原來的IP 復用器已不再適用平臺的整流透傳切換模式，需要增加兩臺3 選1 切換器。第六，異地備份平臺同步改造國干網(wǎng)地面數(shù)字電視主備TS 流，需增加2 臺單頻網(wǎng)適配器、2 臺授時器、1 臺IP 切換器。第七，信源總平臺保持原輸出信號優(yōu)先級為主國干網(wǎng)信號、備國干網(wǎng)信號。第八，信源平臺下傳信號組播中增加1 個廣西信源備組播，作為廣西光纖信源的備信號。

1.4 樞紐臺信源平臺主備信源系統(tǒng)拓撲

1.4.1 輸入信號

第一，中央電視、廣播節(jié)目。樞紐臺包括IP 主、IP 備、衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4 共6 路信號，可互為備份，最終主、備路的節(jié)目各3 選1 輸出。公園機房為IP 主信號和IP 備信號先備份后適配成單頻網(wǎng)流，再與衛(wèi)星1 信號、衛(wèi)星2 信號互為備份，實現(xiàn)3 選1 輸出。

第二，廣西電視節(jié)目。樞紐臺包括IP 主、IP 備、執(zhí)行器-傳感器-接口（Actuator Sensor Interface，ASI）主、ASI 備、串行數(shù)字接口（Serial Digital Interface，SDI）（需編轉碼成AVS+）共5 路信號，可互為備份，最終主、備路的節(jié)目各3 選1 輸出。公園機房為IP 主、IP 備、微波實現(xiàn)信號的3 選1輸出。

第三，廣西廣播節(jié)目。樞紐臺包括IP 主、IP 備、ASI 主、ASI 備共4 路信號，可互為備份，最終主、備路的節(jié)目各2 選1 輸出。公園機房為IP 主、IP 備、微波實現(xiàn)信號的3 選1 輸出。

1.4.2 輸出信號

信號輸送到各個臺站共有3 個獨立出口。第一，樞紐臺主路輸出。從樞紐臺發(fā)出的信號路徑，經(jīng)過多個設備獨立承載數(shù)據(jù)輸出，并且只有在節(jié)目備份完成后才輸出。第二，樞紐臺備路輸出。備份的信號路徑通過其他設備或信源備份的信號，經(jīng)過多個設備獨立承載數(shù)據(jù)輸出，而且只有在節(jié)目備份完成后才輸出。第三，公園機房輔路輸出。公園機房的信號路徑作為備用輸出路徑，當樞紐臺主路和備路信號中斷時，系統(tǒng)會自動轉到公園機房的輔路輸出。經(jīng)過多個設備獨立承載數(shù)據(jù)輸出，只有在節(jié)目備份完成后才輸出。

1.4.3 單頻網(wǎng)適配

國際上，地面數(shù)字電視廣播標準共有3 種,分別是美國的數(shù)字電視國家標準（Advanced Television Systems Committee，ATSC）、歐洲的DVB-T 和日本的ISDB-T。其中，歐洲又在DVB-T 的基礎上制定了DVB-H 標準，以支持便攜式手持移動終端[3]。目前，我國干網(wǎng)的電視、廣播還沒有單頻網(wǎng)信息，因此需要在樞紐臺進行適配后統(tǒng)一下發(fā)到各個需要的臺站作為當?shù)匦l(wèi)星的備份信號播出。適配的過程采用雙路設備，即主路設備適配主路信號輸出，備路設備適配備路信號輸出。適配的主要節(jié)目包括國干網(wǎng)的中央12 套電視節(jié)目和中央12 套廣播節(jié)目。此外，還預留了廣西6 套電視和6 套廣播的單頻網(wǎng)適配接口，以滿足將來廣西本地節(jié)目的單頻網(wǎng)適配需求。

1.4.4 廣西節(jié)目轉IP

在無線傳播樞紐臺信源總平臺中，需要將原有廣西電視、廣播發(fā)送過來的MPEG2（ASI、SDI）信號轉為IP 信號后傳送并分發(fā)至主路和備路輸出。為實現(xiàn)這一目標，可使用IP 復用器的轉碼功能進行處理，具體包括5 個步驟。

第一，MPEG2 信號輸入。原有廣西電視、廣播將通過ASI 或SDI 接口發(fā)送的MPEG2 信號作為輸入信號。第二，轉碼功能。IP 復用器具備轉碼功能，可以將MPEG2 信號轉換為IP 信號，以便在IP 網(wǎng)絡中傳輸。轉碼過程包括將MPEG2 視頻和音頻數(shù)據(jù)解碼，并重新編碼成適合IP 傳輸?shù)母袷?，如MPEG4、H.264 等，這樣可以將原有廣西電視、廣播的MPEG2 信號轉換為IP 信號。第三，IP 信號傳輸。轉碼后的IP 信號通過IP 網(wǎng)絡進行傳輸，可以通過局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）或廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）來實現(xiàn)。IP信號經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸，可以方便地分發(fā)到不同的設備和位置。第四，分發(fā)至主路和備路輸出。經(jīng)過IP 網(wǎng)絡傳輸?shù)男盘柨梢苑职l(fā)至主路和備路輸出，具體的分發(fā)方式可能涉及路由器、交換機等網(wǎng)絡設備，確保信號可以按需分發(fā)到主路和備路的輸出接口。第五，信號監(jiān)測。在無線傳播樞紐臺信源總平臺中，專門設有一套系統(tǒng)對各路進來的信號以及輸出的信號進行24 h 監(jiān)測，旨在實時監(jiān)測發(fā)射臺的運轉狀態(tài)，減少故障發(fā)生概率。

具體的信號監(jiān)測流程如下。第一，監(jiān)測系統(tǒng)設置。樞紐臺配備一套專門的監(jiān)測系統(tǒng)，包括硬件設備和軟件系統(tǒng)。監(jiān)測系統(tǒng)需要能夠監(jiān)測各路進來的信號和輸出的信號，并能夠實時分析和處理監(jiān)測數(shù)據(jù)[4-5]。第二，監(jiān)測信號源。監(jiān)測系統(tǒng)會監(jiān)測各路進來的信號，這些信號可能是來自廣播電視臺、衛(wèi)星信號源等的各種信號。監(jiān)測系統(tǒng)通過相關的設備接收和處理信號，以便后續(xù)的分析和監(jiān)測。第三，監(jiān)測輸出信號。監(jiān)測系統(tǒng)對輸出信號進行監(jiān)測，可以確保輸出的信號質量穩(wěn)定，符合要求。第四，實時數(shù)據(jù)分析。監(jiān)測系統(tǒng)將監(jiān)測到的信號進行實時的數(shù)據(jù)分析，包括信號的強度、頻率、幅度等方面的數(shù)據(jù)。監(jiān)測系統(tǒng)會根據(jù)預設的標準和參數(shù)判斷信號是否正常，若發(fā)現(xiàn)信號的傳輸或者接收存在問題或故障，檢測系統(tǒng)能夠及時進行自動告警。可以采用醒目的文字、圖形或語音方式通知監(jiān)測系統(tǒng)負責人，使其能夠在第一時間了解情況，并及時采取合理有效的應對措施，有效完成故障處理工作。第五，異常信號告警。如果監(jiān)測系統(tǒng)檢測到信號異常，如信號強度低、頻率異常等，監(jiān)測系統(tǒng)會產(chǎn)生告警信號，并實時輸出到值班平臺的大屏幕上。這樣值班人員可以立即注意到異常信號，并采取相應的措施進行修復。

2 結語

本方案設計主要針對廣西廣播電視無線傳播樞紐臺信源平臺的升級改造，包括調整信源系統(tǒng)、擬改造信源平臺輸出拓撲和單頻網(wǎng)信源改造內容等，其中改造內容主要包括增加單頻網(wǎng)適配器和授時器、調整信源切換機制為整流切換、刪除衛(wèi)星編碼、轉換廣西節(jié)目為IP 信號等。改造后，系統(tǒng)將提高信號的穩(wěn)定性、可靠性和輸出效果，為廣西廣播電視無線傳輸提供更好的支持。