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

閻 肅

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局微波傳輸總站 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

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

閻 肅

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文章首先對(duì)SDH數(shù)字微波技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單概述，對(duì)基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的SDH微波通信系統(tǒng)展開了詳細(xì)分析，就SDH數(shù)字微波技術(shù)在廣播電視信號(hào)傳輸中的具體應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

SDH數(shù)字微波技術(shù) 廣播電視 信號(hào)傳輸

引 言

SDH數(shù)字微波技術(shù)是在全球信息技術(shù)不斷發(fā)展背景下誕生的一種用于信息傳輸?shù)男录夹g(shù)，基于SDH數(shù)字微波技術(shù)設(shè)計(jì)的SDH微波通信系統(tǒng)具備微波通信和SDH數(shù)字通信兩者的優(yōu)勢(shì)，目前在廣播電視信號(hào)傳輸領(lǐng)域廣泛應(yīng)用?；诖耍疚囊許DH數(shù)字微波技術(shù)在廣播電視信號(hào)傳輸中的應(yīng)用為寄出，就SDH數(shù)字微波技術(shù)的定義、原理以及應(yīng)用的過程進(jìn)行分析和探討。

1 SDH數(shù)字微波技術(shù)概述

SDH數(shù)字微波技術(shù)中文名為同步數(shù)字系列微波技術(shù)。SDH這一概念在20世紀(jì)80年代提出，一經(jīng)提出便在信息傳輸領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，基于其N*155Mbit/s的大容量同步數(shù)字的微波通信系統(tǒng)得以誕生。隨著64-512QAM調(diào)制技術(shù)的不斷成熟，在進(jìn)一步提升單波通道對(duì)外通信信息傳輸帶寬的同時(shí)，也對(duì)信息傳播中波形傳播技術(shù)提出了更高的要求，結(jié)合SDH技術(shù)的多級(jí)編碼調(diào)制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)微波通信系統(tǒng)誤碼率的大幅度降低。此外，SDH數(shù)字微波技術(shù)具有標(biāo)準(zhǔn)和連接的統(tǒng)一性和多種管理同步性的特點(diǎn)。總體而言，SDH數(shù)字微波技術(shù)較之傳統(tǒng)廣播電視信息號(hào)的傳輸技術(shù)主要具有傳輸質(zhì)量更好、系統(tǒng)更安全、資源利用率更高等優(yōu)點(diǎn)［1］。

2 SDH微波通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介

如圖1所示，為基于SDH數(shù)字微波技術(shù)而設(shè)計(jì)建立的SDH數(shù)字微波系統(tǒng)組成圖，其傳輸形式可以是一條主干線，中間有若干分支，也可以是一個(gè)樞紐站向若干方向分支，通常主干線可長(zhǎng)達(dá)幾千公里，另有若干條支線線路。但不論哪種形式，根據(jù)各站所處位置和功能不同，數(shù)字微波傳輸線路總是由圖1中給出的幾種站型組成。除了位于線路起端和終端的終段站，在SDH微波通信系統(tǒng)中還包括大量的中繼站、分支站和樞紐站。

圖1 SDH微波通信系統(tǒng)組成圖

圖2 SDH數(shù)字微波系統(tǒng)工作流程圖

如圖2所示，為一般SDH數(shù)字微波系統(tǒng)的工作流程圖。首先，從甲地終端站所發(fā)送過來的數(shù)字信號(hào)，需要經(jīng)過數(shù)字基帶信號(hào)的處理，然后再進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，將其調(diào)制為頻率為70MHz或140MHz的中頻調(diào)制信號(hào)。在將信號(hào)調(diào)制完成后，將其進(jìn)一步傳輸至發(fā)送設(shè)備中，通過混頻調(diào)制將其轉(zhuǎn)化為微波信號(hào)，繼而通過天線向微波中繼站發(fā)送微波信號(hào)［2］。在微波中繼站接收到微波信號(hào)后，對(duì)收到的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、判決和再生，然后轉(zhuǎn)發(fā)至下一方向的調(diào)制器。經(jīng)過它的處理可以去掉傳輸中引入的噪聲、干擾和失真。終端站的收信端接收信號(hào)后，在進(jìn)行混頻、中頻解調(diào)處理后，分路徑進(jìn)行信號(hào)的還原，即獲得最開始的原始數(shù)字信號(hào)，完成電視廣播信號(hào)的傳輸［3］。

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

基于SDH數(shù)字微波技術(shù)所具備的諸多優(yōu)點(diǎn)，目前其在廣播電視網(wǎng)中具有十分廣泛的應(yīng)用，可和SDH光纖系統(tǒng)之間進(jìn)行串聯(lián)使用，也可使用SDH數(shù)字微波系統(tǒng)使光纖電信網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)閉合的環(huán)路，也可作為SDH光纖網(wǎng)的保護(hù)設(shè)施，保障整個(gè)通信網(wǎng)的安全。本文受篇幅限制，重點(diǎn)對(duì)SDH數(shù)字微波技術(shù)在廣播電視信號(hào)傳輸中應(yīng)用方式和效果進(jìn)行分析［4］。

3.1 SDH數(shù)字微波技術(shù)在廣播電視信號(hào)傳輸中的應(yīng)用過程

基于SDH數(shù)字微波技術(shù)完成廣播電視信號(hào)的傳輸，首先對(duì)需要傳播的信息進(jìn)行數(shù)字化的處理，具體分為取樣、量化和編碼三個(gè)步驟。取樣是以一定的取樣頻率抽取輸入信號(hào)的一個(gè)瞬間幅度值（取樣值），取樣后得到一系列的脈沖式的取樣值稱為取樣序列，量化是對(duì)取樣序列進(jìn)行幅度上的離散化過程，編碼就是用二進(jìn)制代碼表示量化值，在信號(hào)傳輸目的地將量化值轉(zhuǎn)換為信號(hào)的過程稱為編碼。SDH傳輸廣播電視信號(hào)時(shí)，各種業(yè)務(wù)信號(hào)要進(jìn)入SDH的幀結(jié)構(gòu)都要經(jīng)歷映射、定位和復(fù)用3個(gè)步驟，如圖3所示。對(duì)于一般電視廣播的信號(hào)傳播而言，傳輸速率建議選擇155.520Mbit/s和45Mbit/s標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)?，廣播電視節(jié)目的信號(hào)均為模擬信號(hào)，所以在傳輸時(shí)首先需要對(duì)其經(jīng)過編碼器的處理，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再壓縮為45Mbit/s的碼率進(jìn)入到C3容器中或者壓縮形成155.520Mbit/s的碼率進(jìn)入到C4容器中形成最終的STM-1。廣播電視節(jié)目自身的音頻信息以及視頻信息則是在SDH幀結(jié)構(gòu)的凈負(fù)荷區(qū)域內(nèi)存放，然后2Mbit/s接口話音與數(shù)據(jù)的輸入設(shè)備相接，SDH的155.520Mbit/s和45Mbit/s接口和圖像編碼器相接。在轉(zhuǎn)化為SDH形式后，通過微波網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，信號(hào)在達(dá)到業(yè)務(wù)站點(diǎn)后，經(jīng)過解碼處理將圖像數(shù)據(jù)信號(hào)還原成模擬信號(hào)并通過調(diào)制器將其變換到相應(yīng)頻道，最后傳輸?shù)接脩艚K端，完成廣播電視信息的傳輸［5］。

3.2 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

以下通過對(duì)比的方式就SDH數(shù)字微波技術(shù)在廣播電視信號(hào)傳輸中的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，選擇模擬微波傳輸系統(tǒng)為對(duì)比系統(tǒng)，就兩者在傳輸過程中的效果進(jìn)行比較。

圖3 復(fù)用與映射結(jié)構(gòu)圖

首先，假設(shè)一個(gè)傳輸波道，其傳輸容量設(shè)定為155.520Mbit/s，就模擬微波傳輸系統(tǒng)對(duì)其可承載的廣播和電視節(jié)目的數(shù)量進(jìn)行計(jì)算。一般而言，廣播電視節(jié)目的視音頻在壓縮編碼和適配之后都是采用45Mbit/s接口，一個(gè)155.520Mbit/s的波道可傳輸3個(gè)45Mbit/s。

對(duì)SDH數(shù)字微波技術(shù)進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于一路視頻信號(hào)，其在經(jīng)過MPEG-2壓縮編碼后，可將10Mbit/s的輸出碼率調(diào)整為8Mbit/s，音頻信號(hào)可設(shè)定為256kbit/s。在此10Mbit/s的傳輸容量中，視頻編碼占8Mbit/s，音頻占2Mbit/s。此時(shí)，2Mbit/s內(nèi)可編入多少256kbit/s碼率的音頻信號(hào)，則直接決定了該路視頻所能夠攜帶的信息量總數(shù)。經(jīng)過簡(jiǎn)單計(jì)算2048/256=8，即在沒有其他開銷的情況下，在一路信號(hào)中可最多編入8個(gè)音頻節(jié)目，基于實(shí)際情況適于選擇6個(gè)音頻節(jié)目。

通過上文可知編碼器的輸出碼率為10Mbit/s，適配器的輸出碼率為45Mbit/s。因此，四個(gè)編碼器和一個(gè)適配器搭配使用，一個(gè)編碼器具備6路音頻節(jié)目和1路視頻節(jié)目，一個(gè)適配器具備24路音頻節(jié)目和4路視頻節(jié)目。此外，通過上文的計(jì)算可知三個(gè)45Mbit/s組成一個(gè)155.520Mbit/s，因此，一個(gè)波道可傳輸72路音頻節(jié)目和12路視頻節(jié)目。而在一個(gè)模擬微波波道的傳輸中，只能傳輸4路音頻信號(hào)和1路的視頻信號(hào)，較之基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號(hào)傳播，在傳播的效率上只有十二分之一。

結(jié)束語

綜上所述，文章首先對(duì)SDH數(shù)字微波技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，繼而對(duì)基于SDH數(shù)字微波技術(shù)設(shè)計(jì)的SDH微波通信系統(tǒng)從組成和工作流程上展開具體論述，最后則是通過對(duì)比分析的方式就SDH數(shù)字微波技術(shù)在廣播電視信號(hào)中傳播效率進(jìn)行了證明，得出以下結(jié)論：SDH數(shù)字微波技術(shù)作為現(xiàn)代通信行業(yè)的基礎(chǔ)，具有傳輸質(zhì)量更好、系統(tǒng)更安全、資源利用率更高等優(yōu)點(diǎn)；基于SDH數(shù)字微波技術(shù)建立起來的SDH微波通信系統(tǒng)在運(yùn)作中采用調(diào)制—傳輸—解調(diào)的流程完成信息的傳輸。通過文章的計(jì)算證實(shí)，SDH數(shù)字微波技術(shù)在廣播電視信號(hào)傳輸中較之傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸容量快12倍，值得在我國(guó)電視廣播信號(hào)傳播中充分使用。通過應(yīng)用統(tǒng)計(jì)復(fù)用和AVS+編碼技術(shù)，廣播電視信號(hào)傳輸容量將進(jìn)一步提高。

［1］錢程,李萍.SDH數(shù)字微波技術(shù)在廣播電視微波傳輸網(wǎng)建設(shè)中的重要作用［J］.西部廣播電視，2015（5）：181-182.

［2］阿孜古麗·艾力.SDH數(shù)字微波傳輸網(wǎng)前端監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及技術(shù)特點(diǎn)［J］.西部廣播電視，2015，01（7）：220.

［3］林立軍,袁曉雷.SDH數(shù)字微波設(shè)備的原理與維護(hù) ［J］.有線電視技術(shù)，2014，11 （3）：77-79.

［4］閆即松.SDH數(shù)字微波網(wǎng)管系統(tǒng)及其在維護(hù)中的應(yīng)用［J］.科技風(fēng)，2016，12（2）：93.

［5］郭祥武.我省SDH數(shù)字微波擴(kuò)容改造中幾個(gè)難題及解決方案［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016，05（9）：32-33.

審稿人：王岳琪 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局610臺(tái)正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

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閻 肅 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局微波傳輸總站 工程師