多路TS流在SDH中的高效復(fù)用傳輸方法

□熊壯

多路TS流在SDH中的高效復(fù)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(fù)用高效傳輸至各個發(fā)射基站解復(fù)用并送入每個頻點發(fā)射機(jī)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(fù)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(fù)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(hù)及指配，以保證信息能夠準(zhǔn)確地傳送；凈負(fù)荷區(qū)用于存放信息業(yè)務(wù)和用于通道維護(hù)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(fù)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(fù)載。SDH每幀傳輸速率為125μs，每秒傳輸1/125×1000000幀。

我國的SDH復(fù)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(fù)用成1個STM-1（155.520Mbit／s）；63 個 2.048Mbit／s可 被 復(fù) 用 成 1 個STM-1；3個34.368Mbit／s也能復(fù)用成 1個 STM-1。（如圖1）

圖1 SDH復(fù)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(kuò)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(jìn)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(jìn)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(fù)用，SDH傳輸信號時經(jīng)過映射、定位和復(fù)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(fù)用構(gòu)成STM-4，16個 STM-1或4個STM-4同步復(fù)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(fù)用，Nimbra360可達(dá)2.5Gbps，Nimbra688可達(dá)80Gbps。

利用512kbps的帶寬步進(jìn)，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(dāng)前國標(biāo)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。可以看出，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(biāo)準(zhǔn)，平臺由監(jiān)控系統(tǒng)、信源系統(tǒng)、編碼復(fù)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(kuò)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(jī)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(fù)責(zé)將業(yè)務(wù)傳送至各個高山臺站；回傳通道主要負(fù)責(zé)將各個高山臺站的設(shè)備運行狀況、信號播出狀況、機(jī)房環(huán)境監(jiān)控等數(shù)據(jù)實時傳送至中心機(jī)房進(jìn)行監(jiān)管。通過中心機(jī)房監(jiān)控平臺可以實現(xiàn)對全市信號播出進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管，對所有在網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)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(jī)房電視節(jié)目通過MPEG-2編碼復(fù)用后生成5個頻點ASI流，通過Nimbra設(shè)備適配復(fù)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(fù)用后生成5路ASI流送入5個頻點發(fā)射機(jī)，如圖5所示。發(fā)射系統(tǒng)將ASI流進(jìn)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(jìn)行接收。

圖5 中心機(jī)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(jī)房負(fù)責(zé)5路ASI流的播發(fā)，A站和B站負(fù)責(zé)ASI流的接收。中心機(jī)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(jī)房至B站的傳輸通道中斷，中心機(jī)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(jī)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(jìn)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）