無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)在廣電工程中的應(yīng)用研究

黃正翔

(江蘇有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有限責(zé)任公司阜寧分公司，江蘇 阜寧 224400)

0 引言

無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)主要是由無(wú)線傳輸技術(shù)、有線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及衛(wèi)星傳輸技術(shù)組成。相較于傳統(tǒng)有線技術(shù)，無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，不僅有助于簡(jiǎn)化復(fù)雜工序，建立完善的廣播電視系統(tǒng)，還有助于節(jié)約建設(shè)成本，拓展信號(hào)傳輸范圍，提高信號(hào)傳輸質(zhì)量?；诖?，本文對(duì)無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)進(jìn)行概述，并對(duì)基于無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)的廣電工程項(xiàng)目組成進(jìn)行總結(jié)，提出無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)在廣電工程中的應(yīng)用路徑，以期為偏遠(yuǎn)地區(qū)利用無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)提升廣電工程建設(shè)質(zhì)量與效益提供參考依據(jù)。

1 無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)

從技術(shù)內(nèi)涵層面看，無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)指借助有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星傳輸技術(shù)，全面構(gòu)建信號(hào)通信體系，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋程度的全方位提升。換而言之，無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)服務(wù)于傳輸通信系統(tǒng)，不僅能夠凌駕于傳統(tǒng)的數(shù)字覆蓋技術(shù)，還能借助無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑，提升信息傳送速率，擴(kuò)大覆蓋范圍，進(jìn)而升級(jí)通信系統(tǒng)[1]。與傳統(tǒng)數(shù)字技術(shù)相比，無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)擁有極為突出的優(yōu)勢(shì)，一是能夠有效節(jié)省有線架設(shè)所耗費(fèi)的人力、物力與財(cái)力，避免煩瑣的有線架設(shè)工序；二是不僅能夠使數(shù)字信號(hào)傳輸突破有線設(shè)備的束縛，全面擴(kuò)大數(shù)字信號(hào)的覆蓋范圍，同時(shí)還能降低信號(hào)傳輸?shù)某杀荆瑥亩褂脩?hù)在不繳納額外費(fèi)用的條件下，就可以接收到更高質(zhì)量的數(shù)字信號(hào)。

從覆蓋方式層面看，組網(wǎng)覆蓋是無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)的核心模式，按照頻次可劃分為單頻、多頻兩種覆蓋方式。單頻網(wǎng)覆蓋模式是指借助單一傳輸媒介實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)傳輸，主要應(yīng)用于距離較短且范圍較為狹窄的信號(hào)傳輸工作。為了彌補(bǔ)單頻網(wǎng)覆蓋面積的不足，一般會(huì)借助補(bǔ)點(diǎn)處理的形式拓寬信號(hào)傳輸范圍。單頻網(wǎng)的主要構(gòu)成元素可分為發(fā)射設(shè)備和輔助設(shè)施，主要可劃分為開(kāi)放式和封閉式兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此在信號(hào)傳輸平衡、抗同頻干擾等方面具有極為明顯的優(yōu)勢(shì)。多頻網(wǎng)覆蓋模式是指借助多元傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、寬范圍傳輸，這種模式適用于不同地域、多樣化頻點(diǎn)信號(hào)的對(duì)接，同樣也由發(fā)射設(shè)備和輔助設(shè)施組成，是當(dāng)今無(wú)線數(shù)字電視系統(tǒng)的重要技術(shù)之一。在現(xiàn)實(shí)覆蓋組網(wǎng)中，往往要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況和受眾的現(xiàn)實(shí)需求，構(gòu)建單頻、多頻相結(jié)合的立體化數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)電視信號(hào)的全方位覆蓋。

2 基于無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)的廣電工程項(xiàng)目組成

在無(wú)線數(shù)學(xué)覆蓋技術(shù)背景下，廣電工程項(xiàng)目主要可以劃分為數(shù)字前端、單頻網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、衛(wèi)星傳輸、多頻網(wǎng)絡(luò)和地面廣播5個(gè)系統(tǒng)，5個(gè)系統(tǒng)各司其職、分工合作，能夠?yàn)閿?shù)字信號(hào)傳輸提供全方位保障，下面筆者將對(duì)以上5個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行逐個(gè)闡述。

2.1 數(shù)字前端系統(tǒng)

作為整個(gè)系統(tǒng)中信息來(lái)源的主要渠道，該系統(tǒng)主要可以劃分為監(jiān)控和集成兩個(gè)部分。監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)時(shí)刻掌握系統(tǒng)中各部信號(hào)的運(yùn)行情況，囊括了信號(hào)覆蓋情況、節(jié)目源信息等諸多內(nèi)容；集成系統(tǒng)的職責(zé)在于實(shí)現(xiàn)不同地域節(jié)目的整合與對(duì)接，通過(guò)復(fù)用、轉(zhuǎn)換等形式，實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型信號(hào)的統(tǒng)一[2]。此外，不同地域、多元化用戶(hù)借助管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字前端系統(tǒng)的控制，這些設(shè)備都統(tǒng)一裝配在廣電總局的指定位置。

2.2 單頻網(wǎng)絡(luò)調(diào)試系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要職責(zé)在于對(duì)前端輸入的TS碼進(jìn)行校驗(yàn)、調(diào)整和轉(zhuǎn)換。具體而言可分為以下兩個(gè)步驟：其一，借助TS碼流的配置和傳送，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的傳輸，在此過(guò)程中要借助CRC校驗(yàn)碼的校驗(yàn)，才能保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性；其二，TS碼流的持續(xù)輸出，通過(guò)輸出保持功能的開(kāi)發(fā)與增加，保障單頻信號(hào)輸送過(guò)程的持續(xù)性和平穩(wěn)性，從而實(shí)現(xiàn)電視節(jié)目質(zhì)量的顯著提升。

2.3 衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)

作為采集和傳輸數(shù)字信號(hào)的重要媒介，衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)能夠憑借無(wú)線數(shù)學(xué)覆蓋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)范圍目標(biāo)的拓寬和延伸。其作用可歸納為在單頻信號(hào)的傳送過(guò)程中，通過(guò)TS碼流的特殊處理手段實(shí)現(xiàn)編碼和調(diào)試功能，而后借助衛(wèi)星鏈實(shí)現(xiàn)不同地域之間的傳送，接收地區(qū)再通過(guò)解調(diào)獲得目標(biāo)信號(hào)。不僅如此，該系統(tǒng)在構(gòu)建過(guò)程中還要將TS空包置于發(fā)送調(diào)制器中，有效避免誤刪現(xiàn)象的同時(shí)，還能保證衛(wèi)星傳輸始終滿(mǎn)足各項(xiàng)指標(biāo)的要求。與此同時(shí)，在信號(hào)傳輸?shù)闹泻笃?，解調(diào)器在TS碼的編制和適配方面也不會(huì)打亂原有次序，這也為信號(hào)傳輸?shù)耐暾蕴峁┝顺渥愕谋Ｕ稀?/p>

2.4 多頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

該系統(tǒng)的作用在于顯著提升數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)效性，全面拓展信號(hào)覆蓋的范疇，彌補(bǔ)單頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸距離短、范圍狹窄等不足。此系統(tǒng)能夠借助衛(wèi)星傳輸鏈構(gòu)筑無(wú)線數(shù)字覆蓋體系，由多樣化的數(shù)字發(fā)射頻道實(shí)現(xiàn)廣電信號(hào)的實(shí)時(shí)傳輸，打破不同地域不同頻道信號(hào)傳輸?shù)谋趬?，從而提升?shù)字信號(hào)傳輸效率。

2.5 地面數(shù)字廣播系統(tǒng)

作為無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)廣電項(xiàng)目的又一重要組成部分，地面數(shù)字廣播系統(tǒng)的主要功能在于前端系統(tǒng)的設(shè)置，保證廣電發(fā)出信號(hào)的編碼、形式、結(jié)構(gòu)等多方元素皆滿(mǎn)足后續(xù)工序要求，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)傳輸系統(tǒng)的復(fù)用和編碼[3]。與此同時(shí)，此系統(tǒng)在前端進(jìn)行編碼處理后，還能根據(jù)數(shù)字信號(hào)的實(shí)際情況以及受眾現(xiàn)實(shí)條件編輯兩路傳輸碼流，從而實(shí)現(xiàn)單頻、多頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的同時(shí)作用。除此之外，此系統(tǒng)還具備電信號(hào)的備份功能，借助碼流切換和發(fā)射系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的全方位覆蓋。

3 無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)在廣電工程中的應(yīng)用路徑

3.1 引入光纜傳輸方式

網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)是指以光波為傳導(dǎo)媒介傳播數(shù)字信息，以光纜為載體傳輸信號(hào)的技術(shù)。關(guān)于光纜傳輸?shù)姆诸?lèi)，按照其作用筆者將其劃分為5個(gè)組成部分：廣播發(fā)射裝置、廣播接收裝置、中繼裝置、耦合裝置和連接裝置。在通常情況下，在光纜傳輸技術(shù)視域下的數(shù)字信號(hào)傳輸工作主要由發(fā)射裝置承載光波發(fā)射任務(wù)，然后由轉(zhuǎn)化裝置將光波轉(zhuǎn)化為光信號(hào)發(fā)送給接收裝置，接著由接收裝置快速轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，傳輸?shù)街欣^裝置，最后由整合裝置傳輸?shù)浇K端，從而完成傳輸工作。

要想將光纜傳輸方式引入光電工程，首當(dāng)其沖要全面了解區(qū)域無(wú)線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)是由3類(lèi)路由器、寬帶、兩種光纖以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)共同組成的整體。這里的3類(lèi)路由器是指電信、移動(dòng)和備份路由器。在無(wú)線數(shù)字區(qū)域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，電信路由器以電信光纖為載體，實(shí)現(xiàn)與區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的連接。移動(dòng)路由器同樣以移動(dòng)光纖為載體，實(shí)現(xiàn)與區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的連接；而備份路由器的作用在于寬帶以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接。通常情況下，在廣電數(shù)字網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，電信路由器擁有工作的優(yōu)先級(jí)，移動(dòng)和備份路由器時(shí)刻處于準(zhǔn)備狀態(tài)。當(dāng)各類(lèi)故障及錯(cuò)誤出現(xiàn)時(shí)，路由器會(huì)在第一時(shí)間識(shí)別并完成切換，從而保證通信工作的順利進(jìn)行。其順序?yàn)殡娦?、移?dòng)、VPN。從功能視角看，廣電無(wú)線數(shù)字區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的作用不僅在于各類(lèi)電視節(jié)目數(shù)據(jù)信息的上傳以及視頻、監(jiān)控系統(tǒng)的管理，還囊括了電視信號(hào)傳輸狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和信號(hào)預(yù)警服務(wù)等職責(zé)。

3.2 健全傳輸保障機(jī)制

作為無(wú)線數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)幕A(chǔ)保障，安全播出保障機(jī)制是整個(gè)系統(tǒng)不可或缺的重要環(huán)節(jié)。在無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)的運(yùn)用過(guò)程中，開(kāi)發(fā)者應(yīng)以無(wú)線數(shù)字電視信號(hào)系統(tǒng)的健全為工作中心，秉承安全性原則，根據(jù)各地實(shí)際情況和現(xiàn)實(shí)需求，科學(xué)、合理地構(gòu)建組裝系統(tǒng)，完善信號(hào)傳輸體系，全面滿(mǎn)足整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性需求，采用視頻、音頻傳輸與播控分開(kāi)設(shè)計(jì)的方式，從而提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。不僅如此，在信號(hào)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)者還應(yīng)保證每個(gè)分控信號(hào)能夠具備兩個(gè)或者兩個(gè)以上通道，這樣才能有效避免各類(lèi)故障的出現(xiàn)。

就現(xiàn)在的技術(shù)而言，雙絞線和光纖是無(wú)線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹饕橘|(zhì)。如何做好這兩種常用介質(zhì)的保護(hù)、維護(hù)工作是保證整個(gè)系統(tǒng)安全播出的重中之重。在日常使用過(guò)程中，無(wú)線數(shù)字電視信號(hào)網(wǎng)絡(luò)線路的磨損程度往往與其使用年限呈正比，隨著線路的磨損與老化，各類(lèi)問(wèn)題和故障出現(xiàn)的可能性也逐倍增加。由此可見(jiàn)，定期維護(hù)網(wǎng)絡(luò)線路是健全無(wú)線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)傳輸保障機(jī)制不可或缺的重要環(huán)節(jié)。不僅如此，在無(wú)線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，連接主機(jī)、交換機(jī)的網(wǎng)線水晶頭都有相應(yīng)的編號(hào)，這也是所在線路的“身份證”。在通常情況下，編號(hào)就打印在線路兩端的水晶頭附近，當(dāng)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，檢修人員能夠第一時(shí)間找到故障點(diǎn)，并對(duì)故障編號(hào)所對(duì)應(yīng)的線路進(jìn)行檢查。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)和筆者的總結(jié)，網(wǎng)絡(luò)線路故障通常會(huì)以4種情況呈現(xiàn)：(1)基于網(wǎng)絡(luò)接頭裝置的質(zhì)量問(wèn)題，網(wǎng)線會(huì)出現(xiàn)與主機(jī)、交換機(jī)接觸不良的情況，這會(huì)直接影響到傳輸線路的通暢性。針對(duì)這樣的問(wèn)題，檢修人員應(yīng)更換質(zhì)量較為理想的水晶頭，全面監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)接頭的制作質(zhì)量。(2)基于網(wǎng)絡(luò)線路使用時(shí)間較長(zhǎng)，線路出現(xiàn)磨損、老化等問(wèn)題，這些都會(huì)導(dǎo)致各類(lèi)傳輸故障的出現(xiàn)。針對(duì)這樣的問(wèn)題，相關(guān)檢修負(fù)責(zé)人應(yīng)劃撥專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)用于線路的更換，定期替換優(yōu)質(zhì)網(wǎng)線，從而實(shí)時(shí)保障網(wǎng)線的暢通。(3)基于網(wǎng)線插口中水晶頭的松動(dòng)與脫落問(wèn)題，網(wǎng)線會(huì)出現(xiàn)連接問(wèn)題，致使主機(jī)與交換機(jī)無(wú)法完成相互響應(yīng)。針對(duì)這樣的問(wèn)題，檢修人員結(jié)合自身日常工作經(jīng)驗(yàn)合理調(diào)整防脫彈片的角度和松緊度，然后重新插好水晶頭并定期檢查，從而有效防止水晶頭的松脫。(4)基于水晶頭接觸帶氧化和腐蝕導(dǎo)致的接觸不良問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致傳輸時(shí)斷時(shí)續(xù)的情況出現(xiàn)。針對(duì)這樣的問(wèn)題，檢修人員應(yīng)配備專(zhuān)業(yè)儀器定期對(duì)水晶頭進(jìn)行檢查，對(duì)于存在腐蝕、氧化的水晶頭，應(yīng)立即更換，從而保障整條傳輸系統(tǒng)的暢通性。

對(duì)于開(kāi)發(fā)者而言，交換機(jī)和路由器作為網(wǎng)線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心設(shè)備，能夠保障系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及視頻、音頻的清晰程度。因此，這兩類(lèi)設(shè)備的檢查、檢修和維護(hù)工作尤為重要。一方面，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，開(kāi)發(fā)者應(yīng)為兩種設(shè)備的正常運(yùn)行營(yíng)造良好的溫度、濕度環(huán)境，同時(shí)還要借助不間斷電源設(shè)備實(shí)現(xiàn)供電的持續(xù)性，從而避免由于短時(shí)間斷電而造成的網(wǎng)絡(luò)傳輸中斷問(wèn)題；另一方面，基于交換機(jī)、路由器24小時(shí)不間斷的工作性質(zhì)，開(kāi)發(fā)者和檢修人員應(yīng)共同關(guān)注相關(guān)設(shè)備的散熱情況，同時(shí)借助監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握交換機(jī)和路由器的工作狀態(tài)，這里要以備份路由器為監(jiān)控與維護(hù)的重點(diǎn)。

雷電影響也應(yīng)是開(kāi)發(fā)者不可忽視的重要干擾因素。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，開(kāi)發(fā)者應(yīng)借助各類(lèi)受保護(hù)手段和防雷設(shè)備著重提升電視網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的防雷能力，從而顯著提升無(wú)線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的安全性。從整體角度看，提升機(jī)房?jī)?nèi)部防雷性的措施主要分為以下兩個(gè)方面：其一，根據(jù)相關(guān)既定的標(biāo)準(zhǔn)安裝避雷器，有效避免雷擊損壞機(jī)房電源和設(shè)備的情況發(fā)生；其二，做好機(jī)房?jī)?nèi)部接地工作，將大脈沖電流轉(zhuǎn)移到地下。除此之外，開(kāi)發(fā)者還應(yīng)重視機(jī)房?jī)?nèi)部接地銅網(wǎng)的設(shè)計(jì)和安裝工作，合理設(shè)計(jì)銅網(wǎng)間距，在機(jī)房外部設(shè)置接地樁，這些都是構(gòu)建安全防雷體系的重要措施。

3.3 完善傳輸系統(tǒng)功能

要想實(shí)現(xiàn)傳輸系統(tǒng)功能的完善，開(kāi)發(fā)者一是要保證系統(tǒng)的兼容性，使其滿(mǎn)足不同頻道的高清播放需求；二是要結(jié)合高清電視的技術(shù)需求做好系統(tǒng)組裝相關(guān)工作，在完成系統(tǒng)初步改造后，對(duì)相關(guān)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整，從而滿(mǎn)足高清畫(huà)面的播放需求。在總控矩陣方面，開(kāi)發(fā)者應(yīng)根據(jù)各地?cái)?shù)字信號(hào)傳輸規(guī)模合理選擇，保證總控矩陣與信號(hào)輸入、輸出以及直播信號(hào)的契合性，從而為后續(xù)節(jié)目制作工作提供全面支持。與此同時(shí)，開(kāi)發(fā)者應(yīng)努力提升對(duì)換聯(lián)網(wǎng)接口和互聯(lián)FTP兩種服務(wù)器的利用程度，從而為傳輸系統(tǒng)的后續(xù)流程提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。不僅如此，在完善傳輸系統(tǒng)功能時(shí)，開(kāi)發(fā)者還應(yīng)保證節(jié)目制作與播出環(huán)節(jié)的一致性。就一般情況而言，廣播備播系統(tǒng)隸屬于播放系統(tǒng)。因此，開(kāi)發(fā)者要想保證操作的安全性，一是要嚴(yán)格遵循相關(guān)流程；二是要做好應(yīng)急播出的相關(guān)支持工作。在通常情況下，當(dāng)應(yīng)急播出工作出現(xiàn)時(shí)，基于錄像機(jī)種類(lèi)的多樣性，傳輸系統(tǒng)功能會(huì)被提出更高要求。在日常電視節(jié)目播出中，每個(gè)電視頻道都有與之相對(duì)應(yīng)的錄像帶。一旦遇到緊急情況，就可能會(huì)出現(xiàn)調(diào)用其他頻道錄像帶的情況，這就對(duì)視頻信號(hào)的調(diào)度設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求。由此可見(jiàn)，唯有滿(mǎn)足多樣化播放需求，合理配置應(yīng)急播出錄像機(jī)，才能在全面保障節(jié)目順利播出的前提下，降低運(yùn)營(yíng)成本，從而獲得更為理想的經(jīng)濟(jì)收益。

4 結(jié)語(yǔ)

無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)在廣電工程中具有重要應(yīng)用價(jià)值，廣電無(wú)線數(shù)字區(qū)域網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和維護(hù)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過(guò)無(wú)線數(shù)字覆蓋技術(shù)在廣電工程中的應(yīng)用路徑，引入光纜傳輸方式、健全傳輸保障機(jī)制、完善傳輸系統(tǒng)功能等，實(shí)現(xiàn)廣電工程項(xiàng)目的有效整合。