IP化信號傳輸系統在廣電網絡的應用

劉 剛

（江蘇有線蘇州分公司，江蘇 蘇州 215006）

在三網融合的大趨勢下，廣電網絡給用戶提供的節目信號朝著越來越多樣化、專業化、高清化和互動化的方向發展，加上原有廣電網絡廣播級不間斷的播出需求等，對原有的信號傳輸系統[1-2]提出越來越高的要求，即大容量的帶寬、靈活方便的信號調度和穩健安全的傳輸等。

一般說來，前端播出機房的信號源主要來自兩個方面：衛星地面接收和光纖干線傳輸。隨著信號的高清化以及骨干承載網技術的革新等一系列因素，光纜干線傳輸信號越來越顯示出重要的地位，很多已成為主用播出信號，這也對原有信號傳輸系統提出新的要求。

1 廣電網絡信號傳輸系統現狀

1.1 信號傳輸系統的復雜性

目前在用的信號交換多采用傳統的SDH（數字同步系列）信號流進行編解碼復用傳輸，環節較多，系統較為復雜。模擬信號通過模數轉換變成數字ASI（異步串行接口）信號，各種ASI信號流在復用器上進行要求的組合復用后，變成需要的ASI信號流，再通過適配器，轉化為SDH可傳輸的DS3信號流，最后復用成更高級別數字信號進行遠程傳輸。而在接收端，同樣需要這樣的逆轉變過程。這一切都需要在機房布放較多的設備以及電纜線進行溝通，使得信號系統非常冗余復雜。

1.2 信號傳輸系統較弱的可擴展性

在使用SDH的DS3方式進行傳輸，帶寬非常有限，節目傳輸的擴展性較弱。按照標清節目4 Mbit/s來計算，1個DS3流最多只能傳10套節目，如果傳高清流的話，更是捉襟見肘。而現在的信號流，一個較大的付費節目包就需上百兆的帶寬，傳輸帶寬較弱的擴展性已經阻礙了廣電網絡的業務發展，亟待用新的傳輸方式來解決。

1.3 信號傳輸系統存在的不可用性

很多廣電網絡傳輸機房都在進行搬遷工作，通常原有前端播出機房和核心傳輸機房都設在同一樓層不同位置，而現在業務規模的不斷擴大，機房可能會在不同的樓層，不同的地方，這就造成了原有通過電纜線互聯的傳輸系統因為距離原因無法繼續使用原有光纖信號源。

上述的各方面原因，包括電纜線隨著時間累計而造成信號的劣化等，迫切需要一種新的信號傳輸系統來替代。顯然，IP化的信號傳輸系統就顯示出無比強大的優勢，并逐漸被廣電網絡廣泛應用。

2 IP化信號傳輸系統特性和優勢

2.1 IP化信號傳輸系統承載網特性

2.1.1 MSTP承載網特性

MSTP（多業務傳輸平臺）技術[3]發展至今，已經非常成熟，它以SDH面向連接的時分復用技術為核心，利用GFP（通用幀協議）結合以太網技術、ATM（異步傳輸模式）技術等形成的多業務傳輸平臺。就目前使用情況，MSTP中使用的最多的就是IP接口，包括百兆以太接口和GE（千兆以太）接口。和早期的百兆以太接口映射綁定VC12不同的是，目前應用的GE板可以直接映射綁定VC3和VC4，非常方便地達到使用大帶寬的目的。

由于MSTP技術從傳統SDH技術演進而來，因此它保留了SDH原有的復用段保護方式、通道保護方式以及1+1線性保護方式等，這給信號傳輸帶來可靠的保證。

2.1.2 OTN承載網特性

OTN（光傳送網）技術[4-5]是近幾年在DWDM（密集波分復用）發展起來的大容量干線傳輸技術。它保留了原有DWDM技術里單波大容量的特性，又引進了原有SDH技術里電交叉技術以及開銷技術等，極大地豐富了DWDM系統對小顆粒或子波長級業務整合能力以及業務監控能力，經過不斷發展和完善形成一系列的OTN技術標準，為業務的使用提供了通用的接口。這種GE級別的業務批量提供，使得信號傳輸系統的承載游刃有余。

OTN的設備級保護包括集中電源保護、主控1+1保護、交叉1+1保護，網絡級的保護包括光線路保護、板內1+1保護、客戶側1+1保護、SNCP保護等，這些多樣化的保護方式，也給信號傳輸系統提供足夠的健壯性保證。

2.2 IP化信號復用系統性能特性和優勢

和傳統的信號復用系統相比，IP化信號復用系統在保留傳統的ASI接口外，引入了IP接口，這種GE接口的引入，可以說是一次質的飛躍。在此種復用系統中，使用較廣泛的就是DCM（數字內容管理）設備。

2.2.1 大容量靈活可擴展

GE口可以傳輸的帶寬比起傳統的DS3提高了20倍左右，極大地滿足了前端播出系統對信號源的大量需求。另外，IP化復用系統建好后，傳輸信號的數量也可以根據要求靈活增減，因為其兼容原有ASI數字電接口，無論外部是ASI口還是GE口信號，都可以通過ASI接口卡和GE接口卡進行信號的靈活調度，包括發送和接收，而且配備的接口數目是傳統信號復用系統無法比擬的。

2.2.2 安全健壯可靠

IP化的信號復用系統配備了雙路電源，且支持信號的1+1熱備份。這種1+1的信號熱備份對廣電級的業務播出提供了強有力的支持。另外，由于此系統的設計都采用模塊化設計，支持業務板卡模塊和風扇板卡模塊等熱插拔，這些使得業務的使用更為安全可靠。

2.2.3 智能化可控可管理

在用戶對服務要求越來越高的今天，廣電網絡對設備的管控也變得越發重要。IP化信號復用系統，通過強大的GUI（圖形化用戶接口），可以對業務信號按需求調度，內置加擾器可以對多個CA系統同密，且可以提供對TS流和信號的分析。這種越來越智能化的管控能力，使得信號傳輸系統可以層層監控，確保最優質的安全播出。

3 IP化信號傳輸系統應用構架

3.1 與電視臺播出信號系統互聯應用構架

一般市級或省級電視臺本地制作的信號大概在5～10套，這些信號在早期可能采用模擬光端機傳至有線前端播出機房或核心傳輸機房。在信號制作的數字化改造后，一般通過SDI（數字分量串行接口）[6]或ASI光端機利用光纖主備傳輸通道至有線前端播出機房或者核心傳輸機房。這些信號在前端機房處理后直接成為播出信號，另外這些信號也可以通過IP化復用系統，傳輸到MSTP或OTN的GE口，成為其他地市或市縣等的信號源。

在和電視臺播出信號系統互聯中，IP化傳輸系統主要起到少量信號接收和預轉化作用，這也體現出其一定的技術優勢和特點，具體構架見圖1。

圖1 與電視臺播出信號系統互聯應用構架

3.2 與遠端信號收發系統互聯應用構架

在與遠端信號接收和發送系統互聯中，考慮到GE通道承載的信號節目數量較多，一般都采用雙設備雙端口來傳送和接收。相同的信號源通過光分路器傳至兩套IP化復用系統，在經過重新組合和編排后，將需要的主備信號傳送至承載網設備GE端口。

送至MSTP的GE口的主備信號流，在MSTP設備的不同GE單板上進行業務對接，通過MSTP的環網保護技術，使得信號業務的傳輸得到保障。另外，若采用OTN承載網，在主備信號送至不同端口后，除了環網本身的保護外，可以利用DCP（雙路光通道保護）單板進行二級保護，這種多級保護方式更加保證了信號節目流的傳輸在技術層面上的萬無一失。具體構架見圖2。

3.3 與前端播出系統互聯應用構架

前端播出系統承擔著所有節目信號在廣電網絡的播出工作。一方面它從空中接收衛星信號節目，從干線傳輸系統接收光纜信號節目；另外一方面也給傳輸系統提供衛星信號節目源。在使用IP化接口前，大量的電纜線在傳輸機房和前端機房之間進行信號流的雙向傳輸，如果再有新的節目流要進行聯通，就需要重新布放電纜，而且使用的信號在傳輸層面監測也相對困難。

在引入IP化復用系統后，利用主備兩根光纖就可以傳送千兆節目并達到保護的目的，有新的節目流加入，只要通過相關業務板卡輸入至原有節目流，也就是將新的節目組播流加入到原有組播流包中，對原有業務沒有任何影響，這極大地簡化了信號傳輸模型[7]，將可能的故障和隱患降低到了最低。具體構架見圖3。

4 小結

在全球ALL-IP的趨勢下[8]，廣電網絡的信號傳輸系統也在隨之不斷地進行變化。IP化信號傳輸系統的引入和不斷向前推進，目的是要達到信號傳輸質量的更可靠化、模型的更簡單化、使用和管控更智能化。而這一切改進都是為了保證廣電網絡為用戶提供更好、更豐富、更優質的需求服務。

三網融合的潮流愈演愈烈，相信廣電網絡除了對傳輸信號、傳輸系統的IP化改進外，各方面工作都在持續提升優化，從而為用戶提供滿意的服務，不斷取得市場的認可。

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[1]邢浩，王曉彥.數字電視傳輸系統建設實踐[J].電視技術，2009，33（7）：54-55.

[2]杜世清.信號傳輸系統的設計與改造[J].廣播與電視技術，2009（6）：5-6.

[3]YDT5150-2007，基于SDH的多業務傳輸節點（MSTP）本地光纜傳輸工程驗收規范[S].2007.

[4]YDT1462-2006，光傳送網（OTN）接口[S].2006.

[5]陳翔.三網融合時代廣電光傳輸網絡發展趨勢分析[J].電視技術,2011，35（4）：49-51.

[6]梁冬梅.電視臺節目傳輸系統設計與思考[J].電視技術，2011，35（14）：60-62.

[7]李純.天津電視臺傳輸中心方案設計[J].廣播與電視技術，2010（7）：79-85.

[8]武文彥.智能光網絡技術及應用[M].北京：電子工業出版社，2011.