荊州電視臺多媒體數據傳輸系統技術與實踐

李興平，陳士軍，袁友威

（荊州電視臺，湖北 荊州434020）

1 現狀分析

荊州電視臺舊址位于荊州城區內，2006年電視臺辦公制作播出搬遷至沙市江津路廣電大樓，節目播出信號源經光纖鏈路傳輸到老臺發射中心無線傳輸覆蓋，隨著新媒體發展，2008年在老臺舊址成立了荊州新聞網、新媒體發展中心，主要有網站、互聯網視頻、無線手機APP和無線數字傳輸等新媒體業務，現有電視節目制作中融合大量新媒體信息，如微博、微信、新聞網絡報料等。原有傳輸鏈路采用多路模擬信號混合調制解調，模擬信號質量指標差。

圖1 系統功能框架

荊州電視臺節目制作每天完成多達5.5 h的自辦節目，大樓播控中心每天24 h的4套自辦節目播出，播出節目信號由有線電視網、無線發射及互聯網進行傳播。

近年來本臺加速傳統節目和新媒體融合，自辦欄目大量融合新媒體功能，常規直播欄目中有微博、微信、短信和觀眾互動，綜藝類節目有短信、微信、微博觀眾投票參與，已有大量網絡新聞素材在欄目中使用，荊州新聞網新媒體平臺作為新媒體信息通道和傳統媒體無縫對接。

為解決大樓節目制作中心和荊州新聞網、新媒體發展中心的網絡信息互聯互通，需要將大樓和老臺傳輸鏈路進行全面升級。系統功能框架如圖1所示。

目前大樓（節目制作中心）到老臺之間的信號傳輸物理鏈路采用一芯光纖，本臺自辦節目由播控中心播出解調成模擬視音頻信號，由四通道光發設備經由光纖傳輸到老臺再解調處理送到發射系統和新聞網進行傳輸。

模擬信號存在諸多問題：信號質量差、易受干擾、信號衰減大、數據單向傳輸等，不能滿足現有新媒體發展需求，鏈路利用率低，同時新聞網處理的新媒體數據不能和老臺進行數據高速交互，影響到現有節目和新媒體業務的互動。

2 光纖通信技術

就是將信息數據經過前期處理后進行光調制，再將光信號在光纖介質中進行遠距離的傳輸，在光纖終端將光信號解調還原數據信息的過程，已在現代通信中得到廣泛應用。

2.1 光纖通信特點

1）容量大，現在商用系統單信道達到10 Gbyte，多信道則可達到1 600 Gbyte。2）損耗低、傳輸距離長，現在一般普通光纖在1.55μm波長時損耗在0.18 dB/km，傳輸距離達到幾萬公里。3）抗干擾能力強。4）保密性好等特點[1-2]。

2.2 光纖通信系統分類

1）根據調制信號方式有模擬、數字兩種。2）根據光源的調制方式分為直接和間接兩種方式。3）根據光纖的傳導模數量分為多模和單模，單模光纖損耗小，距離傳輸遠。4）根據工作波長分短波、長波、超長波。

2.3 波分復用（WDM）

根據光的特性不同波長光波混合后不產生干涉現象，在同一芯光纖中同時傳輸多波長光信號。

基本原理是在發送端將不同波長的光信號組合起來，并混合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端將組合的波長光信號分開后再輸入不同的終端解調[3]，如圖2所示。

3 方案設計與實施

3.1 技術要求

1）實現荊州臺自辦節目傳輸的信號數字化傳輸，提高節目信號傳輸質量。

2）實現信號傳輸的多種格式傳輸：MPEG-2，SDI，ASI，TCP/IP等。

3）信號傳輸留有擴充通道，滿足今后高清SDI傳輸。

4）傳輸系統具有可擴展性，為今后的發展預留空間。

圖2 波分復用技術

3.2 方案設計

1）采用現有單模光纖傳輸，從播控室播出的自辦節目信號、局域網絡TCP/IP數據經過處理后，通過光纖直接傳送到老臺機房，再通過解碼設備轉為視音頻信號送入前端總控，網絡數據則送到荊州新聞網機房，使得臺內網互聯互通。

2）光傳輸設備的配置要求多通道具備波分復用功能，且各通道的傳輸信源格式可自由調整，即模塊化設計，其中SDI通道滿足高清1 080p格式信號源的傳輸要求，可向下（標清格式）兼容。

3）全部將現有模擬光收發設備升級為數字光處理設備，可提升傳輸質量，視音頻編解碼處理，具有遠程監控功能，對設備狀態進行實時管控。整個傳輸系統要求有備份應急處理措施。

系統流程圖如圖3所示。

圖3 系統流程圖

3.3 設備選型配置

1）波分復用器

CWDM-16路波分復用器是粗波分復用信號和轉發技術相結合。此設備現有6個波長光通道，每個通道傳輸速率可達2.5 Gbit/s。傳輸距離40 km以上，采用IU機架式設計，結構緊湊，安裝方便，此設備采用主/備電源冗余，保證設備運行穩定可靠，如圖4所示。

2）光端機

選用YUK101T/R數字光端機，采用插卡式，模塊化配置。其視頻信號格式有SMPTE-292，SMPTE-259，SMPTE-305M，SMPTE-310，數據傳輸速率為19.4 Mbit/s～1.5 Gbit/s，SDI信號電平800 mV，發射功率-3 dBm，接收功率范圍可以在-30～-23 dBm，滿足15 km單模光纖傳輸要求。

發送端配置1塊SDI/ASI光發送模塊、2塊HD-SDI光接收模塊。接收端配備1塊SDI/ASI光收模塊、2塊HD-SDI高清數字信號光發模塊。另外配置雙向網絡傳輸光模塊用于互聯網數據傳輸。

3）媒體處理器

選用數碼視訊的EMR媒體綜合處理平臺，作用是對播出數字SDI信號進行編碼壓縮成ASI信號，對多路ASI信號進行混合復用。配置是2塊MPEG-2解碼卡、2塊數字標清SDI解碼卡、1塊ASI多路復用卡等。

媒體綜合處理平臺EMR可通過網管對各項參數配置進行定義，對設備工作狀態具有實時監控能力，并有報警功能。圖5所示為媒體處理器軟件控制界面。

圖4 光端機 波分復用器（照片）

圖5 媒體處理器軟件控制界面（截圖）

4 應用心得

1）本次系統升級改造，將原有模擬傳輸改造成數據信號傳輸，使得模擬信號傳輸過程中畫質嚴重損失得到改善，現在本臺的幾套節目質量得到大大提升，畫面層次、細節和彩色飽和度大大提高。

2）在現有單一光纖條件下，解決了多業務下的數據復用傳輸，充分利用現有資源解決全媒體信號統一解決方案，在本臺現有環境條件下搭建了傳統媒體和新媒體融合的互聯的技術平臺。

3）傳輸環節有所增加，最好增加一套備份系統。盡管光纖傳輸有很多優點，但是和電纜傳輸比，增加了如光收發設備、波分復用設備，中間環節增多，增加了系統崩潰點，因此需要有備份傳輸系統。

4）數據傳輸系統備份措施，為了提高安全性，采用兩套備份傳輸方式：一是在大樓建設一套無線MMDS系統，在接收端直接接收解調；二是采用有線電視網絡信號，接收用數字DVB解碼設備解調信號。互聯網數據備份采用聯通外網的方法解決互聯網備份問題。

5 結束語

本臺全媒體多業務傳輸系統于2013年2月改造完成，系統改造完成后運行穩定，無線發射傳輸、網絡電視節目質量大幅度提高，解決了本臺新媒體和傳統媒體融合時數據鏈路傳輸通道，為本臺全媒體發展提供了技術基礎，為兄弟電視臺提供了技術實踐的參考。

[1] 汪銳.光波分復用技術及應用分析[J].有線電視技術，2001（15）：15-17.

[2] 柳淵彪，占金文.光波波分復用傳輸系統[J].電視技術，2000，24（3）：38-39.

[3] 肖禮岳.淺談光纖通信技術的發展方向[J].技術與市場，2010，17（2）：8-9.