多路TS流在SDH中的高效復用傳輸方法

□熊壯

多路TS流在SDH中的高效復用傳輸方法

□熊壯

地面數字電視為了提高節目的傳輸套數，基本采用多頻點節目發射方式。在實際使用中，如何將前端的多路TS流復用高效傳輸至各個發射基站解復用并送入每個頻點發射機是我們面臨的現實問題。

SDH傳輸DTMB數字電視信號的方式是：將多路TS流復用到SDH數字信道中，使用一個STM-1（155Mbit/s）傳輸通道，通過SDH網絡傳送至基站，使傳統廣電技術與SDH網絡相結合，充分發揮綜合優勢，全面提高地面數字電視網絡的綜合競爭力。

一、技術原理

（一）SDH技術原理

SDH是不同速度的數位信號的傳輸提供相應等級的信息結構，以及相關的同步方案組成的一個技術體制。它采用塊狀的幀結構來承載信息，每幀由縱向和橫向字節組成，幀結構分成段開銷區、凈負荷區和管理單元指針區，段開銷區主要用于網絡運行、管理、維護及指配，以保證信息能夠準確地傳送；凈負荷區用于存放信息業務和用于通道維護管理的通道開銷字節和比特；管理單元指針用來指示凈負荷區內的信息首字節在幀內的位置，在接收時能正確分離凈負載。SDH每幀傳輸速率為125μs，每秒傳輸1/125×1000000幀。

我國的SDH復用映射結構規范可有3個PDH支路信號輸入口。1個139.264Mbit／s可被復用成1個STM-1（155.520Mbit／s）；63 個 2.048Mbit／s可 被 復 用 成 1 個STM-1；3個34.368Mbit／s也能復用成 1個 STM-1。（如圖1）

圖1 SDH復用映射結構

（二）Nimbra 360技術原理

Nimbra 360設備具備靈活的多業務處理平臺，具有較高的帶寬利用率，方便網絡的擴容和升級。Nimbra 360解決方案主要針對傳統的數字地面電視（digital terrestrial television，DTT）和近年來新興的移動數字電視。傳輸的DTT網絡是一種單頻率網絡（Single Frequency Network，SFN），收發基站必須設置在同一個頻率上，而Nimbra 360在DTT網絡中加入了頻率調節模塊，這樣就允許收端和發端在不同的頻率上進行工作，大大提高了整個網絡的性能。此外，Nimbra 360底層使用傳統的SDH/SONET傳輸技術，并增加了多個以太網傳輸端口和數字TV傳輸端口。（如圖2）

圖2 Nimbra 360界面圖

（三）Nimbra 360與傳統SDH設備的技術對比

圖3 Nimbra360幀結構

與傳統的解決方案不同，Nimbra 360支持多端口合并功能，即多個以太網端口或者TV傳輸端口可以綁定在一條傳輸信道上進行傳輸，這樣可以大大降低整個傳輸網絡的帶寬損耗。（如圖3）

傳統SDH網絡分等級復用，SDH傳輸信號時經過映射、定位和復用三個步驟。SDH采用的信息結構等級稱為 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 同步復用構成STM-4，16個 STM-1或4個STM-4同步復用構成STM-16。與傳統SDH網絡不同，NI實現通道化不分等級，任意容量任意組合復用，Nimbra360可達2.5Gbps，Nimbra688可達80Gbps。

利用512kbps的帶寬步進，用戶可以更好地利用固有的SDH網絡，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數據等傳輸業務。

以當前國標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，在業務的分配上也更靈活。（如圖4）

圖4 NI網絡與傳統SDH網絡的區別

二、網絡現狀

以益陽市地面數字移動電視平臺為例，移動SDH網具有DVB-T和DTMB雙重網絡標準，平臺由監控系統、信源系統、編碼復用系統、條件接收系統(CA)和業務運營支撐系統(boss)、傳輸系統等基本子系統組成。擴展子系統包括EPG電子節目指南、廣告流播發系統。該平臺前端可以實現數字電視節目的接收、管理、加密、播出以及用戶的授權、管理、計費等工作，充分實現了統一數字前端、統一CA系統、統一用戶系統和網絡管理系統。

中心機房至各個臺站租用移動雙向155 Mbit/s SDH網絡，對各個節點添加了微波傳輸通道，實現雙路由備份，即使其中一個傳輸通道中斷，也不會影響到節目的正常播放，有力保證了網絡播出的安全性能。

雙向155Mb/s傳輸通道包括業務通道和監控回傳通道，業務通道主要負責將業務傳送至各個高山臺站；回傳通道主要負責將各個高山臺站的設備運行狀況、信號播出狀況、機房環境監控等數據實時傳送至中心機房進行監管。通過中心機房監控平臺可以實現對全市信號播出進行統一監管，對所有在網設備進行遠程控制，具有高度的智能性和集成性。

三、基于SDH網的傳輸平臺

前端機房電視節目通過MPEG-2編碼復用后生成5個頻點ASI流，通過Nimbra設備適配復用后送入湖南移動SDH網，并經SDH網傳送至各市、縣高山臺站，然后經對端Nimbra設備適配解復用后生成5路ASI流送入5個頻點發射機，如圖5所示。發射系統將ASI流進行調制、變頻、合成送入天饋系統發射出去，用戶終端可以通過接收天線進行接收。

圖5 中心機房至基站的傳輸結構

NI的優勢不僅在于能夠高效傳輸多路TS流，同時它的組網方式非常靈活，支持環形網、樹形網等多種常見網絡結構，具有自動尋找路由的高智能性。以環形網為例，如圖6所示，它是為最簡單的環形網狀結構，中心機房負責5路ASI流的播發，A站和B站負責ASI流的接收。中心機房既可以直接將5路ASI送入B站，也可以將數據送入A站，通過A站轉發至B站。一旦中心機房至B站的傳輸通道中斷，中心機房NI會自動將傳輸通道切換到A站，通過A站轉發至B站，同時不會增加中心機房至A站的傳輸碼率，可以在不增加傳輸成本的情況下，提高傳輸網絡的安全性和穩定性。

四、結語

地面電視系統中信源分發環節的穩定及高效利用尤為重要。在實際的系統建設中，往往采用雙路由甚至多路由，通過微波、光纖或者衛星等不同路由進行傳輸，從而保障傳輸鏈路的安全、穩定。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字電視的發展具有積極的作用。

（作者單位：湖南省益陽市廣播電視臺全媒體技術中心）