地面數(shù)字電視信號(hào)源數(shù)字微波備份

蔣明 李健 曾添基 韋宏朝 譚源 李峙霖

（1.廣西廣播電視技術(shù)中心玉林分中心；2.廣西廣播電視技術(shù)中心百色分中心）

一、前言

現(xiàn)有廣西區(qū)內(nèi)地面數(shù)字電視信號(hào)源的傳輸主要是依賴網(wǎng)絡(luò)公司的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，整套數(shù)字電視信號(hào)節(jié)目源在市縣級(jí)網(wǎng)絡(luò)公司機(jī)房通過雙向單芯光纖直接傳輸?shù)礁呱脚_(tái)。按照目前區(qū)統(tǒng)一下發(fā)的方案，只有中央的12套節(jié)目可以通過衛(wèi)星接收機(jī)進(jìn)行接收并在IP復(fù)用器內(nèi)進(jìn)行信號(hào)的備份，本地節(jié)目（包括廣西衛(wèi)視、廣西綜藝，市一套，縣一套）無法進(jìn)行節(jié)目源的備份，光纖一旦中斷則本地節(jié)目就會(huì)出現(xiàn)停播。而從玉林網(wǎng)絡(luò)公司到大容山二四四臺(tái)的光纜由于修路原因經(jīng)常被挖斷，造成地面數(shù)字電視本地節(jié)目經(jīng)常處于停播狀態(tài)，這嚴(yán)重影響了周邊廣大人民群眾對(duì)地面數(shù)字電視本地節(jié)目的觀看體驗(yàn)。現(xiàn)有地面數(shù)字電視信號(hào)源傳輸系統(tǒng)如圖1所示。

基于以上存在的不足，急需增加對(duì)本地節(jié)目信號(hào)源的備份。

圖1 現(xiàn)有地面數(shù)字電視信號(hào)源傳輸系統(tǒng)示意圖

二、數(shù)字微波通信簡(jiǎn)介及優(yōu)勢(shì)

數(shù)字微波通信（Digital microwave communication）是基于時(shí)分復(fù)用技術(shù)的一類多路數(shù)字通信體制。數(shù)字微波通信具有兩大技術(shù)特征：一是它所傳送的信號(hào)是按照時(shí)隙位置分列復(fù)用而成的統(tǒng)一數(shù)字流，具有綜合傳輸?shù)男再|(zhì)。二是它利用微波信道來傳送信息，擁有很寬的通過頻帶，可以復(fù)用大量的數(shù)字信號(hào)，可以傳送電視圖像或高速數(shù)據(jù)等寬帶信號(hào)。

數(shù)字微波通信具有以下的優(yōu)勢(shì)：

1.受地形的影響較小，比較容易跨越較為復(fù)雜的地形。

2.數(shù)字微波通信的傳輸設(shè)備安裝比較簡(jiǎn)單，也就是說建設(shè)速度快。另外，數(shù)字微波的線路不容易被人破壞，使用壽命較長(zhǎng)，即使被破壞，或者出現(xiàn)其他問題，維修便捷。

3.受自然災(zāi)害影響較小，即使遭受自然災(zāi)害，過后恢復(fù)通信也比較快速。

三、數(shù)字微波信源本地節(jié)目備份方案

基于數(shù)字微波通信所具有的優(yōu)勢(shì)，可充分利用現(xiàn)有的數(shù)字微波設(shè)備來對(duì)數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行備份傳輸。現(xiàn)有微波設(shè)備為NEC的iPASOLINK 200型設(shè)備，信道間隔（channel spacing）為56MHz，采用256QAM調(diào)制方式，以太網(wǎng)帶寬（ETH Bandwidth）為311Mbps，該設(shè)備現(xiàn)用于傳輸模擬電視和調(diào)頻廣播編碼后的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)解碼器解碼后有4路模擬電視和6路調(diào)頻廣播信號(hào)，僅占用了30多兆的帶寬，傳輸整套數(shù)字電視信號(hào)所需的系統(tǒng)碼率為61Mbps，數(shù)字微波設(shè)備剩余的帶寬容量能夠滿足數(shù)字電視信號(hào)的傳輸需求。

增加微波設(shè)備對(duì)地面數(shù)字電視信號(hào)源信號(hào)傳輸鏈路備份后的傳輸系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后數(shù)字電視信號(hào)源傳輸系統(tǒng)示意圖

如圖2所示，利用現(xiàn)有的微波傳輸設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)公司端從原有IP復(fù)用器的GbE-4口通過雙芯光模塊引出雙芯光纖到數(shù)字微波IDU的5口雙芯光模塊，在臺(tái)站端從數(shù)字微波IDU的3口通過網(wǎng)線連到數(shù)字電視信源交換機(jī)的13口。接下來就是分別對(duì)網(wǎng)絡(luò)公司端IP復(fù)用器、數(shù)字微波IDU，臺(tái)站端數(shù)字微波IDU、信源交換機(jī)、IP復(fù)用器分別設(shè)置。

（一）網(wǎng)絡(luò)公司端IP復(fù)用器設(shè)置

在設(shè)置IP復(fù)用器之前要保證該IP復(fù)用器支持2+2的備份，登陸IP復(fù)用器web管理界面。

1.設(shè)置復(fù)用器組播源微波傳輸?shù)腎P地址

復(fù)用器網(wǎng)口4（GbE-4）的IP地址可保留原有的192.168.1.139，子網(wǎng)掩碼設(shè)置為255.255.255.0，網(wǎng)關(guān)前三位與IP地址前三位一致，最后一位為1，因微波設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口默認(rèn)為自適應(yīng)傳輸速度，因此要把網(wǎng)口4的速度和雙工方式設(shè)置為自適應(yīng)。

2.打開主千兆網(wǎng)口4的輸出備份

網(wǎng)口4（GbE-4）作為網(wǎng)口2（GbE-2）的輸出備份，在主千兆卡中的輸出備份網(wǎng)口4輸出的下拉框選擇“打開”，然后點(diǎn)擊“應(yīng)用”。

3.添加接收組播IP地址

在千兆網(wǎng)卡的網(wǎng)口2界面下添加用于微波傳輸?shù)腎P組播，點(diǎn)擊“添加”，接收IP地址設(shè)置為238.175.23.3（和現(xiàn)有玉林電視的組播IP相同），端口號(hào)設(shè)置為2100（與玉林電視的組播端口號(hào)2000區(qū)分開來），點(diǎn)擊“應(yīng)用”。

4.添加發(fā)送組播IP地址

添加的發(fā)送組播IP地址與上面所設(shè)置的接收組播IP地址一致，系統(tǒng)碼率設(shè)置為61000000bps，并把對(duì)應(yīng)的“輸出開關(guān)”打開。

5.復(fù)用節(jié)目

在“復(fù)用”界面下，在輸出板卡找到網(wǎng)口2，把之前網(wǎng)口1接收的所有組播的節(jié)目全部復(fù)用到238.175.23.3：2100中，包括中央8套、中央4套、中央廣播節(jié)目、廣西電視節(jié)目、廣西廣播節(jié)目、市電視節(jié)目，設(shè)置完成后用網(wǎng)線連接電腦和IP復(fù)用器的GbE-4口，用碼流分析軟件分析輸出碼流，確認(rèn)輸出碼流正常后再做下一步操作。

（二）網(wǎng)絡(luò)公司端數(shù)字微波IDU設(shè)置

用網(wǎng)線連接電腦和網(wǎng)絡(luò)公司端IDU的LCT接口，電腦網(wǎng)絡(luò)屬性改為自動(dòng)獲取IP地址，打開瀏覽器輸入地址：172.17.254.253，用戶名：Admin，密碼 ：12345678。

因現(xiàn)用的微波設(shè)備基本的配置都設(shè)置好了，包括設(shè)備配置、頻配置、網(wǎng)管設(shè)置、AMR設(shè)置、預(yù)置Modem設(shè)置、預(yù)置-E1/STM-1交叉連接設(shè)置等，僅需設(shè)置與傳輸?shù)孛鏀?shù)字電視信號(hào)節(jié)目有關(guān)的端口即可。由于臺(tái)站端用到了3口，而網(wǎng)絡(luò)機(jī)房端輸入的端口為5口，需將這兩個(gè)端口處于同一個(gè)VLAN，在Provisioning下的ETH Function Setting選擇VLAN Setting，把原有Port05的VLAN ID值6改為4，與Port03的相同。用網(wǎng)線連接電腦和IDU的網(wǎng)口3，用碼流分析軟件分析輸出碼流，確認(rèn)輸出碼流正常后再做下一步操作。

（三）臺(tái)站端數(shù)字微波IDU設(shè)置

用網(wǎng)線連接電腦和臺(tái)站端IDU的LCT接口，與網(wǎng)絡(luò)機(jī)房端登陸相同的方法來登陸IDU。利用類似的方法，在Provisioning下的ETH Function Setting選擇VLAN Setting，把原有Port05的VLAN ID值6改為4，與Port03的相同。用網(wǎng)線連接電腦和IDU的網(wǎng)口3，用碼流分析軟件分析輸出碼流，確認(rèn)輸出碼流正常后再做下一步操作。

（四）臺(tái)站端信源交換機(jī)設(shè)置

按照《廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化廣西覆蓋工程信源設(shè)備安裝手冊(cè)》中對(duì)信源交換機(jī)端口的使用規(guī)劃，13口和14口為保留端口，未在規(guī)劃范圍內(nèi)，因此可利用13口來傳輸數(shù)據(jù)。

用網(wǎng)線連接電腦和交換機(jī)的23口（網(wǎng)管口），把電腦的IP地址設(shè)置為與網(wǎng)口地址192.168.2.50/16所在的網(wǎng)段一致，可把電腦IP地址設(shè)置為192.168.2.100，子網(wǎng)掩碼設(shè)置為255.255.0.0。運(yùn)行電腦的cmd.exe，輸入telnet 192.168.2.50，連接上交換機(jī)之后按照以下命令對(duì)交換機(jī)進(jìn)行設(shè)置：

#

system-view

#

vlan 500

igmp-snooping enable

pim-snooping enable

#

interface Vlan-interface500

ip address 192.168.1.50 255.255.255.0

pim sm

igmp enable

#

interface GigabitEthernet1/0/13

port link-mode bridge

port access vlan 500

duplex full

qos apply policy 2 outbound

總體思路為：創(chuàng)建VLAN 500（與現(xiàn)有的VLAN編號(hào)區(qū)分開來），VLAN500運(yùn)行igmp snooping協(xié)議和pim snooping協(xié)議，設(shè)置VLAN500虛擬接口對(duì)應(yīng)的IP地址，要與網(wǎng)絡(luò)公司端IP復(fù)用器的網(wǎng)口4的IP地址192.168.1.139處于同一網(wǎng)段，設(shè)置松散模式的PIM（PIM-SM），開啟組管理協(xié)議（igmp），進(jìn)入網(wǎng)口13接口視圖，把交換機(jī)端口劃分到VLAN 500下，設(shè)置該端口對(duì)應(yīng)的流量控制。設(shè)置完成后用網(wǎng)線電腦和信源交換機(jī)的16口，用碼流分析軟件分析碼流，確認(rèn)碼流正常后再做下一步操作。

（五）臺(tái)站端IP復(fù)用器設(shè)置

登陸IP復(fù)用器web管理界面，在網(wǎng)口一下添加組播238.175.23.3：2100，在節(jié)目復(fù)用菜單下對(duì)該組播刷新得到從微波傳來的節(jié)目，如圖3所示。

對(duì)本地節(jié)目進(jìn)行備份后如圖4所示。

圖3 數(shù)字微波傳輸信號(hào)節(jié)目列表

四、數(shù)字微波信號(hào)備份自動(dòng)切換驗(yàn)證

在完成上述設(shè)備的設(shè)置之后，需要對(duì)該備份信號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證，拔掉光纖切斷光纖信號(hào)，查看電視機(jī)接收的地面數(shù)字電視節(jié)目，本地電視節(jié)目都能正常接收播放，由此實(shí)現(xiàn)了通過現(xiàn)有微波傳輸鏈路對(duì)本地?cái)?shù)字電視節(jié)目信源的備份。

五、總結(jié)

現(xiàn)廣西全區(qū)各個(gè)臺(tái)站都部署了地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，信號(hào)源都實(shí)現(xiàn)了以光纖信號(hào)為主用信號(hào)，衛(wèi)星信號(hào)作為備份信號(hào)的目標(biāo)，然而衛(wèi)星信號(hào)只能備份中央的十二套節(jié)目，在全區(qū)數(shù)字微波IP網(wǎng)絡(luò)尚未建設(shè)完成的情況下，本地節(jié)目無備份信號(hào)源，一旦光纖中斷，廣大觀眾則無法收看本地節(jié)目。本文以玉林二四四臺(tái)為例通過充分利用現(xiàn)有的微波傳輸網(wǎng)絡(luò)，混合傳輸?shù)孛鏀?shù)字電視信號(hào)，在臺(tái)站端本地節(jié)目信號(hào)也實(shí)現(xiàn)了備份，這為地面數(shù)字電視的安全播出提供了有力的保障，對(duì)其他類似的臺(tái)站也起到了很好的借鑒作用。

圖4 本地節(jié)目信號(hào)源備份示意圖