基于無線數字覆蓋技術的廣電工程項目優化路徑研究

吳進春

（江蘇有線網絡發展有限責任公司阜寧分公司,江蘇 阜寧 224400）

1 無線數字覆蓋技術概述

無線數字覆蓋技術集無線傳輸技術、有線網絡通信技術和衛星傳輸技術于一體，在傳統有線數字覆蓋技術上架構無線通信網絡，延伸了傳輸范圍，提升了傳輸效率。

從覆蓋模式角度出發，無線數字覆蓋技術具有兩種不同的模式，一種是單頻網覆蓋模式，它只有一種頻率，通過單一網絡信道傳輸信號，主要用在短距離傳輸以及局部范圍內的信號傳輸，其優勢是信號的傳輸較為平穩，能夠降低同頻干擾。鑒于此，廣電項目為擴大信號傳輸范圍會在單頻網覆蓋模式下同步增設補點處理模式。單頻網覆蓋模式所需組合設備是發射機及其他輔助設備，具體結構也分為兩種，分別是封閉式拓撲結構、開放式拓撲結構。另一種覆蓋模式是多頻網覆蓋模式，是由多種信道傳輸信號構成的多元化網絡結構模式，能夠顯著提升各高清信號的遠距離、大范圍的傳輸質量，實現各地差異性頻點對接，進而推動地面無線數字廣電系統傳輸覆蓋網的構建。多頻網覆蓋模式所需組合設備同單頻網模式一樣。

2 基于無線數字覆蓋技術的廣電工程項目組成

基于無線數字覆蓋技術的系統組成主要分為數字前端系統、單頻網絡調試系統、衛星傳輸系統、多頻網絡系統和地面數字廣播系統5個部分，在廣電工程項目中，各系統必須各司其職，互相作用，才能確保數字信號在傳輸過程中更加穩定。

2.1 數字前端系統

數字前端系統是整個系統中信息資源的主要來源，該系統主要由監控和集成兩個平臺組成，前者監控系統中各部位信號的運作狀態，也包括設備覆蓋和無線網絡覆蓋狀況以及節目源的信息等內容。后者旨在實現地方節目和央視節目的對接以及各個節目之間的編碼、復用和轉換等。另外，各地區的用戶通過CAS系統管理和控制數字前端系統的各個設備，且這些設備的裝配地址是在當地廣電總局機房。

2.2 單頻網絡調試系統

單頻網絡調試系統主要負責轉換和調整前端輸入TS碼，在TS碼中插入秒幀初始包，促使信號的碼率完整生成。該系統旨在解決以下問題：第一，CRC校驗碼的加入。單頻網絡調試系統采用TS碼流進行節目的配置和傳輸，在此環節中需解決各個發射站中節目碼流的相關配置和傳輸問題，所以在發射站系統的具體設計過程中必須加入SIP包中的CRC校驗碼，以便反映校驗環節的設置過程。第二，TS碼流的輸出保持。增設TS碼流的輸出保持功能，確保單頻網絡調試系統向各個地區傳輸信號并保證信號的平穩運行，提升廣電節目的質量。

2.3 衛星傳輸系統

衛星傳輸系統發揮采集和傳輸廣電信號的支撐作用，更好地幫助廣電工程項目實現利用無線數字覆蓋技術將產業延伸拓展到全球范圍的目標。該系統設計標準是DVB-S，在單頻網信號具體傳輸過程中主要通過對TS碼流的加擾加密完成編碼和調試，然后利用衛星鏈將信號從一個地區傳輸至其他地區，當然其他地區接收信號時也通過衛星的解擾解調。除此之外，該系統在設計時要將TS空包插入發送端的衛星調制器，進一步避免解擾解調時的誤刪操作，始終確保衛星傳輸系統符合DVB-S標準，采用特殊形式對TS空包進行處理，而且在信號傳輸后期，解調器對TS碼流編制和適配時也不會改變PCR信息以及數據包的次序，能夠有效保持衛星傳輸系統的信號完整性。

2.4 多頻網絡系統

多頻網絡系統的構建旨在增強信號的網絡傳輸時效性，延伸信號的覆蓋范圍，彌補了單頻網絡系統的不足。該系統通過衛星傳輸鏈架構了無線數字覆蓋體系，由多個無線發射頻道實現地面廣電信號的傳輸，實現了不同地區不同發射頻道中廣電信號的同步傳輸，極大地提升了信號傳輸效率。

2.5 地面數字廣播系統

地面數字廣播系統也是基于無線數字覆蓋技術的廣電項目中的一個重要組成，主要職責在于對中央廣電前端系統的設置，其編碼、結構和調制形式均滿足CDR標準，以此實現對整個系統的復用和編碼。另外，該系統的前端在加密、復用和編碼之后，形成了兩路傳輸碼流，基于單頻網絡系統、多頻網絡系統與衛星傳輸網絡的共同作用，在衛星接收裝置中完成廣電信號的備份，之后接收平臺通過碼流切換，利用發射系統一步實現該信號在地面的大范圍覆蓋。

3 基于無線數字覆蓋技術的廣電工程項目優化路徑

3.1 引入光纜傳輸方式

以光波為媒介，實現光纜傳輸信號的技術稱為網絡傳輸技術。光纜傳輸系統是由廣播發射器、光波接收器、中繼器、耦合器和連接器5個部分組成，具體工作機理是：基于光纜傳輸方式，利用光波發生器促使光波發射，再將其轉化為光信號發至接收器，接收器將之轉化為電信號傳輸至中繼器，整合所有信號并將其傳輸到終端系統。

區域數字網絡網包括電信、移動和備份路由器、電信和移動光纖、互聯網寬帶以及5G聯通無線網絡。在這一框架中，電信路由器主要負責連接市級區域網，移動路由器負責市級無線數字局域網的連接，而備份路由器主要負責連接寬帶和5G聯通無線網絡[1]。正常情況下，電信路由器先進行運轉，后兩種路由器處于備用狀態，一旦網絡發生故障時，三者會自動切換狀態，保證通信工作順利進行。就網絡功能而言，區域數字網絡職責在于上傳節目數據、管控高清視頻會商和監控系統、監控信號傳輸情況、促進資源共享、預警信號狀態以及維護整個數字網絡。

3.2 完善安全傳輸保障機制

在廣電工程項目開發與建設中，完善安全傳輸保障機制有利于促進無線數字信號傳輸完整性和穩定性，確保每個信號源都有兩個及以上通道和切換矩陣，打造信號傳輸系統完備的結構。目前，廣電產業常用光纖和雙絞線作為主要網絡傳輸介質，因此要從光纖和雙絞線入手，做好維護保障工作是完善安全傳輸保障機制的第一步。第一，網絡線路老化和自身質量局限性都會對網絡造成不良影響，所以必須加強定期檢修網絡線路的頻次。第二，連接主機和交換機的網線兩側的水晶頭各有編號，一旦網絡發生故障，必須及時檢修各個水晶頭所對應的網線。第三，加強對交換機和路由器的維護力度，保證網絡系統的正常運行，確保視頻清晰度滿足用戶需求，可通過調整環境溫度和濕度，通過UPS不間斷供電，并且做好散熱工作，實現對交換機和路由器工作的360°監測并給予及時地維修，保護網絡安全[2]。第四，增強網絡機房的防雷能力，組裝防雷器，做好防雷接地銅網組裝工作，保證整體安全。

3.3 優化傳輸系統功能

數字信號的傳輸系統必須符合用戶要求，保證兩個頻道的高清和標清兼容性較好，能夠隨時切換不影響視覺感官體驗；并且能根據節目的技術需求完成系統組裝作業，在初步完成系統改造任務后再重新調試設備參數，確保視頻由標清轉為高清后還能同步播放。結合無線數字信號的傳輸系統需求和網絡平臺及直播室的播放需求，總控矩陣需采用132×144標準矩陣，確保信號源的穩定輸入和輸出，為節目后期制作奠定良好基礎[3]。

數字信號傳輸系統聯合利用互聯接口和FTP服務器為節目后續文件傳播過程提供了技術支持，同時在有線電信號傳輸時，節目制作和播出流程是一致的。通常，作為一個播出子系統，廣播的備播系統設計也遵循相應流程，才能有效提升操作水平。除此之外，還需完善應急播出設備，在應急播出環節綜合考慮錄像機等設備的種類多樣性和功能差異性。在高清系統播出環節，必須給每個頻道配置播放錄像機，如遇緊急情況及時調動其他頻道錄像機，提升節目播出的可靠性。就信號的調度設計而言，可借助視頻跳線和錄像機的方式滿足播放多樣化的需求，以最低經濟成本獲得最大的經濟效益。