基于無線數(shù)字覆蓋技術(shù)的廣電工程項(xiàng)目優(yōu)化路徑研究

吳進(jìn)春

（江蘇有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有限責(zé)任公司阜寧分公司,江蘇 阜寧 224400）

1 無線數(shù)字覆蓋技術(shù)概述

無線數(shù)字覆蓋技術(shù)集無線傳輸技術(shù)、有線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和衛(wèi)星傳輸技術(shù)于一體，在傳統(tǒng)有線數(shù)字覆蓋技術(shù)上架構(gòu)無線通信網(wǎng)絡(luò)，延伸了傳輸范圍，提升了傳輸效率。

從覆蓋模式角度出發(fā)，無線數(shù)字覆蓋技術(shù)具有兩種不同的模式，一種是單頻網(wǎng)覆蓋模式，它只有一種頻率，通過單一網(wǎng)絡(luò)信道傳輸信號，主要用在短距離傳輸以及局部范圍內(nèi)的信號傳輸，其優(yōu)勢是信號的傳輸較為平穩(wěn)，能夠降低同頻干擾。鑒于此，廣電項(xiàng)目為擴(kuò)大信號傳輸范圍會在單頻網(wǎng)覆蓋模式下同步增設(shè)補(bǔ)點(diǎn)處理模式。單頻網(wǎng)覆蓋模式所需組合設(shè)備是發(fā)射機(jī)及其他輔助設(shè)備，具體結(jié)構(gòu)也分為兩種，分別是封閉式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、開放式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另一種覆蓋模式是多頻網(wǎng)覆蓋模式，是由多種信道傳輸信號構(gòu)成的多元化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，能夠顯著提升各高清信號的遠(yuǎn)距離、大范圍的傳輸質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)各地差異性頻點(diǎn)對接，進(jìn)而推動地面無線數(shù)字廣電系統(tǒng)傳輸覆蓋網(wǎng)的構(gòu)建。多頻網(wǎng)覆蓋模式所需組合設(shè)備同單頻網(wǎng)模式一樣。

2 基于無線數(shù)字覆蓋技術(shù)的廣電工程項(xiàng)目組成

基于無線數(shù)字覆蓋技術(shù)的系統(tǒng)組成主要分為數(shù)字前端系統(tǒng)、單頻網(wǎng)絡(luò)調(diào)試系統(tǒng)、衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)、多頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和地面數(shù)字廣播系統(tǒng)5個部分，在廣電工程項(xiàng)目中，各系統(tǒng)必須各司其職，互相作用，才能確保數(shù)字信號在傳輸過程中更加穩(wěn)定。

2.1 數(shù)字前端系統(tǒng)

數(shù)字前端系統(tǒng)是整個系統(tǒng)中信息資源的主要來源，該系統(tǒng)主要由監(jiān)控和集成兩個平臺組成，前者監(jiān)控系統(tǒng)中各部位信號的運(yùn)作狀態(tài)，也包括設(shè)備覆蓋和無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋狀況以及節(jié)目源的信息等內(nèi)容。后者旨在實(shí)現(xiàn)地方節(jié)目和央視節(jié)目的對接以及各個節(jié)目之間的編碼、復(fù)用和轉(zhuǎn)換等。另外，各地區(qū)的用戶通過CAS系統(tǒng)管理和控制數(shù)字前端系統(tǒng)的各個設(shè)備，且這些設(shè)備的裝配地址是在當(dāng)?shù)貜V電總局機(jī)房。

2.2 單頻網(wǎng)絡(luò)調(diào)試系統(tǒng)

單頻網(wǎng)絡(luò)調(diào)試系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換和調(diào)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(tǒng)旨在解決以下問題：第一，CRC校驗(yàn)碼的加入。單頻網(wǎng)絡(luò)調(diào)試系統(tǒng)采用TS碼流進(jìn)行節(jié)目的配置和傳輸，在此環(huán)節(jié)中需解決各個發(fā)射站中節(jié)目碼流的相關(guān)配置和傳輸問題，所以在發(fā)射站系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)過程中必須加入SIP包中的CRC校驗(yàn)碼，以便反映校驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)置過程。第二，TS碼流的輸出保持。增設(shè)TS碼流的輸出保持功能，確保單頻網(wǎng)絡(luò)調(diào)試系統(tǒng)向各個地區(qū)傳輸信號并保證信號的平穩(wěn)運(yùn)行，提升廣電節(jié)目的質(zhì)量。

2.3 衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)

衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)發(fā)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(xiàng)目實(shí)現(xiàn)利用無線數(shù)字覆蓋技術(shù)將產(chǎn)業(yè)延伸拓展到全球范圍的目標(biāo)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是DVB-S，在單頻網(wǎng)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(diào)試，然后利用衛(wèi)星鏈將信號從一個地區(qū)傳輸至其他地區(qū)，當(dāng)然其他地區(qū)接收信號時(shí)也通過衛(wèi)星的解擾解調(diào)。除此之外，該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)要將TS空包插入發(fā)送端的衛(wèi)星調(diào)制器，進(jìn)一步避免解擾解調(diào)時(shí)的誤刪操作，始終確保衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)符合DVB-S標(biāo)準(zhǔn)，采用特殊形式對TS空包進(jìn)行處理，而且在信號傳輸后期，解調(diào)器對TS碼流編制和適配時(shí)也不會改變PCR信息以及數(shù)據(jù)包的次序，能夠有效保持衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的信號完整性。

2.4 多頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

多頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建旨在增強(qiáng)信號的網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)效性，延伸信號的覆蓋范圍，彌補(bǔ)了單頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不足。該系統(tǒng)通過衛(wèi)星傳輸鏈架構(gòu)了無線數(shù)字覆蓋體系，由多個無線發(fā)射頻道實(shí)現(xiàn)地面廣電信號的傳輸，實(shí)現(xiàn)了不同地區(qū)不同發(fā)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(shù)字廣播系統(tǒng)

地面數(shù)字廣播系統(tǒng)也是基于無線數(shù)字覆蓋技術(shù)的廣電項(xiàng)目中的一個重要組成，主要職責(zé)在于對中央廣電前端系統(tǒng)的設(shè)置，其編碼、結(jié)構(gòu)和調(diào)制形式均滿足CDR標(biāo)準(zhǔn)，以此實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的復(fù)用和編碼。另外，該系統(tǒng)的前端在加密、復(fù)用和編碼之后，形成了兩路傳輸碼流，基于單頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、多頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與衛(wèi)星傳輸網(wǎng)絡(luò)的共同作用，在衛(wèi)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(fā)射系統(tǒng)一步實(shí)現(xiàn)該信號在地面的大范圍覆蓋。

3 基于無線數(shù)字覆蓋技術(shù)的廣電工程項(xiàng)目優(yōu)化路徑

3.1 引入光纜傳輸方式

以光波為媒介，實(shí)現(xiàn)光纜傳輸信號的技術(shù)稱為網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。光纜傳輸系統(tǒng)是由廣播發(fā)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(jī)理是：基于光纜傳輸方式，利用光波發(fā)生器促使光波發(fā)射，再將其轉(zhuǎn)化為光信號發(fā)至接收器，接收器將之轉(zhuǎn)化為電信號傳輸至中繼器，整合所有信號并將其傳輸?shù)浇K端系統(tǒng)。

區(qū)域數(shù)字網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)包括電信、移動和備份路由器、電信和移動光纖、互聯(lián)網(wǎng)寬帶以及5G聯(lián)通無線網(wǎng)絡(luò)。在這一框架中，電信路由器主要負(fù)責(zé)連接市級區(qū)域網(wǎng)，移動路由器負(fù)責(zé)市級無線數(shù)字局域網(wǎng)的連接，而備份路由器主要負(fù)責(zé)連接寬帶和5G聯(lián)通無線網(wǎng)絡(luò)[1]。正常情況下，電信路由器先進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，后兩種路由器處于備用狀態(tài)，一旦網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，三者會自動切換狀態(tài)，保證通信工作順利進(jìn)行。就網(wǎng)絡(luò)功能而言，區(qū)域數(shù)字網(wǎng)絡(luò)職責(zé)在于上傳節(jié)目數(shù)據(jù)、管控高清視頻會商和監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控信號傳輸情況、促進(jìn)資源共享、預(yù)警信號狀態(tài)以及維護(hù)整個數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。

3.2 完善安全傳輸保障機(jī)制

在廣電工程項(xiàng)目開發(fā)與建設(shè)中，完善安全傳輸保障機(jī)制有利于促進(jìn)無線數(shù)字信號傳輸完整性和穩(wěn)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(tǒng)完備的結(jié)構(gòu)。目前，廣電產(chǎn)業(yè)常用光纖和雙絞線作為主要網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，因此要從光纖和雙絞線入手，做好維護(hù)保障工作是完善安全傳輸保障機(jī)制的第一步。第一，網(wǎng)絡(luò)線路老化和自身質(zhì)量局限性都會對網(wǎng)絡(luò)造成不良影響，所以必須加強(qiáng)定期檢修網(wǎng)絡(luò)線路的頻次。第二，連接主機(jī)和交換機(jī)的網(wǎng)線兩側(cè)的水晶頭各有編號，一旦網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，必須及時(shí)檢修各個水晶頭所對應(yīng)的網(wǎng)線。第三，加強(qiáng)對交換機(jī)和路由器的維護(hù)力度，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，確保視頻清晰度滿足用戶需求，可通過調(diào)整環(huán)境溫度和濕度，通過UPS不間斷供電，并且做好散熱工作，實(shí)現(xiàn)對交換機(jī)和路由器工作的360°監(jiān)測并給予及時(shí)地維修，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全[2]。第四，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的防雷能力，組裝防雷器，做好防雷接地銅網(wǎng)組裝工作，保證整體安全。

3.3 優(yōu)化傳輸系統(tǒng)功能

數(shù)字信號的傳輸系統(tǒng)必須符合用戶要求，保證兩個頻道的高清和標(biāo)清兼容性較好，能夠隨時(shí)切換不影響視覺感官體驗(yàn)；并且能根據(jù)節(jié)目的技術(shù)需求完成系統(tǒng)組裝作業(yè)，在初步完成系統(tǒng)改造任務(wù)后再重新調(diào)試設(shè)備參數(shù)，確保視頻由標(biāo)清轉(zhuǎn)為高清后還能同步播放。結(jié)合無線數(shù)字信號的傳輸系統(tǒng)需求和網(wǎng)絡(luò)平臺及直播室的播放需求，總控矩陣需采用132×144標(biāo)準(zhǔn)矩陣，確保信號源的穩(wěn)定輸入和輸出，為節(jié)目后期制作奠定良好基礎(chǔ)[3]。

數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)聯(lián)合利用互聯(lián)接口和FTP服務(wù)器為節(jié)目后續(xù)文件傳播過程提供了技術(shù)支持，同時(shí)在有線電信號傳輸時(shí)，節(jié)目制作和播出流程是一致的。通常，作為一個播出子系統(tǒng)，廣播的備播系統(tǒng)設(shè)計(jì)也遵循相應(yīng)流程，才能有效提升操作水平。除此之外，還需完善應(yīng)急播出設(shè)備，在應(yīng)急播出環(huán)節(jié)綜合考慮錄像機(jī)等設(shè)備的種類多樣性和功能差異性。在高清系統(tǒng)播出環(huán)節(jié)，必須給每個頻道配置播放錄像機(jī)，如遇緊急情況及時(shí)調(diào)動其他頻道錄像機(jī)，提升節(jié)目播出的可靠性。就信號的調(diào)度設(shè)計(jì)而言，可借助視頻跳線和錄像機(jī)的方式滿足播放多樣化的需求，以最低經(jīng)濟(jì)成本獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。