多媒介链路复合数字业务传输设计简析

摘 要：本文介绍了一种基于网络技术的综合数据服务平台设计方案，并对部分关键技术、网络架构、组网方式和系统特点进行阐述。并根据直属台站实际需求设计，实现在多种传输介质上多类数字业务的高效传输，对高山台站未来业务的拓展有一定借鉴意义。

关键词：数字微波，虚拟局域网，密集型光波复用

0 引言

为适应广播电视事业的数字化的发展，近年来我省地面数字电视、微波干线改造等项目逐步实施。但由于各台站多处于山区偏远地带、技术设备陈旧，未来业务发展受限。故以构建技术先进、传输高效、维护简便的数字业务服务体系为目标，提出以下直属站点多业务传输方案。

1 主要应用技术及业务需求

1.1 IP技术

从IP技术发展之初至今，该技术一直处于柱状、补丁式设计状态，协议不断完善。从3G、4G 以及下一代网络（NGN）均依赖于IP 技术，绝大多数网络设备均支持TCP/IP协议。因此，各种通信方式都在探寻与IP 技术的结合以便有效利用现有网络。VLAN技术则很好的保障了业务间的独立与沟通，通常有静态和动态两种实现方式。

静态VLAN又被称为基于端口的VLAN。由于需要指定逐个端口，因此当网络中的计算机数目超过一定数量，操作上就会变得极为复杂。如客户机每次变更所连端口，都必须同时更改该端口所属VLAN，故而仅适合固定简易拓扑结构的网络。

动态VLAN则是根据端口所连的计算机，依改变端口所属的VLAN。动态VLAN可以大致分为：基于MAC地址的VLAN（MAC Based VLAN）、基于子网的VLAN（Subnet Based VLAN）、基于用户的VLAN（User Based VLAN）。

1.2 基于IP的数字电视技术

传统数字电视所采用的ASI技术虽然成熟，但面对快速发展的新业务已很难适应。基于IP的数字电视技术，现在已成主流。相交ASI构架，采用IP传输结构相对简单，设备数量大幅减少，节省空间。采用交换机代替矩阵可实现1+1热备份，提高系统安全。且具备高灵活性、扩展性、节约性等特点。

1.3 数字微波技术

数字微波网络利用微波作为载波来传送信息。SDH微波通信更是兼有SDH数字通信和微波通信两者优点，相比光纤传输虽然传输容量低，但SDH数字微波通信具有容量大、组网灵活、传输质量好、成本低、建设速度快、抗灾能力高等特点。

1.4 业务需求

根据所属台站需求，平台共分为4项业务，并部署于三个节点。数字电视业务，将省网所传IP信源的60套标清数字电视节目，传输至山上发射机房用于本地有线网络建设。公网业务，实现山上山下50Mbps互联网宽带的互通。本地音视频编解码业务，后勤机房上行至山上发射机房传输10套自办标清电视和5套自办广播节目，山上发射机房下行回传后勤微控机房5套标清电视节目。台内（监控监测）局域网业务，传输速率100Mbps。

2 方案设计

平台设计由信源处理、复用适配及网络传输三部分组成。信源处理部分包括信源接收，音视频编解码。复用适配部分包括对音视频业务的传输复用与适配。网络传输包括组网及线路传输（系统拓扑见图1）。建设地点涉及三处，A站-后勤机房、B站中继机房、C站发射机房。其中A站至B站相距10km，通过光纤连接，B站与C站通过SDH数字微波通信。

2.1 信源处理

2.1.1 信源接收

A站设计处理节目80套，其中使用省干DWDM接收数字电视节目60套、本地已有节目5套、新增本地节目与音频广播各5套、解码C站视频节目5套。

C站需对省干DWDM接收数字电视节目60套节目通过IPQAM进行接收并调制。对A站上传15套音视频节目进行接收并解码监控。

2.1.2 音视频编码

编码模块组分别完成A、C两站节目的编码，编码格式支持MPEG-2、AVS+，输入接口SDI。采用AVS+编码方式，制式576标清，视频码率1.3Mbps。音频均采用比特率为128的DRA编码。

解码模块组分别对所传节目进行解码，具有CVBS模拟视频输出接口以及模拟平衡音频输出接口，音频解码码率32kbps-384kbps，具备输出音量调节功能。

2.2 复用、适配与传输

2.2.1 复用、适配

复用适配模块由ASI/IP适配模块、复用模块、DS3适配模块等组成。ASI/IP适配模块完成各站点已有ASI编码器的输入。复用模块完成节目流的复用透传与PSI/SI信息的插入。DS-3适配模块完成SDH网络适配。

2.2.2 传输

传输部分包括光纤、微波、同轴电缆传输。光纤传输是将处理后的信号经交换机实现A站至B站的通信，根据实际情况配备专业光端机或光模块。微波传输是利用SDH数字微波干线网实现B站与C站通信。同轴电缆传输实现C站的HFC网络覆盖。

2.3 核心交换

为保证多种业务在同路传输中互不干扰。核心交换设备应为三层交换机或路由器，具备三层网络应用，至少24个10/100/1000Base-T端口，4个100/1000Base-X千兆Combo口，配置4个千兆光模块，满足A站至B站传输需求，支持基于MAC/协议/端口的VLAN，支持L2（Layer 2）-L4（Layer 4）包过滤功能，

支持组播VLAN，支持IGMP V3/IGMP Snooping /MLD Snooping。局域网、公网等业务通过划分不同VLAN实现通信与业务隔离。

2.4 备份及保障机制

各部件采用1+1热备份。通过各站复用设备实现信源故障时的自动切换。编解码设备、复用适配设备、IPQAM均为双网口。节目流传输模式为组播，并在主备交换机启用IGMP协议保障业务交换机每个端口不存在与自己业务不相关的数据流，系统切换时间小于3秒。

3 结束语

本方设计可拓展到多种环境，解决高山台站自身业务拓展问题。不仅确保了覆盖区用户内优质、可靠地收到广播节目，而且对台站生活质量的提高具有促进作用。具备安全高效、维护方便、价格低廉等优势，有一定的推广价值。

参考文献：

[1]吕品.数字电视关键技术與发展策略[M]. 北京： 电子工业出版社， 2008.

[2]吴恩学.数字电视实用技术[M]. 北京： 教育科学出版社， 2009.

[3]杨知行，欧阳书平.数字电视前端系统[M]. 北京： 科学出版社， 2012.

作者简介：

秦海洋：男，1982年生，学士，辽宁省广播电视传输发射中心高级工程师，主要从事数字电视、干线网建设方面的研究。