IP化信号传输系统在广电网络的应用

刘 刚

（江苏有线苏州分公司，江苏 苏州 215006）

在三网融合的大趋势下，广电网络给用户提供的节目信号朝着越来越多样化、专业化、高清化和互动化的方向发展，加上原有广电网络广播级不间断的播出需求等，对原有的信号传输系统[1-2]提出越来越高的要求，即大容量的带宽、灵活方便的信号调度和稳健安全的传输等。

一般说来，前端播出机房的信号源主要来自两个方面：卫星地面接收和光纤干线传输。随着信号的高清化以及骨干承载网技术的革新等一系列因素，光缆干线传输信号越来越显示出重要的地位，很多已成为主用播出信号，这也对原有信号传输系统提出新的要求。

1 广电网络信号传输系统现状

1.1 信号传输系统的复杂性

目前在用的信号交换多采用传统的SDH（数字同步系列）信号流进行编解码复用传输，环节较多，系统较为复杂。模拟信号通过模数转换变成数字ASI（异步串行接口）信号，各种ASI信号流在复用器上进行要求的组合复用后，变成需要的ASI信号流，再通过适配器，转化为SDH可传输的DS3信号流，最后复用成更高级别数字信号进行远程传输。而在接收端，同样需要这样的逆转变过程。这一切都需要在机房布放较多的设备以及电缆线进行沟通，使得信号系统非常冗余复杂。

1.2 信号传输系统较弱的可扩展性

在使用SDH的DS3方式进行传输，带宽非常有限，节目传输的扩展性较弱。按照标清节目4 Mbit/s来计算，1个DS3流最多只能传10套节目，如果传高清流的话，更是捉襟见肘。而现在的信号流，一个较大的付费节目包就需上百兆的带宽，传输带宽较弱的扩展性已经阻碍了广电网络的业务发展，亟待用新的传输方式来解决。

1.3 信号传输系统存在的不可用性

很多广电网络传输机房都在进行搬迁工作，通常原有前端播出机房和核心传输机房都设在同一楼层不同位置，而现在业务规模的不断扩大，机房可能会在不同的楼层，不同的地方，这就造成了原有通过电缆线互联的传输系统因为距离原因无法继续使用原有光纤信号源。

上述的各方面原因，包括电缆线随着时间累计而造成信号的劣化等，迫切需要一种新的信号传输系统来替代。显然，IP化的信号传输系统就显示出无比强大的优势，并逐渐被广电网络广泛应用。

2 IP化信号传输系统特性和优势

2.1 IP化信号传输系统承载网特性

2.1.1 MSTP承载网特性

MSTP（多业务传输平台）技术[3]发展至今，已经非常成熟，它以SDH面向连接的时分复用技术为核心，利用GFP（通用帧协议）结合以太网技术、ATM（异步传输模式）技术等形成的多业务传输平台。就目前使用情况，MSTP中使用的最多的就是IP接口，包括百兆以太接口和GE（千兆以太）接口。和早期的百兆以太接口映射绑定VC12不同的是，目前应用的GE板可以直接映射绑定VC3和VC4，非常方便地达到使用大带宽的目的。

由于MSTP技术从传统SDH技术演进而来，因此它保留了SDH原有的复用段保护方式、通道保护方式以及1+1线性保护方式等，这给信号传输带来可靠的保证。

2.1.2 OTN承载网特性

OTN（光传送网）技术[4-5]是近几年在DWDM（密集波分复用）发展起来的大容量干线传输技术。它保留了原有DWDM技术里单波大容量的特性，又引进了原有SDH技术里电交叉技术以及开销技术等，极大地丰富了DWDM系统对小颗粒或子波长级业务整合能力以及业务监控能力，经过不断发展和完善形成一系列的OTN技术标准，为业务的使用提供了通用的接口。这种GE级别的业务批量提供，使得信号传输系统的承载游刃有余。

OTN的设备级保护包括集中电源保护、主控1+1保护、交叉1+1保护，网络级的保护包括光线路保护、板内1+1保护、客户侧1+1保护、SNCP保护等，这些多样化的保护方式，也给信号传输系统提供足够的健壮性保证。

2.2 IP化信号复用系统性能特性和优势

和传统的信号复用系统相比，IP化信号复用系统在保留传统的ASI接口外，引入了IP接口，这种GE接口的引入，可以说是一次质的飞跃。在此种复用系统中，使用较广泛的就是DCM（数字内容管理）设备。

2.2.1 大容量灵活可扩展

GE口可以传输的带宽比起传统的DS3提高了20倍左右，极大地满足了前端播出系统对信号源的大量需求。另外，IP化复用系统建好后，传输信号的数量也可以根据要求灵活增减，因为其兼容原有ASI数字电接口，无论外部是ASI口还是GE口信号，都可以通过ASI接口卡和GE接口卡进行信号的灵活调度，包括发送和接收，而且配备的接口数目是传统信号复用系统无法比拟的。

2.2.2 安全健壮可靠

IP化的信号复用系统配备了双路电源，且支持信号的1+1热备份。这种1+1的信号热备份对广电级的业务播出提供了强有力的支持。另外，由于此系统的设计都采用模块化设计，支持业务板卡模块和风扇板卡模块等热插拔，这些使得业务的使用更为安全可靠。

2.2.3 智能化可控可管理

在用户对服务要求越来越高的今天，广电网络对设备的管控也变得越发重要。IP化信号复用系统，通过强大的GUI（图形化用户接口），可以对业务信号按需求调度，内置加扰器可以对多个CA系统同密，且可以提供对TS流和信号的分析。这种越来越智能化的管控能力，使得信号传输系统可以层层监控，确保最优质的安全播出。

3 IP化信号传输系统应用构架

3.1 与电视台播出信号系统互联应用构架

一般市级或省级电视台本地制作的信号大概在5～10套，这些信号在早期可能采用模拟光端机传至有线前端播出机房或核心传输机房。在信号制作的数字化改造后，一般通过SDI（数字分量串行接口）[6]或ASI光端机利用光纤主备传输通道至有线前端播出机房或者核心传输机房。这些信号在前端机房处理后直接成为播出信号，另外这些信号也可以通过IP化复用系统，传输到MSTP或OTN的GE口，成为其他地市或市县等的信号源。

在和电视台播出信号系统互联中，IP化传输系统主要起到少量信号接收和预转化作用，这也体现出其一定的技术优势和特点，具体构架见图1。

图1 与电视台播出信号系统互联应用构架

3.2 与远端信号收发系统互联应用构架

在与远端信号接收和发送系统互联中，考虑到GE通道承载的信号节目数量较多，一般都采用双设备双端口来传送和接收。相同的信号源通过光分路器传至两套IP化复用系统，在经过重新组合和编排后，将需要的主备信号传送至承载网设备GE端口。

送至MSTP的GE口的主备信号流，在MSTP设备的不同GE单板上进行业务对接，通过MSTP的环网保护技术，使得信号业务的传输得到保障。另外，若采用OTN承载网，在主备信号送至不同端口后，除了环网本身的保护外，可以利用DCP（双路光通道保护）单板进行二级保护，这种多级保护方式更加保证了信号节目流的传输在技术层面上的万无一失。具体构架见图2。

3.3 与前端播出系统互联应用构架

前端播出系统承担着所有节目信号在广电网络的播出工作。一方面它从空中接收卫星信号节目，从干线传输系统接收光缆信号节目；另外一方面也给传输系统提供卫星信号节目源。在使用IP化接口前，大量的电缆线在传输机房和前端机房之间进行信号流的双向传输，如果再有新的节目流要进行联通，就需要重新布放电缆，而且使用的信号在传输层面监测也相对困难。

在引入IP化复用系统后，利用主备两根光纤就可以传送千兆节目并达到保护的目的，有新的节目流加入，只要通过相关业务板卡输入至原有节目流，也就是将新的节目组播流加入到原有组播流包中，对原有业务没有任何影响，这极大地简化了信号传输模型[7]，将可能的故障和隐患降低到了最低。具体构架见图3。

4 小结

在全球ALL-IP的趋势下[8]，广电网络的信号传输系统也在随之不断地进行变化。IP化信号传输系统的引入和不断向前推进，目的是要达到信号传输质量的更可靠化、模型的更简单化、使用和管控更智能化。而这一切改进都是为了保证广电网络为用户提供更好、更丰富、更优质的需求服务。

三网融合的潮流愈演愈烈，相信广电网络除了对传输信号、传输系统的IP化改进外，各方面工作都在持续提升优化，从而为用户提供满意的服务，不断取得市场的认可。

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[1]邢浩，王晓彦.数字电视传输系统建设实践[J].电视技术，2009，33（7）：54-55.

[2]杜世清.信号传输系统的设计与改造[J].广播与电视技术，2009（6）：5-6.

[3]YDT5150-2007，基于SDH的多业务传输节点（MSTP）本地光缆传输工程验收规范[S].2007.

[4]YDT1462-2006，光传送网（OTN）接口[S].2006.

[5]陈翔.三网融合时代广电光传输网络发展趋势分析[J].电视技术,2011，35（4）：49-51.

[6]梁冬梅.电视台节目传输系统设计与思考[J].电视技术，2011，35（14）：60-62.

[7]李纯.天津电视台传输中心方案设计[J].广播与电视技术，2010（7）：79-85.

[8]武文彦.智能光网络技术及应用[M].北京：电子工业出版社，2011.