分析與討論數(shù)字電視傳輸?shù)闹饕夹g(shù)

王軒

摘 要：文章中主要介紹了數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)某Ｒ?jiàn)問(wèn)題和數(shù)字信號(hào)的傳輸方式、SDH傳輸網(wǎng)分層模型、SDH傳輸系統(tǒng)的組成及SDH網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的主要新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電視；傳輸；分析與討論

數(shù)字電視是指包括節(jié)目攝制、編輯、發(fā)送、傳輸、存儲(chǔ)和接收等環(huán)節(jié)全部都采用數(shù)字處理的全新數(shù)字系統(tǒng)，也即在信源、信道、信宿三個(gè)方面全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和數(shù)字處理的電視系統(tǒng)。數(shù)字電視系統(tǒng)按照信號(hào)傳輸方式有：衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)，有線數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)，地面數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)。

1 數(shù)字信號(hào)常見(jiàn)的傳輸問(wèn)題

數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中的問(wèn)題主要有路徑損耗、脈沖干擾、抖動(dòng)和漂移、衰落、馬賽克現(xiàn)象等。路徑損耗就是有效發(fā)射功率和接收到的功率之比。數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中遇到的衰落問(wèn)題主要分為陰影衰落（建筑物、室外小山等障礙物引起的信號(hào)改變）和多徑衰落（發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)不同路徑反射到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間不同造成）。脈沖干擾是由于燈的開(kāi)關(guān)、汽車(chē)的點(diǎn)火裝置等引起的時(shí)間短促而功率較大的電磁脈沖對(duì)信號(hào)的干擾，是數(shù)字信號(hào)傳輸中的主要問(wèn)題之一。抖動(dòng)是數(shù)字信號(hào)各有效瞬間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間位置的偏差，是數(shù)字信號(hào)傳輸過(guò)程中的一種瞬時(shí)不穩(wěn)定性。漂移是數(shù)字信號(hào)在特定時(shí)間相對(duì)其理想?yún)⒖紩r(shí)間位置的長(zhǎng)時(shí)間偏移。漂移容易引起傳輸信號(hào)在時(shí)間上偏離理想位置、使得信號(hào)比特在判決電路中不能正確識(shí)別、從而產(chǎn)生誤碼。馬賽克現(xiàn)象主要指因傳輸誤碼的增多的而出現(xiàn)的方塊形圖像丟失、丟失圖塊里充滿(mǎn)噪聲的現(xiàn)象。

2 傳輸數(shù)字信號(hào)的方式

數(shù)字信號(hào)的傳輸方式分為基帶傳輸和載波傳輸兩種。基帶傳輸就是把數(shù)字信號(hào)通過(guò)碼型變換變?yōu)檫m于傳輸?shù)拇a型，并經(jīng)過(guò)發(fā)送低通濾波器除部分高頻分量、經(jīng)過(guò)光纖、電纜、雙絞線或者微波等進(jìn)行傳輸。基帶傳輸?shù)男盘?hào)主要是二進(jìn)制矩形脈沖信號(hào)。載波傳輸是指把基帶信號(hào)調(diào)制到一定的載波上，將載波送入信道去傳輸。它與基帶傳輸?shù)淖钪饕獏^(qū)別是增加了調(diào)制和解調(diào)的環(huán)節(jié)。載波傳輸利用到的主要調(diào)制技術(shù)有QPSK（四相移相鍵控）調(diào)制技術(shù)和QAM（正交幅度調(diào)制）技術(shù)。

3 基于SDH的有線數(shù)字電視傳輸技術(shù)

我國(guó)有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上就是一個(gè)分級(jí)的SDH/DWDM（密集波分復(fù)用）傳輸網(wǎng)。

3.1 SDH傳輸網(wǎng)分層模型

SDH是一種同步的數(shù)字傳輸網(wǎng)，所謂同步，就是其復(fù)接的方式采用同步復(fù)接、其各支路的低速信號(hào)是相互同步的。SDH傳輸網(wǎng)可以分成電路層、通道層和傳輸媒介層。

3.2 SDH傳輸系統(tǒng)的組成

STM-4傳輸系統(tǒng)的支路信號(hào)（TR）是要傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)流，他們的數(shù)據(jù)率可以是PDH的一到四次群信號(hào)，也可以是SDH的低次群信號(hào)。低端復(fù)用設(shè)備（TM）用于將輸入的多各支路信號(hào)復(fù)用到SDH的STM-4速率后，送入光纖輸入線路，也可使用數(shù)字微波傳輸線路。再生器（REG）用于傳輸信號(hào)的再生，以消除傳輸噪聲的影響，它在微波傳輸線路中可以由中繼站的中繼設(shè)備代替。分插復(fù)用設(shè)備（ADM）用于中間站需上/下的復(fù)接和分接，避免PDH傳輸系統(tǒng)中多級(jí)復(fù)用設(shè)備成對(duì)連接的復(fù)雜性。也可用SDH同步數(shù)字交叉連接設(shè)備（SDXC）代替ADM，實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向間以VC為傳輸單元的交叉連接。支路信號(hào)的傳輸路徑稱(chēng)為通道，它可以分為多個(gè)復(fù)用段，兩個(gè)復(fù)用設(shè)備之間的傳輸區(qū)間組成一個(gè)復(fù)用段，復(fù)用段又可以被分為多個(gè)再生段，再生段至少有一個(gè)端站為再生設(shè)備。

4 SDH網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的主要新技術(shù)

SDH網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的主要新技術(shù)主要包括：VC虛級(jí)聯(lián)、通用成幀規(guī)程（GFP），動(dòng)態(tài)鏈接容量調(diào)整機(jī)制（LCAS）和彈性分組環(huán)（RPR）等。其主要目的是使用SDH傳輸系統(tǒng)適合于傳輸包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在內(nèi)的VoIP、IPTV以及多媒體等多種業(yè)務(wù)，使SDH網(wǎng)的接口和規(guī)約具有靈活性，也有利于SDH網(wǎng)絡(luò)易于智能化。

4.1 通用成幀規(guī)程

通用成幀規(guī)程（Generic Framing Procedure，簡(jiǎn)稱(chēng)GFP）是一種將高層的用戶(hù)信息流適配到傳輸網(wǎng)絡(luò)，在通過(guò)SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸之前，將異步的、突發(fā)和可變幀長(zhǎng)的業(yè)務(wù)進(jìn)行適配；它是第一層數(shù)據(jù)分裝機(jī)制，也是一種靈活高效的映射方法。通用成幀的優(yōu)勢(shì)在于它可以提供更強(qiáng)的監(jiān)測(cè)和糾錯(cuò)能力，并能提供比傳統(tǒng)封裝方式更加高的帶寬效率。GFP幀結(jié)構(gòu)包括核心包頭、凈荷包頭、GFP凈荷和幀檢測(cè)序列。

4.2 VC虛級(jí)聯(lián)

傳統(tǒng)的級(jí)聯(lián)方法是連續(xù)級(jí)聯(lián)。連續(xù)級(jí)聯(lián)是將幾個(gè)相連的容器結(jié)合成一個(gè)大的容器并通過(guò)SDH系統(tǒng)傳輸。缺點(diǎn)是傳輸鏈路的所有的網(wǎng)元必須能識(shí)別和處理它，且由于帶寬顆粒較大使得傳輸效率較低。而VC虛級(jí)聯(lián)卻沒(méi)有這種問(wèn)題。因?yàn)樘摷?jí)聯(lián)分別映射各獨(dú)立的容器到一個(gè)虛的級(jí)聯(lián)鏈路；且任何容器可編成一組，它提供了更精細(xì)的帶寬顆粒度；此外它能使運(yùn)營(yíng)商根據(jù)用戶(hù)業(yè)務(wù)需要調(diào)整傳輸容量。通過(guò)VC虛級(jí)能實(shí)現(xiàn)帶寬顆粒調(diào)整，也能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)帶寬與SDH虛容器之間的適配，還可實(shí)現(xiàn)多徑傳輸。

4.3 鏈路容量調(diào)整機(jī)制（LCAS）

LCAS（link Capacity Adjustment Scheme，鏈路容量調(diào)整機(jī)制）可以根據(jù)業(yè)務(wù)流量對(duì)所分配的虛容器帶寬進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，并且在調(diào)整的過(guò)程中不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸性能有影響。使用這種技術(shù)可以提供一種無(wú)損害的調(diào)整鏈路容量的控制機(jī)制。LCAS的功能是通過(guò)對(duì)VC虛級(jí)聯(lián)中的虛級(jí)聯(lián)數(shù)據(jù)組進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置，提高VC虛級(jí)聯(lián)的靈活性。它使用請(qǐng)求/應(yīng)答機(jī)制，通過(guò)增加或者減少虛級(jí)聯(lián)信號(hào)組中的級(jí)聯(lián)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)鏈路的容量調(diào)整。

4.4 彈性分組環(huán)（RPR）

彈性分組環(huán)技術(shù)結(jié)合以太網(wǎng)的實(shí)用性和SDH光傳輸設(shè)備的強(qiáng)大功能，利用空分復(fù)用，時(shí)分統(tǒng)計(jì)復(fù)用和保護(hù)環(huán)提高帶寬的利用率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的合理利用，同時(shí)還支持業(yè)務(wù)分機(jī)，以及即插即用等特性，將城域網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖俸?jiǎn)單、可靠、并及時(shí)提供豐富增值服務(wù)的寬帶網(wǎng)絡(luò)。它解決了城域網(wǎng)的現(xiàn)存問(wèn)題，使其既有以太網(wǎng)低成本，有效和簡(jiǎn)單性，又有SDH傳輸技術(shù)的高科用性、靈活性。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著數(shù)字電視的進(jìn)一步普及和推廣，地面數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)、數(shù)字電視有線傳輸系統(tǒng)等各類(lèi)傳輸系統(tǒng)將發(fā)揮更重要的作用，新技術(shù)的推廣和使用，將推動(dòng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。