蘭州廣播電視臺播控中心機房光纖改造分析

吳建軍，竇樹雄

（蘭州市廣播電視臺，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

隨著信息技術的發展，信息的傳播進入三網融合階段。身處這個時代，每個行業都不能自閉于信息孤島，作為傳統媒介的廣播電視傳媒與各個通信運營商之間的業務往來愈加頻繁。對于現場直播、重大事件報道，電視臺不僅需要通過自己的有線電視網絡將電視信號傳送到千家萬戶，還要通過運營商的光纜將音視頻畫面傳播到各地區以及不同的平臺。為此，對于電視臺而言，選擇可靠的傳播方式是其首要考慮的問題。

當今主流的電視信號傳播技術主要有光纖傳輸、微波傳輸以及衛星傳輸3種方式。光纖傳輸技術成本廉價、傳輸速度快，為多數傳輸企業所使用。光纖即光導纖維，其傳輸原理是全反射。單根光導纖維數據傳輸速率可以達到1 Gb·s-1，不僅可用來傳輸模擬信號和數字信號，而且可以滿足視頻傳輸的需求。光纖傳輸通過光纜將信號傳送到居民區或商業區，既避免外界電磁波干擾、信號也更加穩定，能夠滿足不同用戶需求。光纖作為網絡媒介傳輸速率最快的一種，具有損耗少、傳輸質量好、傳輸容量大等優點，被人們廣泛應用于生活中。光纖接入網從技術方面可以分為有源光網絡以及無源光網絡兩種，因方式不同，有源光網絡也大致可分為兩種，分別為基于PDH的AON和基于SDH的AON。光纖傳輸信號極為方便，傳輸距離遠，其中波長為 1310 nm的光波在傳輸過程中可以達到零色散，近距離傳輸時損耗極少，而采用1550 nm波長的光波，雖然會有碼間干擾，但是即使中間沒有放大器也能保證信號損失極小，并可以根據需要增加多個光分路器。采用1310 nm和1550 nm的光波相互配合，可以做到傳輸距離遠、信號安全的傳輸。

ODF架即光纖配線架，是通信配線設備的主要設備，主要用于光纜成端。光纜經過走線架進入基站，ODF的主要作用就是完成成端以及跳纖。光纜中的每根光纖一一對應，方便光口使用。光路只有一條，所以ODF相當于一排光路出口，再使用跳纖相連，連接設備與光纜，構成局部的傳輸完整。

以往，廣播電視主要采用電纜傳輸，現在廣播電視已經不再使用之前的模擬信號和射頻開路信號，而是全部采用數字分量串行接口（Serial Digital Interface，SDI），其中嵌入了音頻信號，通過一定的比特率將信號通過單一通道按一定順序進行傳輸，受制于信號衰減的影響，同軸電纜已經不能適應當前的信號傳輸要求。

因此，廣播電視制作播出系統內部的傳輸方式由原來的同軸電纜向光信號傳輸轉變，已經出現光傳輸全面取代同軸電纜的趨勢。為順應時代發展的需求，蘭州廣播電視臺作為省會主要傳播媒體，因勢利導，著力發展全臺光網絡，逐步實現全光纖覆蓋。本文以蘭州廣播電視臺播控中心機房光纖改造為例，分析改造工藝及過程，總結經驗教訓，以期為電視臺光纖改造提供一定的參考。

1 原有光鏈路概況

蘭州廣播電視臺播控中心是全臺信號的匯集中心。制作好的節目通過播控系統傳輸到有線電視網和IPTV網內，現全部采用光信號傳輸，未改造前的基本拓撲如圖1所示。

圖1 改造前光路拓撲圖

2 原有施工工藝及存在的隱患

原有傳輸采用的是光纜進入機房靜電地板下成端，成端盒直接連接NETWORK機箱光模組件。NETWORK機箱配備10張板卡，光收、光發通過板卡不同功能達到傳輸目的。光發卡一路SDI光發器，模塊化，碼率為19.4～540 Mb·s-1，輸入1路SDI，環出2路SDI，光輸出一路單模9/125 μm光纖。光波長1310 nm、1550 nm、CWDM、DWDM等可選[1]。光接口為SC/UPC，電接口為BNC。控制方面，采用可網管的模塊設置及監控系統，帶BITE（內嵌測試設備），完全兼容DVB-ASI，遵循SMPTE-259M/297M標準。NETWORK板卡性能穩定，經過蘭州廣播電視臺近3年時間的實際使用，運行穩定，誤碼率低，更換板卡方便。但是所有板卡在一個NETWORK機箱內，如果機箱電源宕機則可能導致所有節目無法傳輸。原有設計中，因造價問題沒有實現備份功能，而且成端盒與NETWORK機箱之間的可用光纖余量小，盤留短，不便于日后的設備檢修、故障排查、設備增減。如果光纖出現彎折會導致信號受損，一旦光纖斷路，如果沒有專業儀器，專業人員無法及時修復，勢必發生安全播出事故。

3 改造提升方案分析

3.1 改造計劃

此次改造，加購NETWORK機箱一只，光模板卡10張，結合現有多鐵克光機對所有傳輸信號做備份，利用深夜時間對播出系統光纖線路進行一次性升級改造，由傳統直熔成端連接方式改造為更加安全、便于維護的ODF機架式連接方式，并借此機會重新整理原有光傳輸鏈路，對信號做到一一備份，同時為將來構建全臺光矩陣、光路由做好準備。針對不同接收單位，所有對外傳輸全部采用1550 nm波長光收發卡，既保證了傳輸距離達到40 km以上時不會出現信號衰減、造信號丟失，又可以為將來有需要增加光分路器做好準備；內部信號由于傳輸距離都小于40 km，收發采用1310 nm光收發卡，在保證信號穩定的同時，保證零色散。編碼器采用哈雷（進口）與數碼視訊（國產）相結合的方式，在降低造價的同時保證信號傳輸的穩定性，另外搭配部分多鐵克單機作為應急備份單元，同時作為臺內多個演示單元的信號傳輸方式[2]。

3.2 系統構架

系統構架模式是基本結構組織方案的一種，提供一組預定義子系統，常用來表示軟件系統，它的作用在于規定組織間各項人員職責并起一定指導作用。系統構架模式改造后的光路拓撲如圖2所示。一般來說，業務架構是由功能需求決定，為此相關人員應根據相關業務要求來設計業務架構[3]。而光纖系統架構在某一給定時間內是通過不斷減少的構架與其他結構相互連接而成。

圖2 改造后光路拓撲圖

3.3 改造目標

根據當前現狀和業務發展需求，設定改造計劃的目標[4]如下：

（1）進網信號均由播出機房末端編碼器編碼后轉換為光信號，經甘肅省網絡公司傳輸機房進入甘肅省網絡公司蘭州分公司機房，ODF的引入可以有效防止光纖和編碼器交叉損壞造成長時間播出事故；利用原有1310 nm和1550 nm二選一自動切換器傳輸信號到蘭州鐵路電視臺閉路電視系統；

（2）傳輸數字電視和模擬電視信號到白塔山微波發射臺；

（3）接收微波轉播車中繼接收機信號，由解碼器解碼后送至新聞演播室；

（4）傳輸高清信號到電信IPTV；

（5）臺內3、4、5三間演播室信號互通；

（6）移動4G臺內節點功能保留；

（7）為新建成的融媒體中心傳輸高清信號；

（8）以播控中心為核心打造全臺光路由通路；

3.4 具體實施操作方式

（1）白天對4號樓、5號樓、播控中心敷設12芯光纜各一組。

（2）利用播出系統調用信號源較少的夜晚時段，將ODF上架，先將暫時沒有使用的信號全部整理好，一一對應地接在ODF跳纖盤內，改造過程中不能中斷信號，還要確保在線設備的安全，用一臺冷備的數碼視訊編碼器按照傳輸要求配置后作為備用。應急編碼器的連接如圖3所示。

圖3 應急編碼器連接圖

（3）編碼器采用主備路熱備份方式，之所以多備份一臺編碼器作為應急編碼器，是為預防施工中主備編碼器出現宕機或無法上電引起播出事故。先將送入有線網內的編碼器信號切換成備路信號，由于是無縫切換，觀眾感受不到切換過程。此時進行光纖的熔接，將原有直熔頭全部熔接在ODF上，通過跳纖連接NETWORK光模組，進行信號傳輸，觀察信號正常后切回主路編碼器。

（4）按照同樣的辦法對備路編碼器進行切換，將原有直熔頭全部熔接在ODF上，通過跳纖連接NETWORK光模組，進行信號傳輸，觀察信號是否正常。

（5）整理好所有光纖，做好標識，記錄存檔，改造后的機柜如圖4所示。

圖4 改造后機柜圖

3.5 施工改造結果

此次改造共調整12芯光纜5組、8芯光纜2組，拆除廢舊4芯光纜2組，對播出、進網傳輸沒有任何影響[5]。改造完成后，形成了以播控中心為核心的臺內光信號路由體系，在任何一個演播室進行的節目都可以進入播控系統，通過矩陣的調度完成播出，若某根光纜損壞，可以跳接到其他光纜上，為將來光矩陣的引入做好了前期準備工作。

4 結語

光纖傳輸具有保真度高以及頻帶寬等特點，因此可被廣泛應用。廣播電視播控機房進行光纖改造能幫助電視播控機房提高工作效率。