廣播電視微波傳輸電路的數(shù)字化改造

吳 芳

（濱州市新聞傳媒中心，山東 濱州 256600）

0 引 言

針對(duì)廣東省廣播電視微波傳輸電路的數(shù)字化改造問題，提出新建一條同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）數(shù)字微波電路的改造方案[1-3]。為更好地開發(fā)利用微波電路，將SDH 數(shù)字微波電路應(yīng)用到廣東省廣播電視信號(hào)數(shù)字化工程。微波電路可以使廣播電視節(jié)目的信號(hào)傳播范圍更大，使更多人可以接收廣播電視節(jié)目。基于廣東省的具體情況規(guī)劃建設(shè)微波電路，需要考慮的因素包括區(qū)域國內(nèi)生產(chǎn)總值（Gross Domestic Product，GDP）現(xiàn)狀、地理位置、人口結(jié)構(gòu)以及行政劃分等，同時(shí)需要完善無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)其與光纖網(wǎng)絡(luò)的互相聯(lián)通和互相備份。此外，為更好地促進(jìn)廣播電視發(fā)展，需要引入目前先進(jìn)的設(shè)備與技術(shù)，調(diào)頻同步網(wǎng)、電視電話會(huì)議等，并且應(yīng)該具備相應(yīng)的接口與功能，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換。

1 電路規(guī)劃

1.1 路由站址規(guī)劃

改造前的模擬微波電路站共有35 個(gè)，都被設(shè)置于各地市區(qū)毗鄰的山頭，沒有和市區(qū)建立任何物理連接，因此微波電路信號(hào)傳輸?shù)缴筋^就被迫終結(jié)。借助模擬微波電路，只需要將信號(hào)傳輸至山頭發(fā)射臺(tái)，即將信號(hào)源傳輸?shù)綗o線發(fā)射臺(tái)即可。

為解決微波信號(hào)無法傳輸?shù)缴较碌膯栴}，進(jìn)一步提高微波電路的適應(yīng)性，設(shè)計(jì)通過SDH 數(shù)字微波電路調(diào)整或改造35 個(gè)微波站，并在下山處和城市邊緣擴(kuò)建11 個(gè)微波站，共46 個(gè)站，組成以下布局：圍繞廣州市的廣州東線、廣州西線、廣州北線、西北線環(huán)路以及珠江三角洲（以下簡(jiǎn)稱珠三角）環(huán)路，與19 個(gè)地級(jí)市、18 個(gè)電視調(diào)頻發(fā)射臺(tái)、深圳市以及一部分縣相連接。基于數(shù)字微波電路，該規(guī)劃可以覆蓋高山發(fā)射臺(tái)，并且覆蓋范圍會(huì)進(jìn)一步延伸，充分利用數(shù)字電路的優(yōu)勢(shì)。SDH 工作原理圖如1 所示。

圖1 SDH 工作原理

1.2 電路容量規(guī)劃

改造方案采用的波道配置方式分為2 種，第一種是2×（3+1）×155 Mb/s 同波道復(fù)用方式配置，第二種是（3+1）×155 Mb/s 波道配置。由于“圭峰山—佛山—廣州西線”出口和“烏石排—廣州東線”出口是雙向的，按照第一種方式配置。其余每一段線路都采用第二種波道配置方式進(jìn)行配置。同時(shí)，采用波道自動(dòng)倒換段的方式設(shè)置每一個(gè)中繼段，使得每個(gè)基站都能夠承擔(dān)上下業(yè)務(wù)。對(duì)于所有單向的波道配置，研究種都按照（3+1）×155 Mb/s 方案進(jìn)行配置。通過數(shù)字微波電路路由可以得出，珠三角環(huán)路和東西線全部集中在“圭峰山—佛山—廣州西線”出口和“烏石排—廣州東線”出口處，而這2 個(gè)出口的傳輸技術(shù)相對(duì)落后，導(dǎo)致實(shí)際傳輸?shù)娜萘繙p少一半，因此采用同波道復(fù)用方式配置，使其傳輸容量達(dá)到（3+1）×155 Mb/s。此外，需要擴(kuò)大線路的傳輸容量，使廣州東線、廣州西線、廣州北線3 線鏈路和珠三角環(huán)路容量都可以達(dá)到（3+1）×155 Mb/s。

1.3 傳輸容量配置規(guī)劃

1.3.1 波道Ⅰ傳輸配置

波道Ⅰ（3×45 Mb/s）雙向容量的作用是傳播電視節(jié)目與廣播。其中，正向負(fù)責(zé)將24 套電視節(jié)目和立體聲廣播節(jié)目從廣州市傳輸至省內(nèi)各個(gè)地區(qū)，回向負(fù)責(zé)將省內(nèi)各地72 套節(jié)目回傳至廣州市。

1.3.2 波道Ⅱ傳輸配置

波道Ⅱ（2×45 Mb/s+21×2 Mb/s）主要負(fù)責(zé)傳輸電視電話會(huì)議信號(hào)和高清晰度電視（High Definition Television，HDTV）。基于21×2 Mb/s 信道，可以在深圳市、廣州市以及19 個(gè)地級(jí)市構(gòu)成多功能專用網(wǎng)，用于進(jìn)行電視會(huì)議等。為傳輸2 套高清晰度電視，可以準(zhǔn)備2×45 Mb/s 信道。

1.3.3 波道Ⅲ傳輸配置

波道Ⅲ（63×2 Mb/s）負(fù)責(zé)傳送數(shù)據(jù)、話音以及其他綜合開發(fā)業(yè)務(wù)信號(hào)。基于2 Mb/s 信道，可以在深圳市、廣州市以及19 個(gè)地級(jí)市之間構(gòu)建數(shù)據(jù)交換網(wǎng)和內(nèi)部話音網(wǎng)。

1.3.4 波道Ⅳ（保護(hù)波道）

波道Ⅳ的作用是保護(hù)波道Ⅰ、波道Ⅱ和波道Ⅲ的信號(hào)傳輸，構(gòu)成“3 ＋1”的自主保護(hù)系統(tǒng)。

對(duì)于傳輸容量的布置，不僅可以與數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)和廣播電視傳輸?shù)母采w要求相匹配，而且可以進(jìn)一步促進(jìn)廣播電視業(yè)務(wù)發(fā)展。為滿足當(dāng)前廣播電視業(yè)務(wù)的需要，可以基于波道Ⅰ傳輸信號(hào)，同時(shí)通道余量有剩余。波道Ⅱ和波道Ⅲ的容量可以形成大容量傳輸通道傳輸通用數(shù)據(jù)，包括傳輸分組交換數(shù)據(jù)和專線數(shù)據(jù)等，從而擴(kuò)大微波電路的適用范圍。

1.4 電路設(shè)備配置規(guī)劃

1.4.1 廣播電視業(yè)務(wù)設(shè)備

改造采用的是動(dòng)態(tài)圖象專家組-4（Moving Pictures Experts Group-4，MPEG-4）編解碼技術(shù)，具有標(biāo)準(zhǔn)的接口協(xié)議[4,5]。目前，每個(gè)廠家都具備成熟的MPEG-4 設(shè)備技術(shù)，兼容性強(qiáng)、穩(wěn)定性高，可以安全穩(wěn)定地傳輸廣播電視節(jié)目信號(hào)。正向傳輸時(shí)，由于節(jié)目可以不通過編輯處理，可以采用4 ∶2 ∶0 的編碼方式節(jié)約帶寬；回向傳輸時(shí)，由于大部分節(jié)目需要進(jìn)行編輯處理，可以采用4 ∶2 ∶2 的編碼方式，防止因編輯處理而導(dǎo)致節(jié)目質(zhì)量下降。為滿足當(dāng)前和未來的需求，需要采用同時(shí)具備兼容數(shù)字和模擬視音頻節(jié)目的解碼器與編碼器的視音頻接口。相關(guān)的設(shè)備通信方案如圖2 所示。

圖2 通信方案

1.4.2 會(huì)議電視系統(tǒng)設(shè)備

因?yàn)槲磥韽V播業(yè)務(wù)可能要求提供不同級(jí)別的實(shí)時(shí)性質(zhì)量的視頻會(huì)議，所以設(shè)備需要具備能夠進(jìn)行分組交換會(huì)議和專線會(huì)議的接口。基于會(huì)議電視系統(tǒng)，可以配置相關(guān)的媒體系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)議的點(diǎn)播與重播功能。此外，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠滿足一些其他業(yè)務(wù)，如遠(yuǎn)程教育等。

1.4.3 通用數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備

改造后的SDH 微波電路本身具備2 Mb/s 的傳輸通道，可以進(jìn)一步搭建互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第4 版（Internet Protocol version 4，IPv4）。在廣州市配置中心路由器，在其他地級(jí)市配置大容量路由器，組成一個(gè)穩(wěn)定的骨干網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，IP）數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。該網(wǎng)具備通用的IP 數(shù)據(jù)接口。此外，IP 網(wǎng)相關(guān)設(shè)備可以平滑升級(jí)到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6 版（Internet Protocol Version 6，IPv6）。

2 電路綜合利用

2.1 鞏固廣播電視業(yè)務(wù)并提高廣播電視覆蓋率

改造后的數(shù)字微波電路連接了5 個(gè)省骨干轉(zhuǎn)播臺(tái)、13 個(gè)地市電視調(diào)頻發(fā)射臺(tái)、19 個(gè)地級(jí)市以及2個(gè)副省級(jí)城市，構(gòu)成一個(gè)完備的無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)。其中：（1）由梧桐山、烏石排、五桂山、佛山、廣州以及圭峰山6 個(gè)微波站組成的珠三角環(huán)路，加上東莞、深圳、珠海、船底山、中山、江門、開平、恩平、惠州、高榜山、古頂、高要、肇慶、八片山以及清遠(yuǎn)15個(gè)微波站，組成一個(gè)無線覆蓋網(wǎng)，完整覆蓋大珠三角地區(qū)；（2）微波電路連接21 個(gè)地級(jí)以上城市，可以覆蓋全部區(qū)域中心城市和廣東省大部分人口；（3）廣州東線、廣州西線、廣州北線3 條微波電路結(jié)合3 座不同的位于高海拔的微波發(fā)射臺(tái)（大田頂微波站、鴻圖嶂微波站、天井山微波站），可以將廣播電視信號(hào)覆蓋到廣東省的山區(qū)和農(nóng)村。數(shù)字微波電路路由圖如圖3 所示。

圖3 數(shù)字微波電路路由圖

2.2 微波電路的綜合應(yīng)用能力

基于微波電路，可以正向、回向傳輸廣播電視節(jié)目。廣播電視節(jié)目可以在廣東省內(nèi)所有地級(jí)市實(shí)時(shí)交換。基于會(huì)議電視系統(tǒng)，可以在21 個(gè)城市隨時(shí)召開遠(yuǎn)程會(huì)議。改造后的系統(tǒng)還可以提供各種視頻業(yè)務(wù)。微波電路還提供了互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)中心（Internet Data Center，IDC）服務(wù)，結(jié)合有利的地理位置，提供機(jī)房出租等服務(wù)。電路具備有2 Mb/s 的標(biāo)準(zhǔn)接口，可以傳輸專線數(shù)據(jù)，為第三方專用數(shù)據(jù)網(wǎng)的搭建提供平臺(tái)條件。正在規(guī)劃建立的IDC 機(jī)房如圖4 所示。

圖4 正在規(guī)劃建立的IDC 機(jī)房

3 結(jié) 論

微波傳輸因組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗費(fèi)成本低以及抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，成為了廣播電視信號(hào)傳輸領(lǐng)域重要技術(shù)之一。目前，廣東省的模擬微波電路傳輸已經(jīng)無法滿足廣播電視業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，因此廣播電視微波傳輸電路的數(shù)字化改造迫在眉睫。針對(duì)該問題，提出針對(duì)廣東省的廣播電視微波傳輸電路的數(shù)字化改造方案，旨在進(jìn)一步提高廣東省的廣播電視信號(hào)傳輸質(zhì)量。