（廣西廣播電視無線傳播樞紐臺）

1 引言

DTMB-地面數(shù)字電視前端系統(tǒng)是架構(gòu)無線數(shù)字電視平臺的重要組成部分，大體由衛(wèi)星接收機(jī)、編轉(zhuǎn)碼器、復(fù)用器、監(jiān)測四個(gè)部分組成。為推進(jìn)數(shù)字電視平建設(shè)，根據(jù)國家廣電總局和廣西新聞出版廣電局的要求，廣西DTMB地面數(shù)字信源前端平臺系統(tǒng)負(fù)責(zé)傳輸12套中央電視節(jié)目和7套廣西地方電視臺節(jié)目，采用AVS+視頻壓縮編碼方式。廣西信源前端平臺系統(tǒng)肩負(fù)著傳送數(shù)字廣播電視節(jié)目信源信號到廣西全區(qū)各地?zé)o線廣播電視發(fā)射臺，在安全播出方面有極高的要求，為達(dá)到系統(tǒng)的不間斷輸出，系統(tǒng)采用主用信源平臺+異地備用信源平臺的方式實(shí)現(xiàn)。

2 系統(tǒng)框架

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

中心前端信源平臺作為主用信源，為確保全區(qū)信號源傳輸?shù)目煽啃?，配?+1模式，有主備兩路同時(shí)輸出，而異地備份平臺作為備份系統(tǒng)，配備一套系統(tǒng)備用輸出模式，和主用系統(tǒng)形成互為備份。中心前端信源平臺的主路信源輸出直接到達(dá)網(wǎng)絡(luò)傳輸始端，而備路信源輸出先到達(dá)異地備份信源平臺，和異地備份系統(tǒng)的信源輸出一起送到IP切換器，經(jīng)IP切換器后選擇輸出一路正常信源到網(wǎng)絡(luò)傳輸始端。這兩路信號在網(wǎng)絡(luò)傳輸終端匯聚后，經(jīng)過雙發(fā)選收的工作方式選擇一路IP節(jié)目源包輸送到廣西全區(qū)無線發(fā)射臺站，本系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)用的是SDH干線網(wǎng)，如圖1所示。

3 主用信源平臺前端主備雙系統(tǒng)

3.1 中央節(jié)目衛(wèi)星信源接收系統(tǒng)

該系統(tǒng)節(jié)目來源主要采用集中式衛(wèi)星接收機(jī)接收，千兆IP輸出模式。衛(wèi)星接收天線用于接收中星6B和中星6A。

目前中星6A上分兩個(gè)頻點(diǎn)傳送12套中央AVS+電視節(jié)目，第一個(gè)頻點(diǎn)傳輸中央8套節(jié)目，第二個(gè)頻點(diǎn)傳輸中央4套節(jié)目。搭建主備兩座衛(wèi)星天線接收中星6A信號，用AVS+衛(wèi)星接收機(jī)解密出12套中央節(jié)目，通過IP輸出口傳送到主備信源三層交換機(jī)。中星6B上分四個(gè)頻點(diǎn)傳送12套中央電視節(jié)目，其編碼格式為MEPG2和MEPG4，需經(jīng)過標(biāo)清編轉(zhuǎn)碼器轉(zhuǎn)碼成AVS+信源，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)復(fù)用器后，通過IP輸出口傳送到主備信源三層交換機(jī)。

通過接收中星6A和中星6B上的12套電視節(jié)目，完成了中央電視節(jié)目的主備不同信源上的實(shí)現(xiàn)，有效地避免了日凌期間衛(wèi)星信號中斷中央電視節(jié)目無信源輸入的問題。

3.2 AVS+編轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)

目前前端信源編碼標(biāo)準(zhǔn)有MPEG-2、H.264、AVS和國內(nèi)推薦標(biāo)準(zhǔn)AVS+，AVS+擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，AVS+編碼器的產(chǎn)業(yè)鏈也在逐步成熟。按照國家關(guān)于DTMB-地面數(shù)字電視編碼格式的規(guī)定，本系統(tǒng)采用AVS+的方式進(jìn)行信源編碼，在頻點(diǎn)資源有限、節(jié)目傳輸碼率和單個(gè)頻點(diǎn)總碼率已經(jīng)確定的前提下，采用AVS+編轉(zhuǎn)碼器對節(jié)目進(jìn)行壓縮以達(dá)到適合的接收效果。AVS+標(biāo)清實(shí)時(shí)編轉(zhuǎn)碼器，是基于新一代音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)AVS+的標(biāo)清實(shí)時(shí)編碼、轉(zhuǎn)碼設(shè)備，在低碼率下提供高質(zhì)量的標(biāo)清視頻圖像。

數(shù)字電視信源前端采用的是AVS+編碼方式的IP信號輸出，需要將SDI、MEPG2、MEPG4格式的信源編轉(zhuǎn)碼為AVS+信源輸出。廣西電視臺的7套標(biāo)清SDI信號，經(jīng)過兩芯點(diǎn)對點(diǎn)的光纖傳送到信源中心平臺，通過SDI光收機(jī)解調(diào)出7路SDI信號，經(jīng)標(biāo)清編轉(zhuǎn)碼后輸出到主備IP統(tǒng)計(jì)復(fù)用器，復(fù)用后的傳送到主備信源三層交換機(jī)。

廣西地方臺的節(jié)目接收部分，除了SDI信號點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式外，還通過SDH光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸了已經(jīng)編碼好的IP數(shù)字信號，其編碼格式為AVS+，不需要再本系統(tǒng)再次編碼。

3.3 節(jié)目復(fù)用和輸出

中央節(jié)目和廣西省臺節(jié)目同時(shí)送到主備IP復(fù)用器，將12套中央節(jié)目和7套廣西當(dāng)?shù)毓?jié)目一起復(fù)用后經(jīng)過主備機(jī)交換機(jī)輸出，再由主備交換機(jī)分別輸出到主備SDH輸出口，信號走向如圖2所示。

4 異地備份信源平臺前端系統(tǒng)

異地備份信源前端系統(tǒng)的作用，主要作用是當(dāng)中心平臺的信源系統(tǒng)完全崩潰無法輸出信源時(shí)，自動切換到異地備份信源輸出，保證數(shù)字電視信源的不間斷傳輸。

異地備份信源系統(tǒng)的中央電視節(jié)目來自中星6A和中星6B上的中央電視節(jié)目，這個(gè)和中心平臺的情況一樣，中星6B的信號需要編轉(zhuǎn)碼成AVS+格式的節(jié)目。異地備份信源系統(tǒng)的廣西地方臺節(jié)目，接收來自SDH的IP信號，該信號已經(jīng)由廣西電視臺編碼成AVS+。

中心平臺的備路輸出信源和異地備份信源輸出一起接到IP切換器，經(jīng)IP切換器選擇一路正常的信號輸出。該系統(tǒng)IP復(fù)用器具備輸入延時(shí)補(bǔ)償功能，能夠同時(shí)分析延時(shí)輸入的視頻流。如果某一個(gè)輸入的視頻流被檢測到有故障，該設(shè)備能夠補(bǔ)償時(shí)間差，并無縫切換到另一個(gè)沒有故障的視頻流，不會干擾到終端用戶。如圖3所示。

圖2 主用信源平臺前端信源系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖3 異地備份信源前端系統(tǒng)拓?fù)鋱D

5 中心平臺+異地備份平臺傳輸模式和切換機(jī)制

子網(wǎng)連接保護(hù)（SNCP）是指對某一子網(wǎng)連接預(yù)先安排專用的保護(hù)路由，一旦子網(wǎng)發(fā)生故障，專用保護(hù)路由便取代子網(wǎng)承擔(dān)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的傳送任務(wù)。SNCP的子網(wǎng)是廣義上的子網(wǎng)，即一條鏈或一個(gè)環(huán)都是一個(gè)子網(wǎng)。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜的情況下，SNCP是唯一的可適用于各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)且倒換速度快的業(yè)務(wù)保護(hù)方式。SNCP保護(hù)具有成本低、無需APS協(xié)議支持、組網(wǎng)靈活、系統(tǒng)簡單等突出的特點(diǎn)。這些突出的優(yōu)點(diǎn)使得SNCP在當(dāng)今的通信領(lǐng)域擁有廣泛而靈活的應(yīng)用。

SNCP在網(wǎng)絡(luò)中的配置保護(hù)連接方面具有很大的靈活性，能夠應(yīng)用于干線網(wǎng)、中繼網(wǎng)、接入網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，以及樹形、環(huán)形、網(wǎng)狀的各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，其保護(hù)結(jié)構(gòu)為“1+1”方式，即每一個(gè)工作連接都有一個(gè)相應(yīng)備用連接。

SNCP每個(gè)傳輸方向的保護(hù)通道都與工作通道走不同的路由，如圖4所示，中心信源平臺和傳輸終端之間通過SNCP傳送業(yè)務(wù)，即節(jié)點(diǎn)中心信源平臺通過橋接的方式分別通過子網(wǎng)1（工作SNC）和子網(wǎng)2（保護(hù)SNC）將業(yè)務(wù)傳向節(jié)點(diǎn)傳輸終端，而節(jié)點(diǎn)傳輸終端則通過一個(gè)倒換開關(guān)按照倒換準(zhǔn)則從兩個(gè)方向選取一路業(yè)務(wù)信息。SNCP采用的是雙發(fā)選收的工作方式。

平時(shí)正常工作時(shí)，由中心信源平臺的主路輸出信號到下面無線發(fā)射臺站，當(dāng)主路輸出故障或者子網(wǎng)1光纖網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，由異地備份信源平臺輸出信號。由于SNCP的倒換速度快，可以有效的保證主備信號實(shí)現(xiàn)快速切換。

6 結(jié)束語

隨著數(shù)字電視技術(shù)的飛速發(fā)展，各省市都在組建地面數(shù)字電視前端信源系統(tǒng)，本文介紹了DTMB地面數(shù)字電視前端信源系統(tǒng)的組成原理和多系統(tǒng)自動切換的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，闡述了各主要部分的功能，系統(tǒng)充分考慮了整個(gè)前端系統(tǒng)和設(shè)備的穩(wěn)定性和系統(tǒng)安全性，采用中心平臺+異地備份的模式，為地面數(shù)字電視前端信源的不間斷傳送提供了有力的保障，以期促進(jìn)我國無線數(shù)字電視前端系統(tǒng)的科學(xué)發(fā)展。

圖4 前端信源多系統(tǒng)自動切換拓?fù)鋱D