蘭州廣播電視臺播控中心機(jī)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(shù)的發(fā)展，信息的傳播進(jìn)入三網(wǎng)融合階段。身處這個時代，每個行業(yè)都不能自閉于信息孤島，作為傳統(tǒng)媒介的廣播電視傳媒與各個通信運(yùn)營商之間的業(yè)務(wù)往來愈加頻繁。對于現(xiàn)場直播、重大事件報(bào)道，電視臺不僅需要通過自己的有線電視網(wǎng)絡(luò)將電視信號傳送到千家萬戶，還要通過運(yùn)營商的光纜將音視頻畫面?zhèn)鞑サ礁鞯貐^(qū)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(dāng)今主流的電視信號傳播技術(shù)主要有光纖傳輸、微波傳輸以及衛(wèi)星傳輸3種方式。光纖傳輸技術(shù)成本廉價、傳輸速度快，為多數(shù)傳輸企業(yè)所使用。光纖即光導(dǎo)纖維，其傳輸原理是全反射。單根光導(dǎo)纖維數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到1 Gb·s-1，不僅可用來傳輸模擬信號和數(shù)字信號，而且可以滿足視頻傳輸?shù)男枨?。光纖傳輸通過光纜將信號傳送到居民區(qū)或商業(yè)區(qū)，既避免外界電磁波干擾、信號也更加穩(wěn)定，能夠滿足不同用戶需求。光纖作為網(wǎng)絡(luò)媒介傳輸速率最快的一種，具有損耗少、傳輸質(zhì)量好、傳輸容量大等優(yōu)點(diǎn)，被人們廣泛應(yīng)用于生活中。光纖接入網(wǎng)從技術(shù)方面可以分為有源光網(wǎng)絡(luò)以及無源光網(wǎng)絡(luò)兩種，因方式不同，有源光網(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)，其中波長為 1310 nm的光波在傳輸過程中可以達(dá)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(jù)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(yuǎn)、信號安全的傳輸。

ODF架即光纖配線架，是通信配線設(shè)備的主要設(shè)備，主要用于光纜成端。光纜經(jīng)過走線架進(jìn)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(yīng)，方便光口使用。光路只有一條，所以O(shè)DF相當(dāng)于一排光路出口，再使用跳纖相連，連接設(shè)備與光纜，構(gòu)成局部的傳輸完整。

以往，廣播電視主要采用電纜傳輸，現(xiàn)在廣播電視已經(jīng)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(shù)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(jìn)行傳輸，受制于信號衰減的影響，同軸電纜已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的信號傳輸要求。

因此，廣播電視制作播出系統(tǒng)內(nèi)部的傳輸方式由原來的同軸電纜向光信號傳輸轉(zhuǎn)變，已經(jīng)出現(xiàn)光傳輸全面取代同軸電纜的趨勢。為順應(yīng)時代發(fā)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(dǎo)，著力發(fā)展全臺光網(wǎng)絡(luò)，逐步實(shí)現(xiàn)全光纖覆蓋。本文以蘭州廣播電視臺播控中心機(jī)房光纖改造為例，分析改造工藝及過程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，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(jié)目通過播控系統(tǒng)傳輸?shù)接芯€電視網(wǎng)和IPTV網(wǎng)內(nèi)，現(xiàn)全部采用光信號傳輸，未改造前的基本拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 改造前光路拓?fù)鋱D

2 原有施工工藝及存在的隱患

原有傳輸采用的是光纜進(jìn)入機(jī)房靜電地板下成端，成端盒直接連接NETWORK機(jī)箱光模組件。NETWORK機(jī)箱配備10張板卡，光收、光發(fā)通過板卡不同功能達(dá)到傳輸目的。光發(fā)卡一路SDI光發(fā)器，模塊化，碼率為19.4～540 Mb·s-1，輸入1路SDI，環(huán)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(wǎng)管的模塊設(shè)置及監(jiān)控系統(tǒng)，帶BITE（內(nèi)嵌測試設(shè)備），完全兼容DVB-ASI，遵循SMPTE-259M/297M標(biāo)準(zhǔn)。NETWORK板卡性能穩(wěn)定，經(jīng)過蘭州廣播電視臺近3年時間的實(shí)際使用，運(yùn)行穩(wěn)定，誤碼率低，更換板卡方便。但是所有板卡在一個NETWORK機(jī)箱內(nèi)，如果機(jī)箱電源宕機(jī)則可能導(dǎo)致所有節(jié)目無法傳輸。原有設(shè)計(jì)中，因造價問題沒有實(shí)現(xiàn)備份功能，而且成端盒與NETWORK機(jī)箱之間的可用光纖余量小，盤留短，不便于日后的設(shè)備檢修、故障排查、設(shè)備增減。如果光纖出現(xiàn)彎折會導(dǎo)致信號受損，一旦光纖斷路，如果沒有專業(yè)儀器，專業(yè)人員無法及時修復(fù)，勢必發(fā)生安全播出事故。

3 改造提升方案分析

3.1 改造計(jì)劃

此次改造，加購NETWORK機(jī)箱一只，光模板卡10張，結(jié)合現(xiàn)有多鐵克光機(jī)對所有傳輸信號做備份，利用深夜時間對播出系統(tǒng)光纖線路進(jìn)行一次性升級改造，由傳統(tǒng)直熔成端連接方式改造為更加安全、便于維護(hù)的ODF機(jī)架式連接方式，并借此機(jī)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(gòu)建全臺光矩陣、光路由做好準(zhǔn)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(fā)卡，既保證了傳輸距離達(dá)到40 km以上時不會出現(xiàn)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(zhǔn)備；內(nèi)部信號由于傳輸距離都小于40 km，收發(fā)采用1310 nm光收發(fā)卡，在保證信號穩(wěn)定的同時，保證零色散。編碼器采用哈雷（進(jìn)口）與數(shù)碼視訊（國產(chǎn)）相結(jié)合的方式，在降低造價的同時保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，另外搭配部分多鐵克單機(jī)作為應(yīng)急備份單元，同時作為臺內(nèi)多個演示單元的信號傳輸方式[2]。

3.2 系統(tǒng)構(gòu)架

系統(tǒng)構(gòu)架模式是基本結(jié)構(gòu)組織方案的一種，提供一組預(yù)定義子系統(tǒng)，常用來表示軟件系統(tǒng)，它的作用在于規(guī)定組織間各項(xiàng)人員職責(zé)并起一定指導(dǎo)作用。系統(tǒng)構(gòu)架模式改造后的光路拓?fù)淙鐖D2所示。一般來說，業(yè)務(wù)架構(gòu)是由功能需求決定，為此相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)相關(guān)業(yè)務(wù)要求來設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)架構(gòu)[3]。而光纖系統(tǒng)架構(gòu)在某一給定時間內(nèi)是通過不斷減少的構(gòu)架與其他結(jié)構(gòu)相互連接而成。

圖2 改造后光路拓?fù)鋱D

3.3 改造目標(biāo)

根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)狀和業(yè)務(wù)發(fā)展需求，設(shè)定改造計(jì)劃的目標(biāo)[4]如下：

（1）進(jìn)網(wǎng)信號均由播出機(jī)房末端編碼器編碼后轉(zhuǎn)換為光信號，經(jīng)甘肅省網(wǎng)絡(luò)公司傳輸機(jī)房進(jìn)入甘肅省網(wǎng)絡(luò)公司蘭州分公司機(jī)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(tǒng)；

（2）傳輸數(shù)字電視和模擬電視信號到白塔山微波發(fā)射臺；

（3）接收微波轉(zhuǎn)播車中繼接收機(jī)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(nèi)3、4、5三間演播室信號互通；

（6）移動4G臺內(nèi)節(jié)點(diǎn)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(shí)施操作方式

（1）白天對4號樓、5號樓、播控中心敷設(shè)12芯光纜各一組。

（2）利用播出系統(tǒng)調(diào)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(yīng)地接在ODF跳纖盤內(nèi)，改造過程中不能中斷信號，還要確保在線設(shè)備的安全，用一臺冷備的數(shù)碼視訊編碼器按照傳輸要求配置后作為備用。應(yīng)急編碼器的連接如圖3所示。

圖3 應(yīng)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(yīng)急編碼器，是為預(yù)防施工中主備編碼器出現(xiàn)宕機(jī)或無法上電引起播出事故。先將送入有線網(wǎng)內(nèi)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行信號傳輸，觀察信號是否正常。

（5）整理好所有光纖，做好標(biāo)識，記錄存檔，改造后的機(jī)柜如圖4所示。

圖4 改造后機(jī)柜圖

3.5 施工改造結(jié)果

此次改造共調(diào)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(jìn)網(wǎng)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(nèi)光信號路由體系，在任何一個演播室進(jìn)行的節(jié)目都可以進(jìn)入播控系統(tǒng)，通過矩陣的調(diào)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(zhǔn)備工作。

4 結(jié)語

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