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IP微波在數(shù)字地面電視傳輸中的運用

2022-11-26 06:18劉耀昱
電視技術 2022年9期
關鍵詞:微波傳輸信號

劉耀昱

(烏海市文化廣電事業(yè)發(fā)展中心,內(nèi)蒙古 烏海 016000)

0 引 言

IP化改造,是近年來我國數(shù)字地面電視技術升級的重點目標[1]。國家廣播電視總局印發(fā)的《廣播電視和網(wǎng)絡視聽“十四五”發(fā)展規(guī)劃》提到,加快全國有線電視網(wǎng)絡互聯(lián)互通平臺和廣電網(wǎng)絡資源大數(shù)據(jù)平臺建設,提升全國一網(wǎng)的綜合業(yè)務承載能力和寬帶網(wǎng)絡能力,加快完成骨干網(wǎng)絡云華、光纖化、IP化改造。這說明,IP化改造將是“十四五”時期我國數(shù)字地面電視發(fā)展的重要任務之一。就電視信號傳輸而言,IP微波是實現(xiàn)信號IP化傳輸?shù)年P鍵技術。故而,近年來關于IP微波在數(shù)字地面電視傳輸中的運用成為行業(yè)領域研究的熱點內(nèi)容。

1 IP微波技術與數(shù)字地面電視概述

1.1 IP微波技術的概念

IP微波技術,又稱為互聯(lián)網(wǎng)絡協(xié)議微波技術(Internet Protocol Microwave Technology,IPMT),是在SDH信號傳輸技術的基礎上發(fā)展出來的傳輸技術[2]。從原理上看,IP微波技術是在IP協(xié)議的基礎上,實現(xiàn)對不同種類幀型的IP協(xié)議進行的格式轉(zhuǎn)化,最終實現(xiàn)信息的定向傳遞?;贗P微波技術基礎開發(fā)的傳輸系統(tǒng),通常由室內(nèi)模塊、室外模塊、接收天線及中頻纜線4部分組成。其中,室內(nèi)模塊主要放置在室內(nèi),室外模塊既可以安放在室內(nèi),也可以放置于室外;中頻纜線主要負責連接兩個板塊的信號,剛開始傳輸?shù)男盘栆残枰?jīng)過中頻纜線傳送至接收天線[3]。

IP數(shù)字微波技術具有大帶寬、高兼容性及強可靠性的特點。其中,大帶寬是指IP數(shù)字微波技術具有自適應調(diào)制功能,能夠在QPSK、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM等多種模式中進行自適應的調(diào)制;高兼容性是指IP微波技術擁有較高的集成度,能夠為通過E1、FE/GE等不同接口間的信號傳輸提供支持;強可靠性是指IP微波技術采用多種鏈路保護機制,可以對主控單元、交叉單元、電源等進行充分的保護,同時也可以對網(wǎng)絡實施保護,進而保證與光纖信號網(wǎng)絡的有效連接[4]。

1.2 數(shù)字地面電視的概念

作為一種電視技術,數(shù)字地面電視是通過接收由電視信號發(fā)射塔發(fā)射的地面信號來實現(xiàn)節(jié)目信號轉(zhuǎn)換和播放的技術方法。在實際的應用中,數(shù)字地面電視對硬件的配置標準要求比較高,用戶只有配置具有地面信號接收端口的電視設備,才能夠接收電視節(jié)目信號并觀看電視節(jié)目內(nèi)容。這種方式有別于傳統(tǒng)模擬電視通過專門配置的機頂盒來實現(xiàn)信號接收和轉(zhuǎn)化的模式。相較于傳統(tǒng)模擬電視而言,數(shù)字地面電視具有三方面的特點。

(1)低通量。數(shù)字地面電視信號的傳輸是以數(shù)字化的數(shù)據(jù)信息作為媒介實現(xiàn)的,這使得單位時間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量得到了提升。相關試驗表明,目前數(shù)字地面電視的傳輸速率可以達到24 Mb·s-1[5]。

(2)覆蓋范圍廣。數(shù)字地面電視具有高水平的頻率劃分能力,這使得其可以根據(jù)不同的情況進行靈活的頻率劃分,從而保證信號的覆蓋范圍。目前的數(shù)字電視技術具備組建在16 km至36 km覆蓋區(qū)域的單一頻道網(wǎng)絡劃分和覆蓋能力[6]。

(3)運行模式多樣化。數(shù)字地面電視具有包括HDTV、SDTV等多種類型的運行模式,其信號的傳輸速率可以達到5.39~32.50 Mb·s-1,這使得其可以在多種運行模式中進行任意的配置[7]。并且,數(shù)字地面電視的信號保護隔斷可以在55.6 ms或者125.0 ms,這也使得信號的傳輸安全性得到了保證。

2 IP微波在數(shù)字地面電視傳輸中的具體運用

目前,IP微波在數(shù)字地面電視傳輸中的運用多體現(xiàn)在對傳統(tǒng)數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)進行的IP化改造。換而言之,IP微波是在較為成熟、完備的數(shù)字地面電視傳輸中的應用,是對原有的傳輸技術和裝置進行的替換與優(yōu)化。下面主要結(jié)合數(shù)字地面電視傳輸?shù)腎P化改造流程和操作進行介紹。

2.1 配置相關硬件設備

硬件是IP微波技術應用的載體[8]。在對原有的數(shù)字地面電視傳輸設備和技術進行IP化改造過程中,要通過配置性能更強的硬件設備來為IP微波技術的應用創(chuàng)造良好的硬件機制。在數(shù)字地面電視傳輸系統(tǒng)中,硬件設備主要承擔的是數(shù)字微波信號的發(fā)射、調(diào)試、天線調(diào)整等,是IP微波技術應用的基本保證。對數(shù)字地面電視傳輸系統(tǒng)中硬件設備的配置,要遵循靈活處理的原則。對于系統(tǒng)中已有的設備,要根據(jù)其是否能夠滿足IP微波運用需要而進行相應的改造處理,即如果設備能夠滿足IP微波傳輸?shù)男枰?,就繼續(xù)保留該硬件設備;如果設備難以滿足IP微波傳輸?shù)男枰瑒t可以在設備上適當增加接口盤,使其能夠滿足IP微波傳輸?shù)男枰M瑯?,對于部分系統(tǒng)中使用的編制碼器在保證數(shù)字微波信號壓縮和傳輸方面的能力欠佳的情況,可以在原有的編碼器中增加H.264編碼功能,為數(shù)字微波信號在互聯(lián)網(wǎng)中傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換提供支持。當然,對于那些改造價值不太大的硬件設備,則要進行果斷的替換,以保證改造后的數(shù)字地面電視硬件設備組合能夠滿足IP微波傳輸?shù)男枰?/p>

2.2 優(yōu)化系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)

拓撲結(jié)構(gòu)是IP微波在數(shù)字地面電視傳輸系統(tǒng)中順利運用的框架基礎。只有保證拓撲結(jié)構(gòu)的合理,才能夠確保IP微波的良好運用[9]。總體來說,數(shù)字地面電視傳輸系統(tǒng)中的拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要包括微波設備—MSTP設備和MSTP設備—STM-A信號兩部分。其中,微波設備—MSTP設備是微波傳輸信號通過發(fā)射、傳輸和處理以后,輸出至MSTP設備的過程,其優(yōu)化主要是在系統(tǒng)中增設IP電視解碼器,使信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,并最終被轉(zhuǎn)化為視頻或者音頻信號,達到信號傳輸?shù)男枰?。MSTP設備—STM-A信號則是將接收到的數(shù)字信號再次轉(zhuǎn)化為IP信號,最后輸出給微波設備,由微波設備直接將IP信號發(fā)射出去。在這個過程中,系統(tǒng)中MSTP設備的網(wǎng)絡設備會被激活,對即將發(fā)射的IP信號進行格式方面的檢查,確保所有的音頻、視頻信號正常。

2.3 增強網(wǎng)絡管理系統(tǒng)功能

網(wǎng)絡管理系統(tǒng)是在互聯(lián)網(wǎng)技術的支持下開發(fā)的用于管理微波信號傳輸?shù)淖詣踊?、智能化工具,其主要承擔對IP微波傳輸過程的實時、動態(tài)監(jiān)控,并在發(fā)現(xiàn)傳輸過程中存在的問題后進行相應的傳輸管理優(yōu)化,確保數(shù)字地面電視傳輸工作的高效、安全開展。增強網(wǎng)絡管理系統(tǒng)功能,除了按照微波傳輸?shù)男枰M行功能模塊和算法路徑的優(yōu)化以外,還要對系統(tǒng)中的數(shù)字微波設備、傳輸通道、信號強度等設備和資源運行狀況進行監(jiān)測和管理,確保當系統(tǒng)運行異常時能夠及時地報警,并提示異常情況,提高對信號傳輸問題檢查和解決的效率與效果。

3 IP微波運用時需要注意的問題

由于IP微波是在對數(shù)字地面電視系統(tǒng)進行IP化改造過程中運用的技術方法,其在傳輸方面的運用效果受技術應用方式的影響。因此,在掌握上述具體運用策略的同時,還要對技術應用過程中可能出現(xiàn)的問題進行足夠的關注和必要的防范。具體來說,在IP化改造中,應當重點關注以下兩方面的問題。

3.1 保證微波帶寬資源利用效率

帶寬資源利用效率,直接影響數(shù)字信號傳輸?shù)男剩M而影響整體信號傳輸?shù)男Ч?。因此,在IP微波應用中,相關主體要重視有限帶寬資源的利用,確保IP微波的運用有足夠的帶寬資源作為支持。在這方面,可以在系統(tǒng)中開辟專門的數(shù)字微波傳輸通道,這樣就可以保證IP微波應用過程中不會出現(xiàn)信號傳輸過多占用帶寬資源的情況[10]。同時,也可以借助IP微波技術搭建一對多的信號傳輸關系網(wǎng)絡,彌補原有的一對一的信號傳輸方式弊端,使信號傳輸變得更加靈活、多樣,保證傳輸通道資源利用的效率。

3.2 靈活選擇設備類型

目前,IP微波在數(shù)字地面電視傳輸中的運用方式主要有“室內(nèi)+室外”和單純的室外兩種,不同方式對應的設備類型存在明顯的差異。其中,“室內(nèi)+室外”方式的接口類型有GE光口、FE光口、STM-1光口、E1接口以及FE電口等,并且這些接口的數(shù)量比較多,室內(nèi)與室外間采用中頻電纜連接并傳送信號和饋電。單純的室外方式的接口類型一般只有GE光口、STM-1光口,且數(shù)量上相對比較少,如果需要傳送諸如E1等業(yè)務,則要借助室內(nèi)的外接設施來實現(xiàn)。兩種方式的性能差異決定了相關主體在IP微波技術運用過程中,要根據(jù)需求靈活選擇相應的方式,并根據(jù)方式選擇相應的設備類型,以確保技術運用的有效性。

4 結(jié) 語

IP微波作為IP化改造重點選擇和使用的技術類型,其在數(shù)字地面電視傳輸方面有明顯的運用價值。目前,相關主體在IP化改造實踐中,已經(jīng)開始嘗試通過配置相關硬件設備、優(yōu)化系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)、增強網(wǎng)絡管理系統(tǒng)功能等方法來推動IP微波的運用??紤]到IP化改造面臨的復雜性,在實際的IP微波運用中,相關主體要注意保證微波帶寬資源利用效率和靈活選擇設備類型,以確保技術在數(shù)字地面?zhèn)鬏斨羞\用的效果。

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