多路TS流在SDH中的高效复用传输方法

□熊壮

多路TS流在SDH中的高效复用传输方法

□熊壮

地面数字电视为了提高节目的传输套数，基本采用多频点节目发射方式。在实际使用中，如何将前端的多路TS流复用高效传输至各个发射基站解复用并送入每个频点发射机是我们面临的现实问题。

SDH传输DTMB数字电视信号的方式是：将多路TS流复用到SDH数字信道中，使用一个STM-1（155Mbit/s）传输通道，通过SDH网络传送至基站，使传统广电技术与SDH网络相结合，充分发挥综合优势，全面提高地面数字电视网络的综合竞争力。

一、技术原理

（一）SDH技术原理

SDH是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构，以及相关的同步方案组成的一个技术体制。它采用块状的帧结构来承载信息，每帧由纵向和横向字节组成，帧结构分成段开销区、净负荷区和管理单元指针区，段开销区主要用于网络运行、管理、维护及指配，以保证信息能够准确地传送；净负荷区用于存放信息业务和用于通道维护管理的通道开销字节和比特；管理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在帧内的位置，在接收时能正确分离净负载。SDH每帧传输速率为125μs，每秒传输1/125×1000000帧。

我国的SDH复用映射结构规范可有3个PDH支路信号输入口。1个139.264Mbit／s可被复用成1个STM-1（155.520Mbit／s）；63 个 2.048Mbit／s可 被 复 用 成 1 个STM-1；3个34.368Mbit／s也能复用成 1个 STM-1。（如图1）

图1 SDH复用映射结构

（二）Nimbra 360技术原理

Nimbra 360设备具备灵活的多业务处理平台，具有较高的带宽利用率，方便网络的扩容和升级。Nimbra 360解决方案主要针对传统的数字地面电视（digital terrestrial television，DTT）和近年来新兴的移动数字电视。传输的DTT网络是一种单频率网络（Single Frequency Network，SFN），收发基站必须设置在同一个频率上，而Nimbra 360在DTT网络中加入了频率调节模块，这样就允许收端和发端在不同的频率上进行工作，大大提高了整个网络的性能。此外，Nimbra 360底层使用传统的SDH/SONET传输技术，并增加了多个以太网传输端口和数字TV传输端口。（如图2）

图2 Nimbra 360界面图

（三）Nimbra 360与传统SDH设备的技术对比

图3 Nimbra360帧结构

与传统的解决方案不同，Nimbra 360支持多端口合并功能，即多个以太网端口或者TV传输端口可以绑定在一条传输信道上进行传输，这样可以大大降低整个传输网络的带宽损耗。（如图3）

传统SDH网络分等级复用，SDH传输信号时经过映射、定位和复用三个步骤。SDH采用的信息结构等级称为 同 步 传 送 模 块 STM-N(Synchronous Transport，N=1，4，16，64)，最基本的模块为 STM-1，4 个 STM-1 同步复用构成STM-4，16个 STM-1或4个STM-4同步复用构成STM-16。与传统SDH网络不同，NI实现通道化不分等级，任意容量任意组合复用，Nimbra360可达2.5Gbps，Nimbra688可达80Gbps。

利用512kbps的带宽步进，用户可以更好地利用固有的SDH网络，充分利用传输通道，并可以以不同容量和组合组成单向或者双向传输，用户可以灵活地分配带宽，并提供视频、音频、码流和IP数据等传输业务。

以当前国标14.4Mbit/s码率为例，在NI上需占用30个SLOT，包含所有开销后所需划分带宽为30×0.512Mbit/s=15.36Mbit/s。而传统SDH则至少需要划分8个2M通道，包含开销后所需划分带宽为8×2.048Mbit/s=16.384bit/sM。可以看出，NI在通道利用率上提高了很多。而且由于划分的每个小通道更小，在业务的分配上也更灵活。（如图4）

图4 NI网络与传统SDH网络的区别

二、网络现状

以益阳市地面数字移动电视平台为例，移动SDH网具有DVB-T和DTMB双重网络标准，平台由监控系统、信源系统、编码复用系统、条件接收系统(CA)和业务运营支撑系统(boss)、传输系统等基本子系统组成。扩展子系统包括EPG电子节目指南、广告流播发系统。该平台前端可以实现数字电视节目的接收、管理、加密、播出以及用户的授权、管理、计费等工作，充分实现了统一数字前端、统一CA系统、统一用户系统和网络管理系统。

中心机房至各个台站租用移动双向155 Mbit/s SDH网络，对各个节点添加了微波传输通道，实现双路由备份，即使其中一个传输通道中断，也不会影响到节目的正常播放，有力保证了网络播出的安全性能。

双向155Mb/s传输通道包括业务通道和监控回传通道，业务通道主要负责将业务传送至各个高山台站；回传通道主要负责将各个高山台站的设备运行状况、信号播出状况、机房环境监控等数据实时传送至中心机房进行监管。通过中心机房监控平台可以实现对全市信号播出进行统一监管，对所有在网设备进行远程控制，具有高度的智能性和集成性。

三、基于SDH网的传输平台

前端机房电视节目通过MPEG-2编码复用后生成5个频点ASI流，通过Nimbra设备适配复用后送入湖南移动SDH网，并经SDH网传送至各市、县高山台站，然后经对端Nimbra设备适配解复用后生成5路ASI流送入5个频点发射机，如图5所示。发射系统将ASI流进行调制、变频、合成送入天馈系统发射出去，用户终端可以通过接收天线进行接收。

图5 中心机房至基站的传输结构

NI的优势不仅在于能够高效传输多路TS流，同时它的组网方式非常灵活，支持环形网、树形网等多种常见网络结构，具有自动寻找路由的高智能性。以环形网为例，如图6所示，它是为最简单的环形网状结构，中心机房负责5路ASI流的播发，A站和B站负责ASI流的接收。中心机房既可以直接将5路ASI送入B站，也可以将数据送入A站，通过A站转发至B站。一旦中心机房至B站的传输通道中断，中心机房NI会自动将传输通道切换到A站，通过A站转发至B站，同时不会增加中心机房至A站的传输码率，可以在不增加传输成本的情况下，提高传输网络的安全性和稳定性。

四、结语

地面电视系统中信源分发环节的稳定及高效利用尤为重要。在实际的系统建设中，往往采用双路由甚至多路由，通过微波、光纤或者卫星等不同路由进行传输，从而保障传输链路的安全、稳定。传输链路的带宽资源非常宝贵，所以传输链路的高效利用对于地面数字电视的发展具有积极的作用。

（作者单位：湖南省益阳市广播电视台全媒体技术中心）