广播电视信号传输中的关键技术分析

张 宜

（云南广播电视台，云南 昆明 650000）

1 光纤通信技术

1.1 光纤通信技术原理

光纤通信是一种以光波为载体传输信息，以光纤为传输介质来实现信息传输并达到通信目的的通信技术，可以传输的信息包括语音、图像、数据和多媒体业务等。数字光纤通信系统主要由光发射机（光调制设备）、光接收机（光解调设备）、光纤和各种无源光设备组成。在源端，光发射器通过模数转换来调制信息，直接调制通常使用振幅调制方法来控制光功率，发出的光波将信息发送到接收端，光接收器从光波中检测信息（解调）。如果是长距离传输，则必须在通信线路的中间插入一个中继器。实际的光纤通信系统通常是双向的，因此系统的组成包括正向和负向的基本系统，每个发送端和接收端形成一个整体，称为光收发器。在实际应用中，数字光纤通信系统还包括 PCM 终端设备、数字多路复用设备、光中继器、监视系统、警报系统和电源系统。

1.2 光纤通信技术在广播电视信号传输中的应用

当前，在广播电视领域，光纤被用作广播电视信号传输的载体，基于光缆的网络建设是广播电视产业技术发展的主要方向。光纤通信技术具有容量大、抗干扰强、损耗低的优点，在广播电视信号传输过程中不受中继噪声的影响，在接收过程中不受信号延迟的影响，是实现高质量实时视频和音频服务的理想传输介质。它是实时或远程传输的主要程序传输方法，已成为数字电视和广播公司数据的最可靠传输链路。

目前，我国的有线电视网络系统发展迅速，拥有4万多千米的光纤干线，国家广播电视光纤骨干网基本实现了省、市、自治区的光纤联网，同时，各级广播电视有线网络公司普遍采用光纤 /同轴电缆混合宽带用户网络（ HFC）网络结构。这种结构具有宽带接入、程序众多、图像质量好、频谱资源丰富的优点，除了发送广播和电视节目外，它还支持各种通信服务，为广播电视数字业务提供了极大的便利。

随着数字电视的日益普及，电视不仅提供单向的信息接收，而且朝着双向互动的方向发展。利用光纤传输广播电视不仅大大提高了信号质量，而且易于实现双向传输，能够适应日益增长的业务需求，从而带动了广电双向综合业务网的发展。目前，利用光纤通信的广电双向网络改造方案主要有 EPON+EOC、EPON+LAN 和FTTH。

2 SDH 数字技术

2.1 SDH 数字技术的概念

SDH 是同步数字体系的简称，是一种数字传输的系统协议， ITU-T（以前称为 CCITT）对其进行了重新定义，并根据贝尔通信学院提出的同步光网络（SONET）概念在 1988年将其命名为 SDH，该技术已成为适用于光纤、微波、卫星和其他传输方式的通用技术系统。

SDH 是由一套分层的标准传输结构组成的，它不仅是一套新的国际标准，而且是一种联网原则。其核心理念是从国家统一电信网和国际互联互通的高度建设数字传输网，不仅提供了一个国际化的框架，而且可以发展成为一个灵活、兼容、可控、可管理的标准化和智能化世界电信传输网，并且采用世界标准接口，实现多厂商设备环境的兼容性，在整个网络上实现高效协调的管理和运营，实现灵活的组网和业务调度，实现网络自愈功能，提高网络资源利用率。由于维护功能的增强，大大降低了设备的运维成本。

2.2 SDH 数字技术在广播电视信号传输中的应用

广播和电视设备中的图像编码器与 SDH 设备的34 Mb/s（或45 Mb/s）和139.264 Mb/s 接口互连，数据和语音设备与 SDH 的2 Mb/s 接口互连设备。对该节目信号进行数字处理，以形成 139.264 Mb/s 的编码率。压缩后，它以 34.368 Mb/s 的速度进入 C4 容器，最后形成STM-1，程序的音频和视频信号存储在STM-1的有效负载区域中，转换后的 SDH 程序信号通过光纤或数字微波线传输。服务站收到节目信号后，通过解码器和调制器将节目信号恢复到相应的频道，并通过本地有线电视网和发射台将节目信号传送到千家万户。为了实现节目信号的安全传输，通常采用双光纤双向复用段环的自愈网络结构。

目前，我国大部分省份采用 SDH 技术建设省级广电干线网。例如，浙江省的光缆骨干传输网络采用朗讯数字同步串行光传输设备，可以传输 256套高质量的广播电视节目，并实现数据传输和计算机联网等功能。湖北省骨干网采用 SDH 技术，拥有数千个网络主控，网络容量达到 STM-16，传输速率为 2.5 Gb/s。湖北国家骨干网主回路采用双纤双向复用段交换环保护。河北有线电视网的主要千网采用加拿大北方电信 SDH 光传输设备和微波传输设备，传输能力为 STM-16，传输速率为 2.5 Gb/s，采用双纤自愈环和 128QAM 微波技术。安徽省广播电视光纤的省级骨干网采用 2.5 Gb/s SDH 系统，采用双环单线系统。广东有线电视千线网是结合环网和光栅的光纤网络结构，采用双纤双向复用段保护方式，传输速率为2.5 Gb/s。广东还将在 SDH 传输网络的基础上，使用 ATM交换网络在全省引入实时视频节目交换、计算机广域网和视频会议系统等业务职能。

3 卫星传输技术

3.1 卫星电视广播系统的组成

卫星电视发射台和卫星电视接收台是卫星电视的主要组成部分。节目可以由卫星系统本身、专用节目制作单元、视频信号、录像带、光盘等制作。上行发射台将接收到的节目转换成电视信号进行传输，然后通过上行传输通道发送给电视卫星或通信卫星。电视广播卫星（或通信卫星）通过接收天线改变地面上行站发送的上行信号的频率和功率，然后通过转换器将信号发送给地面接收站。卫星地面接收站有两种，一种是设备较多的集体接收站，另一种是简单的接收天线，供个人接收卫星发射的电视信号。卫星 TT&C 站利用遥测遥控技术跟踪卫星姿态，及时调整卫星转发器的工作状态，通过分析卫星接收到的遥测信号，判断广播卫星系统的工作状态，然后进行必要的调整，使卫星处于更好的工作状态。

3.2 卫星传输技术在广播电视信号传输中的应用

（1）项目立项平台。节目平台是节目播出和整合的重要组成部分，与节目采集、编码和复用系统密切相关。节目采集的主要任务是对节目源信号进行处理，然后利用码复用技术对节目进行解码。比如视频动态编码，从500 kb/s 到10 Mb/s 不等，为大众提供优美的节目。同时，国家有关部门对卫星直播作出明确指示，大力发展机顶盒业务，让观众通过《广播电视指南》搜索收看节目，从而推动广播电视的发展，这是国家重视农村文化生活的重要体现。

（2）卫星广播工作。为了促进广播电视事业的发展和掌握知识产权技术的核心，卫星广播信号的编码需要采用国际 ABS-S 标准，使用上、中、下三种信号进行编码，确保信号快速准确地到达电视接收机。压缩电视节目生成频道代码，利用卫星数据传输，向接收方传输数据，有助于确保观众接收高质量的电视节目，推进我国的精神文明建设。

（3）实现标准的卫星接收方式能有效保证我国卫星广播电视的安全性和高质量的信号传输。此外，在卫星数据信号传输过程中，除标准模式外的“村级通信”机顶盒也可以保证我国的卫星广播电视的安全性。另外，直播卫星的接收需要考虑各种条件和环境因素，需要调整接收天线以保证直播质量。

4 网络IP 技术

4.1 网络IP 技术的传输原理

IP 网络系统将 IP 技术与传统 SDH 传输系统相结合，具有较高的传输容量、传输速度和稳定性，它可以直接在网络平台上传输广播电视信号，而无需创建单独的传输系统。压缩的存储服务器文件信息作为文件发送到 IP 网络系统，然后打包并发送到电视广播接收器。在信息解码中，每个音视频文件都有自己的 IP 地址。根据网络通信协议，建立了广播电视信号传输系统，一条 IP 链路将正常传播，另一条链路将自动故障转移。

4.2 网络IP 技术在广播电视信号传输中的应用

网络IP 技术在广播电视传输中的应用十分理想。节目传输时，将信号编码成高质量的 IP 信号流，提高广播电视播出效率和信号传输能力，具有网络数据交换和远程控制的优点。主要表现为广播电视节目传输效率非常高，提高了观众观看效率，有利于广播电视节目技术水平的不断提高。让广播电视行业注重新技术的应用，及时更新技术，更好地适应日新月异的技术时代，不断提高广播电视节目的传输效率。此外， IP 网络技术采用集成设备，维护维修方便，节约了成本。

5 结束语

在广播电视节目中，数据经过压缩后通过一系列形式传输，通过提高系统的效率和技术的改进，可以提高数据传输的能力。数字电视已成为我国广播电视的发展的主流，为了保证行业的健康与可持续发展，需要不断探索与丰富信号传输技术体系，更好地为广播电视行业提供更先进的技术支持。