试析SDH数字微波技术在广播电视信号传输中的应用

山西广播电视无线管理中心 栗 遐

SDH中文名称“同步数字技术”，是目前先进性较强的数字传输技术之一，主要依托于光纤通信技术、适用于大容量、高速率的通信环境。以广播电视信号传输过程为例，很多电视台在一些重大节日时，会采用现场直播的方式，为观众实时播报大型集会现场的情况。但受场地因素影响，很多观众只能选择在电视机前观看。为带给电视观众清晰、流畅的视觉、听觉效果，必须保证广播电视信号传输的稳定性，故探索SDH技术的应用甚为必要。

1 SDH数字微波技术特征

SDH同步数字系列是在PDH的基础上发展起来的一种数字传输技术体制。在SDH方式中，各个系统的时钟在同步网的控制下处于同步状态，易于进行复用和分离。SDH方式能够提供高速率的传输通道，兼容两种不同的PDH标准，采用统一的传输速率标准，易于网络的互连互通。在SDH帧结构中，具有丰富的监控和管理比特，提供网络管理功能。具体而言，SDH可被视为一种将协议、技术融合在设备之中，之后进行传输的设备。其实质为“将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络”。SDH的重点为：将光作为介质，采用“字节间插”和“同步复用”，可有效替代PDH设备在通信方面的功能。一般而言，SDH在传输方面具备的基本网络单元主要有终端复用器、再生器、分插复用器、同步数字交叉连接设备等。上述设备尽管具备不同的功能，但其标准光接口具备统一性，且能够在网络中的光缆段上实现设备互通（即横向兼容）。

SDH数字同步系列的主要特点集中在以下几个方面：

（1）采用复用映射结构，可同步复用，能够实现低阶信号和高阶信号的复用，且会大幅度降低设备处理过程的复杂程度。

（2）SDH网络能够与传统的PDH网络实现完美兼容，并可容纳多种新的数字业务信号（如最新的ATM机等设备便采用了SDH网络，实现无卡无存折取款的主要技术支持即为SDH网络下的信号高精传输）。

（3）如前文所述，网络节点结构完全统一，且对各网络单元的光接口均有较为详细且十分严格的规范要求，能够保证任何网络单元均可在光路上进入互通状态，保证横向兼容性。

（4）帧结构中具备开销比特，丰富程度极大，可使网络运行、管理、维护、搭配能力得到颠覆性的提升。不仅如此，基于软件下载模式，能够实现对各网络单元的分布式管理，且在现有框架下进行新的功能开发时，受到的制约条件数量也会大幅度减小，有助于促进网络管理系统和智能化设备的发展。

（5）在传统的PDH网络系列之中，具有两大体系（包含三个地区性标准），分贝为1.544Mbit/s以及2.048Mbit/s。SDH网络系列取而代之之后，上述两大体系可在STM-1等级上获得统一，能够完全实现数字传输体制层面的世界性标准。

（6）SDH网络系列之中的ADM分插复用器、DXC数字交叉连接等设备的应用大幅度增加了网络的组网能力和自愈能力，相较于传统的PDH，网络维护管理费用得到了极大降低。

（7）SDH系列下的标注你较为完整，应用于现代企业（包含生产企业）时，既能够充分考量企业的实际情况，又在整体层面有章可循，便于国际互通。

总体而言，SDH的三个核心功能为：同步服用、网络管理能力强大、光接口及服用标准整体统一，在传送网和接入网的建设、应用过程中能够发挥极其重要的作用。

2 SDH数字微波技术在广播电视信号传输过程的具体应用

2.1 基于SDH数字微波技术的广播电视信号传输流程

基于SDH数字微波技术的设计而成的信号传输系统如图1所示，传输形式以一条主干线为主，其中可根据实际需要设置多个分支。除了此种信号传输模式之外，还可以将枢纽站作为起始点，以之为核心，沿着不同方向支出多条支线线路。但无论选择哪一种形式，各站所处的位置和功能均存在一定的差异。总体而言，SDH微波通信系统中的构成包含主框架（主信道）、为数众多的中继站、分支站和枢纽站等（相较而言，终端站的数量相对较少，即信号接收设备的数量一般不超过信道数量）。

图1 基于SDH网络系列的微波通信系统构成图

基于SDH网络系列的微波通信系统工作流程为：数字信号从一个地区的终端设备发送而出，首先作为数字基带信号（未受到过调制的数字信号，在传输过程中占据的频谱通常从零频或很低的频率开始）进行一段距离的传输，之后经过数字调制（是一种由于模拟调制的信号处理方法，抗干扰性较强，能够抵抗信道损耗，信号传递过程中的安全性也更高），可将信号传输频率从零频或很低的频率提升至70MHz的中频或140MHz的（相对）高频域传输。至此阶段，数字信号已经升级为位数字中频调制信号，经过混频（该环节可伴有发信本振处理）环节作业后，信号传递功率会进一步放大，形成微波信号。之后经由微波中转站，经过低噪声放大处理后，进入第二次混频处理（此阶段的混频处理一般从较高频域转至较低频域，实际已经开始进入信号解调阶段；该环节还伴有收信本振处理）。之后，按照与上文所述的数字信号调制完全相反的流程，完成数字解调，进而在接收端的设备中收获含有原始传递信息的数字信号。

2.2 SDH数字微波技术在广播电视信号传输中的应用效果

实际上，基于SDH同步系列的数字微波传递处理系统在信号处理方面的基本原理并没有改变，依然是信号调制、传递、解调、获取信息的过程。但SDH系统与传统的PHD系统相比，在信号清晰度、传递安全性、成本控制方面均具有诸多优势。基于此，将该系统应用于广播电视信号传输过程中的主要流程为：

（1）对传递的信息进行数字化处理，其中包含信号取样、量化、编码。其中，编码是最重要的环节，其中的主要考量是信号传输过程中，如何才能有效降低干扰，保证信号能够实时、高清、无损地传递至目标区域的终端设备中。常规的编码方式可笼统地理解为“1对1”、“1对多”两种形式。具体而言，广播电台是信号的“发射地”，将信号传递至特定的频域之后，任何有接收该信号意愿的终端用户只需打开信息接受设备（如智能电视、电脑、智能手机等），只要搜索对应的频率，即可自行接受信号并完成解调，从而获得其中的信息。

（2）基于SDH传输广播电视信号时，所有业务信号若要进入SDH帧结构，都必须完成映射、定位、复用三个环节（如图2所示）。由于广播电台的节目信号一般为模拟信号（全部采用数字信号的成本较大），故信号传输速率可选择45Mbit/s和155.520Mbit/s两个标准。但按照上文所述，基于SDH的传输主要支持数字信号，故广播电台的模拟信号进行传输前，需通过编码器处理，将之转变为数字信号之后，完成码率压缩处理（若压缩成45Mbit/s，则进入C3容器；若压缩成155.520Mbit/s，则进入C4容器）后，最终形成STM-1信道传输模式。经过一段时间的传输后，当信号达到业务站点后，只要经过解码处理，即可还原成未被压缩前的原始信息，并在用户的终端设备中实时显示。

图2 SDH传输广播电视信号的信号处理传递示意图

结语：综上所述，SDH同步数字系列网络具有传输速度快、信号安全性高等诸多优势，将之应用于广播电视信号传播时，能够大幅度简化传统PDH技术下的信号传播复杂程度，信号的本质几乎不会受到任何影响。有研究显示，该技术支持下的广播电视信号传输速度相较于传统的模拟信号传输模式，可提升12倍。故该技术的应用前景十分广阔。