陕西广播电视台媒体分发网络升级改造设计方案

郑 辉

（陕西广播电视台，陕西 西安 710054）

0 引言

随着新媒体时代的到来，传统电视媒体受到严重的冲击和影响。在此背景下，国家广播电视总局加快实施“广播电视迭代行动计划”，推动广播电视和网络视听流程再造与体系重构，以实现广电媒体的高质量、创新性发展。陕西广播电视台为适应广播电视事业的发展，进行了研究与论证，拟对台内媒体传输资源进行合理有效的整合，对台内各单位媒体分发系统与网络整体升级改造，建设综合性的媒体分发传输平台，统一为下游单位提供信源，实现信源流的调度和分发功能，满足台内外各单位多种业务需求，同时优化各单位的资源配置，节省整体运行成本。

1 需求分析

陕西广播电视台媒体分发网络升级改造的目的和设计初衷是对现有各类不同传输设备进行整合，以陕西广播电视台自有本地信源网际互连协议（Internet Protocol，IP）码流视音频内容源为基础，未来可辅以其他台外信号资源，建设统一的媒体分发网络。根据需求实现码流调度分发，满足网络公司、交互式网络电视（Internet Protocol Television，IPTV）、发射台站以及其他第三方平台多样化的内容直播需求，并逐步替换老旧的底层传输设备。

媒体分发网络升级改造系统需求如下。第一，整合各类传输设备。将目前陕西电视台、网络公司、新媒体IPTV、卫星地球站、广播电视发射塔与各发射台间的各类传输设备进行整合。第二，汇聚视音频码流。将全台各类本地信源码流以及其他台外信号资源进行统一汇聚，统一进行编码参数调整与IP流化，便于下游单位码流接收与调用。第三，构建统一媒体分发网络。将汇聚好的各类IP 码流进行统一调度、分发，并对分发码流进行实时监测，同时对分发网络进行实时传输质量监测。

2 解决方案

加强IP 化、云化技术在融合媒体平台的部署，提升制作、播出、传播、升级维护等业务的灵活性，能够有效增强视听内容的生产和传播能力[1]。为顺应信息技术创新的新趋势，陕西广播电视台计划升级改造媒体分发网络，全方位解决目前传输过程所面临的问题。

2.1 现有设备整合成网

受建设时间、传输距离、传输条件和建设成本等因素影响，目前陕西广播电视台内传输手段多样，如图1 所示，主要包括同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）/多业务传送平台（Multi-Service Transport Platform，MSTP）、异步串行接口（Asynchronous Serial Interface，ASI）光端机、光传送网（Optical Transport Network，OTN）、准同步数字体系（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）微波、SDH 微波以及逐步IP 化后的IP 微波。

图1 陕西广播电视台现有传输示意图

此次升级改造方案拟采用由瑞典Net Insight 工厂生产的Nimbra 系列产品MSR 平台搭建。该平台可以十分方便地在陕西广播电视台现有SDH 网络、OTN 网络、裸光纤等基础网络资源上进行构建，实现分发网络在不同基础网络上的跨接。

升级后的媒体分发网络拟采用裸光纤、OTN搭建底层基础网络作为主用传输通道，前期暂时保留现有SDH、微波等传输通道作为备用。MSR 平台的网络干线接口十分丰富，包括各类常用接口如SDH（STM-1、STM-4、STM-16、STM-64）、时分复 用（Time-Division Multiplexing，TDM）（D3/E3）及IP（1GE，10GE）等。在某些尚未建有或裸光纤、OTN 资源不足的点位，可在新分发网络上继续利用原有传输通道，待裸光纤、OTN 建设完成或资源充足时再行割接，既可保护并充分利用已有投资，又可快速完成新分发网络建设。新分发网络架构如图2 所示。

图2 新媒体分发网络架构示意图

2.2 信源码流汇聚与统一编转码

由于陕西广播电视台目前的信源传输多依靠点对点直接传输，没有形成信源统一汇聚与码流处理，给日常管理与使用造成很多不便。为此，陕西广播电视台拟将全台各类本地信源码流以及其他台外信号资源进行统一汇聚，统一进行编码参数调整与IP 流化，便于下游单位码流接收与调用。然后利用分发网络实现多种业务综合、统一的传输。为充分考虑新媒体多格式分发需求，预留将统一编转码后IP 化输出的多格式码率信号推送给未来更多的业务平台应用的能力（如IP 信源分析、互联网媒体、OTT 及外包服务商等），如图3 所示。

图3 新媒体多格式分发示意图

2.3 媒体分发网络建设

2.3.1 主节点建设规划

拟在台发射中心建设分发网络主节点平台。信源采用由台播出中心传送的陕西台11 套高清、11套标清及12 套广播节目信号。信源信号采用IP 传输方式，由台播出中心各高清、标清及广播编码主备系统产生，如图4 所示。

图4 媒体分发网络平台主节点示意图

在台发射中心利用主备数据交换机作为主备信源的汇聚资源池，为后级IP 节目切换复用器提供汇聚后的主备节目信源，并可利用该资源池进行信源信号码流监测。主备信源信号经IP 节目切换复用器，按照各接收单位需求进行打包复用。复用后的IP 节目流通过主平台Nimbra 设备，利用各传输通道传输至各接收单位节点。

2.3.2 接收节点建设规划

分发网络在各下游接收单位建设传输节点平台，用于接收台发射中心主节点分发的信源信号。各接收单位根据实际需要为传输节点配置各自的ASI、IP 等接收输出端口，以及SDH、微波等备份通道。同时可按照规划连接其他接收单位的传输节点，以形成环状及网格状等传输网络。

2.3.3 分发网络组建

Nimbra MSR 平台的结构可以根据实际需要，建立环型、总线型、网格型或者点对点结构。此次升级改造拟采用环型加点对点的方式，简化网络规划，并提供灵活的系统扩充方式，方便日后系统扩容。媒体分发网络结构如图5 所示。

2.3.4 分发质量保障

陕西广播电视台现有传输设备不少是针对电信业务设计，对广播电视传输的信号格式不友好。如果传输广电媒体的视音频信号，就可能需要再次引入适配设备，增加了故障节点。随着广电媒体IP 化的进程加快，传输网的IP 化也在进行。虽然IP 化可以统一信号的格式，减少传输的适配环节，但同时也对维护人员提出了较大的要求。IP 主要是针对数据网设计，针对广电媒体业务的恒定速率、大带宽、低延时、低抖动等需求，IP 化后的传输（如交换机）如何实现像以前传统电路域的设备一样保证广电媒体业务100%的服务质量（Quality of Service，QoS）传输要求，就变得至关重要。因此，在升级改造媒体分发网络时，选用的MSR 平台使用的动态同步传输模式（Dynamic synchronous Transmission Mode，DTM）技术在面对以上问题时可以派上大用场。DTM 是一种时分复用技术，扩展了SDH/SONET 业务，以适应数据通信和广电媒体应用的需求，将它们都汇聚到统一的平台上。

与分组交换（或者包交换）相反，电路交换（指传统的PDH/SDH 等基于时分复用的设备）天生就能保证数据的传输，这是由于它能限制突发的数据随意吞噬网络带宽[2]。TDM 层工作于包交换和光纤传输之间。对于那些要求严格的业务，TDM 层可提供100%的服务质量。然而传统的TDM 技术也有很多缺点，其静态连接的特征（格式固定，如E1/T1、DS3/E3、STM-1/4/16/64）使得它不能对资源动态分配，限制了其在数据网络的应用。DTM 是一种脱胎于电路交换、支持多媒体业务并且能有效传输包交换数据的网络，根治了传统TDM 技术的缺点，使得包括广电媒体业务在内的各种业务能够可靠地汇聚于同一网络[3]。

3 方案特点

3.1 多业务多网络融合

所设计的方案支持全面的多业务接入，包括视频、音频数据和语音服务。这些业务可以在任何网络上传输，包括SDH/SONET、IP/Ethernet、PDH、波分或者裸光纤网络。

3.2 灵活的拓扑结构

方案可以根据实际需要，建立环型、总线型、网格型或者点对点结构，简化了网络规划。这种灵活的组网方式可以实现最好的带宽利用率，并且具备自愈功能，能够实现视音频业务、以太网等业务的自动路由保护切换，或者“1+1”无缝保护切换[4]。

3.3 端到端的业务保护功能

平台上传输的无论是单播还是组播业务，配置业务时，仅需确定业务进入和输出端，系统会自动选择业务传输的最佳路径，并通过内部信令实现网络异常时在网传输的业务自动重新寻找路由并恢复传送。自动恢复有逐点自动路由、预设置路由保护以及1+1 路由保护等方式[5]。

3.4 100%传输服务质量保证

平台业务类型识别充分保障视频以及关键业务的传输质量和容量。平台上的每个节点进行无损路由，保证每个节点零丢包率，此外还运用了链路QoS 增强功能，每个节点利用独特的QoS 保障功能用以改善底层IP 网络的QoS，保障业务传输质量。

4 结语

本方案是广电媒体对使用传统传输方式升级为同一媒体分发平台的探索，也是在传输改造过程中所遇问题的一些解决思路。只有认识到自身的缺陷与不足，不断地将改进和创新应用到电视台技术系统改造中去，才能加快推进广播电视媒体深度融合发展。