剖析電視信號在SDH網(wǎng)中傳輸?shù)慕涌诩夹g(shù)

隨著廣播電視事業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的電視媒體已在技術(shù)、功能上逐步與信息、通信領(lǐng)域的其它手段相融合，從而形成了全新的、龐大的數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)。目前，電視信號利用MPEG-2壓縮技術(shù)，以其具有較高的性能價格比和靈活的比特率和GOP結(jié)構(gòu)，已在廣電領(lǐng)域獲得充分利用。

而同步數(shù)字傳輸體系（SDH）是一個由一些SDH網(wǎng)元（NE）組成的，在光纖、微波或衛(wèi)星上進行同步信息傳送，融復(fù)接、線路傳輸及交換功能于一體，并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)管理操作的綜合信息網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的有效管理和動態(tài)維護、對各項業(yè)務(wù)性能進行實時的監(jiān)測、并有效提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率等多種功能。由此將電視信號經(jīng)過MPEG-2壓縮編碼再利用SDH傳輸網(wǎng)傳輸，將會極大地滿足廣播電視干線傳輸網(wǎng)的信息傳輸和交換要求。

廣播電視領(lǐng)域的SDH網(wǎng)起著公共物理傳輸平臺的作用，在此平臺上，一部分帶寬用來傳輸廣播電視節(jié)目，另一部分用來直接傳輸用戶數(shù)據(jù)或從ATM、IP交換機匯聚來的數(shù)據(jù)流等。

本文著重分析基于MPEG-2標準下壓縮編碼的電視信號通過SDH網(wǎng)傳輸?shù)?a target="_blank">接口技術(shù)。

一、MPEG-2編碼

MPEG-2是MPEG組織制定的一種高質(zhì)量圖像的的壓縮編碼方案，編碼碼率每秒3兆比特～100兆比特，標準的正式規(guī)范在ISO/IEC13818中。電視信號經(jīng)過數(shù)字化處理、壓縮編碼、數(shù)字復(fù)接等技術(shù)將生成的多路ES（基本業(yè)務(wù)）流和輔助數(shù)據(jù)按所需頻帶被分配到復(fù)合的高速二元數(shù)字比特流的各傳輸時隙中，構(gòu)成一路TS流進行傳輸。根據(jù)傳輸媒體的質(zhì)量不同，MPEG-2中定義了兩種復(fù)合信息流：傳送流（TS）和節(jié)目流（PS）。它們的區(qū)別在于TS流的包結(jié)構(gòu)是固定長度的，而PS流的包結(jié)構(gòu)是可變長度的。但無論對哪種碼流，MPEG-2系統(tǒng)復(fù)接都分為兩個步驟：（1）視頻和音頻的ES流分別按一定的格式打包，構(gòu)成具有某種格式打包的基本信息流（PES），分別稱為視頻PES 和音頻PES。（2）將視頻，音頻的PES流以及輔助數(shù)據(jù)按不同的格式再打包，然后進行復(fù)接，即分別生成了TS流和PS流。

PES包的長度通?？偸沁h大于TS包的長度，也就是說一幀圖象的PES包通常要由許多個TS包（常取整數(shù)個TS包）來傳送。PES包中包含碼率、定時及數(shù)據(jù)描述等由編碼器設(shè)置的信息，其結(jié)構(gòu)側(cè)重編解碼的控制；而TS包中凈荷所傳送的信息包括：視頻、音頻的PES包以及輔助數(shù)據(jù)；描述單路節(jié)目復(fù)接信息的節(jié)目輔助表（PMT）；描述多路節(jié)目復(fù)接信息的節(jié)目映射表（PAT）三種類型，其中PMT表包含了與單路節(jié)目復(fù)接有關(guān)的控制信息，因此TS流側(cè)重于傳輸方面的結(jié)構(gòu)和說明。

現(xiàn)有的編碼單元具有以下特征：多信道；獨立、可選的視頻速率；具有PDH、SDH和DVB ASI接口；基于電信原理的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，具有管理能力。

1、 信道復(fù)用器（CM）可將多個單節(jié)目傳輸流（SPIS）復(fù)用為一個多節(jié)目傳輸流（MPIS），形成單個的34/45Mbit/s（E3或DS3）PDH傳輸流，也可連接到ADM終端的插入，并映射到SDH虛容器（STM-1 VC3）。

2、 插分復(fù)用終端（ADM）由支路、群路和時鐘三個單元組成。當采用PDH輸出時，可將PDH信號映射進一個STM-1 VC3 SDH數(shù)據(jù)流，SDH輸出可通過電/光接口進行，支路單元可同時接收3個34/45Mbit/s傳輸流。

二、SDH技術(shù)的基本傳輸原理

SDH規(guī)范下的設(shè)備（網(wǎng)元）可劃分為三大類，交換設(shè)備、傳送設(shè)備和接入設(shè)備。交換設(shè)備包括配有SDH標準光接口和電接口的交換機或ATM設(shè)備；傳送設(shè)備包括終端復(fù)用器、分插復(fù)用器和數(shù)字交叉連接設(shè)備及再生器，接入設(shè)備包括數(shù)字環(huán)路載波、光纖環(huán)路系統(tǒng)等；其中分插復(fù)用器（Add／DropMul？鄄tiplexer，ADM）利用時隙交換實現(xiàn)寬帶管理，即允許兩個STM－N信號之間的不同VC（虛容器）實現(xiàn)互連，并具有無需分接和終接整體信號即可將各種G.703規(guī)定的接口信號（PDH）或STM－N信號（SDH）接入STM一M（M＞N）內(nèi)作任何支路的能力。ADM設(shè)備在環(huán)形網(wǎng)中應(yīng)用時，具有獨特的自愈能力，即網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時無需人為干預(yù)，就可在極短時間內(nèi)從失效故障中自動恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，也就是說使網(wǎng)絡(luò)具備發(fā)現(xiàn)故障的能力，并能找到替代路由在時限內(nèi)重新建立起通信線路。

三、SDH網(wǎng)的映射和同步復(fù)用

各種業(yè)務(wù)信號進入SDH的幀結(jié)構(gòu)都要經(jīng)過三個步驟，即映射、定位和復(fù)用。映射就是將各種進來的速率不等的信號先經(jīng)過碼速調(diào)整，再裝入相應(yīng)的標準容器C中，同時加入通道開銷POH形成虛容器VC。定位就是將幀相位發(fā)生偏差的（稱幀偏移）的信息收進支路單元或管理單元，通過支路單元指針或管理單元指針的功能來實現(xiàn)。復(fù)用就是將多個低階通道層信號通過碼速調(diào)整進入高階通道，或?qū)⒍鄠€高階通道層信號通過碼速調(diào)整進入復(fù)用層的過程。SDH網(wǎng)的一般復(fù)用結(jié)構(gòu)。

以139.264Mb/s信號到STM-1的形成為例來說明這三個步驟。139.264Mb/s信號首先進入標準容器，速率調(diào)整后輸出149.76Mb/s數(shù)字信號，進入虛擬容器，加入通道開銷576kb/s后輸出150.336Mb/s的信號，在管理單元內(nèi)加入管理單元指針576kb/s，輸出150.912Mb/s的信號，因N=1，故由一個單元組加人段開銷4.608Mb/s后，輸出155.520Mb/s的STM-1信號。

四、用SDH網(wǎng)傳輸電視信號對系統(tǒng)的要求

目前我國SDH傳輸系統(tǒng)能提供的適合圖像傳輸?shù)闹房谒俾视校篤C-2為6.3Mb/s，VC-3為34（45）Mb/s，VC-4為140（155）Mb/s。VC-2的二級聯(lián)VC-2-2c為12.6Mb/s，三級聯(lián)VC-2-3c為18.9Mb/s。其中VC-3的34（45）Mb/s和VC-4的140（155）Mb/s最適合電視圖像的傳輸。如對圖像細節(jié)要求不高時，可采用VC-2（6.3Mb/s）接口來傳輸；若對圖像細節(jié)有要求，可采用VC-2-3c（18.9Mb/s）接口來傳輸。

五、SDH設(shè)備復(fù)合功能塊

復(fù)合功能塊是一些相連的基本功能塊的組合，實際上是各種SDH設(shè)備的模塊。復(fù)用功能塊流程：就是MPEG-2的信號由G.703接口到STM-N的信號流的復(fù)接及分接的全過程。

編輯：jq