地面IP光纤网组网技术在DTMB工程实施中的应用_梁哲钧.pdf

广播与电视技术 2023年 第50卷 第2期76无线覆盖 Wireless Coverage传输覆盖地面IP光纤网组网技术在DTMB工程 实施中的应用【摘 要】本文简要介绍了四川省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程总体技术方案、建设概况及在工程建设过程中充分利用四川广电光缆分布冗余纤芯资源，并结合该工程微波组网的单频网发射台站具体情况提出基于地面IP光纤网组网的DTMB单频网应用技术方案建议。【关键词】DTMB，广播电视，发射台站，传输覆盖【中图分类号】TN93/94 【文献标识码】A 【DOI编码】10.16171/ki.rtbe.20230002014【本文献信息】梁哲钧.地面IP光纤网组网技术在DTMB工程实施中的应用J.广播与电视技术，2023,Vol.50(2).Application of Terrestrial IP Optical Fiber Network Technology in DTMB ProjectLiang Zhejun(Panzhihua Radio and Television Station Transmitting Station Station 615,Sichuan Radio and Television Bureau,Sichuan 617000,China)Abstract This paper briefly introduces the overall technical scheme and construction survey of radio digital coverage project of Sichuan central radio and television program,and makes full use of the redundant fiber core resources distributed by Sichuan radio and television optical cable in the course of the project construction.Combined with the specific situation of the transmission station of microwave network in this project,the application technical scheme of DTMB single frequency network based on terrestrial IP optical fiber network is proposed.Keywords DTMB,Radio and Television,Transmission station,Transmission Coverage梁哲钧(攀枝花市广播电视台发射台四川省广播电视局615台，四川 617000)0 引言近年来四川省广电主管部门全面贯彻落实国家有关部委文件精神，组织实施了“四川省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程”。该工程采用单频网、多频网相结合的传输方式进行无线组网覆盖，2019 年年初投入使用，至今运行稳定可靠，工程建成后加快了四川省无线广播电视由模拟到数字的战略转型，极大提升了全省广播电视公共服务的质量和 水平。1 工程主要内容及规模四川省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程以全省内177 座广播电视发射台站为依托建设地面 DTMB 和数字音频广播覆盖网络，完成中央和省、市、县 12 套数字电视和 3 套数字广播节目的有效无线覆盖。其中有 29 个台站通过建设微波主站前端平台，完成中央数字电视节目与省级上星节目的接收、复用和下传，建设微波从站前端平台，通过微波网络接收节目源码流，组建基于微波的单频网。根据四川省无线频率规划要求，在全省范围内选取两个电视频道共发射 12 套中央节目、2 套省级上星节目。在全省 177 座广播电视发射台站建设中央和省、市、县广播电视节目前端平台系统、节目传送系统、发射系统、天馈线系统等。2 总体技术方案简述2.1 DTMB系统总体架构四川省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程在全省广播与电视技术 2023年 第50卷 第2期77Wireless Coverage 无线覆盖传输覆盖内 177 个发射台站的每个台站使用两个频道发射 12 套中央电视节目，中央地面数字电视采用单频网、多频网相结合的方式进行组网覆盖。其中一个频道播出 CCTV1、CCTV2、CCTV4、CCTV10、CCTV12、CCTV13、CCTV14、CCTV15等 8 套标准清晰度电视节目；另一个频道播出 CCTV7、CCTV9、CCTV11、CCTV-NEWS 等 4 套 电 视 节 目。各 发射台站之间单频组网方式共有两种类型，即基于卫星传输的单频网和基于微波传输的单频网。中央广播电视节目无线数字化覆盖工程地面数字电视广播总体架构如图 1 所示。各发射台站使用国家广电总局统一配发的专用 AVS+专业卫星综合接收解码器接收经中星 6A 卫星传送的两路包含单频网同步信息的节目复用流，并送入指定发射机进行发射。用于组成单频网的发射机需使用国家广电总局统一配发的 GPS/北斗双模授时器所提供的频率及时间参考信息保持同步工作状态。经台站实地勘查，四川全省范围内承担本次覆盖工程发射任务台站的节目传输方式采用中星 6A 卫星传输链路为主用，中星 6B 作为备份节目传输链路，由于经中星 6B 传输的节目编码方式为 MPEG-2，需要在每个发射台站另新增卫星接收机、AVS+转码器、复用器等 设备。2.2 传输覆盖网络1.节目传送部分本工程共涉及 177 个发射台站及前端系统，多数前端设备安置于发射台站的播控机房内，部分前端安置于发射机房内。发射台站之间的节目传输，大多数采用卫星接收的方式，少数微波单频网通过新建微波传输系统方式解决。2.发射系统部分1）基于卫星传输的单频网本工程中部分台站利用卫星传输链路组建地面数字电视单频网系统（即基于卫星传输的单频网），央视 8 套数字电视节目经过编码和复用后，送入单频网适配器，根据授时接收机（GPS/北斗）的指示信号进行 SIP 包插入，并对 SIP 增加必要的校验保护。插入 SIP 包之后的 TS 流被送入加扰器进行加扰，然后通过传输匹配网络输入到卫星调制器进行发射。本工程省内各发射站点通过卫星解调和解扰器，获得解扰后的节目流，通过发射机激励器模块，对节目流的输出速率、间隔等时序以及数据内容进行处理，并对 SIP 包进行校验。图1 地面数字电视广播系统总体架构图广播与电视技术 2023年 第50卷 第2期78无线覆盖 Wireless Coverage传输覆盖经过处理后的 TS 包输入到地面数字电视发射机，进行地面同步发射。2）基于微波传输的单频网工程中的 29 个发射台站利用新建微波传输链路组建地面数字电视单频网系统（即基于微波传输的单频网），通过设置在微波主站的卫星接收系统接收的央视 4 套节目和 2 套省级上星节目，经过再复用生成 1 路 TS 码流，送入单频网适配器，根据授时接收机（GPS/北斗）的指示信号进行 SIP 包插入，并对 SIP 增加必要的校验保护。插入 SIP 包之后的 TS 流通过微波传输网络送到微波网内的各从站。从站通过传输网络获得节目流，通过发射机激励器模块，对节目流的输出速率、间隔等时序以及数据内容进行处理并对 SIP 包进行校验，经过处理后的 TS 包输入到地面数字电视发射机进行地面同步发射。3 地面IP光纤组网单频网系统简述本工程涉及的 29 个发射台需组建微波单频网，经详细复勘后了解到：大部分微波台站受地理地形条件、恶劣天气、建设成本高、施工难度大、工期长等因素影响。根据四川省市地州既有广电光纤网络分布情况及对涉及台站逐一复勘汇总情况，认为采用地面 IP 光纤网可充分利用已有广电光纤资源，可快速地搭建满足各发射台站传输建设环境需要并能提高工程建设实效。为此，承建方建议将本工程“基于微波组网的单频网”技术方案调整为“基于地面 IP 光纤网组网的单频网”技术方案，该技术建议按建设管理程序报经设计、监理、业主等单位书面同意后实施。基于地面 IP 光纤组网的单频网由前端系统、传输覆盖网络、发射系统三个部分组成，基于地面 IP 光纤组网的单频网技术方案描述 如下。3.1 前端系统前端系统主要在四川广播电视台机房对两个频点的节目进行编码和信号复用，其中频点一包括中央 8 套节目的 TS 信号，频点二包括中央 4 套和本地节目的 TS 信号，通过单频网适配器，输入含单频网流的 ASI 信号。在单频网适配器中，通过 GPS 授时器引入 GPS 信号，完成码率适配和秒帧初始化包（SIP）插入，形成包含秒帧初始化包（SIP）的 TS 流。再接入 ASI/IP 适配器，最终输出 IP 信号给机房进行光网络 传输。3.2 传输覆盖网络传输覆盖网络负责数字电视节目信号在前端系统与发射系统之间的分配与传输，前端系统输出含单频网流的 IP 信号，采用光纤传送到各个发射站点。光纤传输利用四川省广电网络公司的城域网络与各发射站点间的光纤，将分配后的含单频网流的 IP 信号，通过 IP 光端机输出，发射站点通过对应的光接收机进行信号接收，如图 2 所示。3.3 发射系统发射系统负责接收传输网络传送来的单频网信号，送入数字电视发射，通过地面数字电视激励器和功放模块后，单频网时延校正器进行时间同步处理，根据接收到的 TS 流中的SIP，解析出 TS 流的时延信息，再结合 GPS 授时器的时间基准信号，实现对 TS 流的时延设置，达到各站点同步发送信号的目的。发射系统组网结构如图 3 所示。4 建设成效按照调整后的技术方案所涉发射台站传输覆盖范围不减小、系统安全可靠、投资比例相当或减少投资、便于管理的原则，共计完成全省 29 个微波组网单频网台站建设基于地面 IP 网组网的单频网技术能实现传输网络中各台站的精确同步。经财务对比分析，在组网建设方面相对微波组网单频网而言，利用地面既有冗余光纤纤芯 IP 组网方式可以大大减少微波设备的投入和使用维护成本，同时能在一定程度上节约电能。广播电视节目安全播出是生命线，通过多种技术手段保障系统安全可靠传输是基本任务，因广电光缆冗余纤芯大部分具有环路路由，甚至有的台站具有多路光纤路由，即使 图2 光纤传输方式示意图单频网适配器输出ASI/IP 适配器IP 光发射机发射机激励器IP 光接收机广播与电视技术 2023年 第50卷 第2期79Wireless Coverage 无线覆盖传输覆盖没有环路路由的台站也将陆续建设光缆环路，从而极大地保障 IP 光纤组网的可靠性。同时利用 IP 光纤组网技术也降低了发射台站电磁辐射程度，缩短了建设工期，也为我省广播电视频率规划和频谱资源的合理利用提供了一种新的技术 手段。5 结束语本工程在组织实施前经参建相关方讨论形成一致意见，即建设过程中在不影响设计文件主要内容和技术总体方案的前提下，确保设计传输覆盖范围不减小、系统安全可靠、投资比例相当或减少投资的情况下，可根据各发射台站实地复勘情况，充分利用既有的各种传输网络条件和创新性技术管理理念以有利于项目建设而提出合理化建议报相关方同意后可调整实施。本着这一原则，根据涉及微波传输发射台站的地理位置并充分利用广电光纤传输分布网络冗余纤芯，将“基于微波组网的单频网”调整为“基于地面 IP 网组网的单频网”技术调整工作，有效解决了所涉 29 个地面发射台站的 IP 单频网组网要求，实践证明整个地面光纤 IP 传输网络安全、可靠、有效。参考文献：1 代明,刘骏,高力,等.中央广播电视节目无线数字化覆盖工程地面数字电视系统测试与技术验收J.广播与电视技术，2015,42(12):99-105.第一作者简介：梁哲钧（1974），本科，高级工程师。主要从事广电工程项目施工组织实施、质量与安全、工程资料、现场监理工作及广播电视发射台站信号发射、传输覆盖、播控传输设备运行维护、安全播出等技术管理工作。曾参与四川省“中央广播电视节目无线数字化覆盖工程”项目全过程建设管理工作。图3 地面IP光纤组网的单频网系统结构图