sdh技术及其在广播电视传输网中的应用_视频通信.pdf

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1、丨 丨 0429 二手车交易网丨 sdhsdh 技术及其在广播电视传输网中的应技术及其在广播电视传输网中的应用用_ _视频通信视频通信 摘要:介绍同步数字体系技术的基本传输原理、SDH 传输广播电视信号过程以及 SDH 技术在江苏广电光缆网中的应用和 SDH 技术在国内省级广播电视传输网中的应用概况。丨 丨 0429 二手车交易网丨 关键词:SDH 广播电视网络,应用 一、引言 国际电信联盟标准部的前身国际电报电话咨询委员会在 1Array88 年与美国国家标准化协会的 T1 委员会达成协议,将美国贝尔通信研究所 1Array85 年提出的同步光网络概念和标准修订后重新命名为同步数字体系,称为

2、 SDH 技术。光纤传输具有传输频带宽、传输容量大、传输损丨 丨 0429 二手车交易网丨 耗低、传输信息不受电磁干扰等优点,用光纤传输的广播电视信号不仅传输质量好且信号稳定因而光纤已成为传输广播电视信号的新媒介,SDH 技术与光纤技术相结合而构成的同步数字传输网是一个融复接、线路传输及交换功能于一体由统一网管系统管理操作的综合信息网络,可实现网络有效管理、动态网络维护、开业务时的性能监视等功能,有效地提高了网络资源的利丨 丨 0429 二手车交易网丨 用率,满足了广播电视传输网的信息传输和交换的要求,SDH 技术目前已成为广播电视领域传输技术方面的发展和应用热点。二、SDH 技术的基本传输原

3、理 SDH 采用的信息结构等级称为同步传送模块 STM-N,最基本的模块为 STM-1,四个 STM-1 同步复用构成 STM-4,16 个 STM-1 或四个 STM-4 同步复用构成 STM-16；SDH 采用块状的帧结构来承丨 丨 0429 二手车交易网丨 载信息,每帧由纵向 Array 行和横向 270*N 列字节组成,每个字节含 8 比特,整个帧结构分成段开销区、STM-N 净负荷区和管理单元指针区三个区域,其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活的传送,它又分为再生段开销和复用段开销；管理单元指针用来指示净负荷区域内的信息首字节在 STM-N帧内的准确

4、位置以便接收时能正确分离净负荷；丨 丨 0429 二手车交易网丨 净负荷区域用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。SDH 的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输,每帧传输时间为 125 微秒,每秒传输 1/125*10=8000 帧,对 STM-1 而言每帧字节为 8 比特/字节*字节=1Array440 比特,则STM-1 的传输速率为1Array440*8000=155.520Mb/s；而 STM-4 的传输丨 丨 0429 二手车交易网丨 速率为 4*155.520Mb/s=622.080Mb/s；STM-16的传输速率为 16*155.

5、520=2488.320Mb/s。SDH 传输业务信号时各种业务信号要进入SDH 的帧都要经过映射、定位和复用三个步骤：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器,再加入通道开销形成虚容器的过程,帧相位发生偏差称为帧偏移,定位即是将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程,它丨 丨 0429 二手车交易网丨 通过支路单元指针或管理单元指针的功能来实现；复用则是将多个低价通道层信号通过码速调整使之进入高价通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程；以 13Array.24Mb/s 信号到 STM-1 的形成过程为例,13Array.264Mb/s 信号首先进入容器VC-

6、4,速率调整后输出 14Array.76Mb/s 的数字信号,进入虚容器VC-4中加入通道开销576Kb/s丨 丨 0429 二手车交易网丨 后输出 150.336Mb/s 的信号,在管理单元 AU-4内加入管理单元指针 576Kb/s 后输出150.Array12Mb/s 的信号,因 STM-N 中的 N=1 故由一个管理单元组 AUG 加入段开销 4.608Mb/s后输出 155.520Mb/s 的 STM-1 信号。SDH 网络设备有交换设备,包括配有 SDH 标准光接口和电接口的交换机,传送设备包括终端复用器、分插复用器和数字交叉连接设备及再生丨 丨 0429 二手车交易网丨 器,接入

7、设备包括数字环路载波、光纤环路系统等；其中分插复用器是 SDH 网络中应用最广泛的设备,它利用时隙交换实现宽带管理即允许两个STM-N信号之间的不同VC实现互连,并具有无需分接和终接整体信号即可将各种 G703数字体系接口物理/电气特性规定的 STM-N 信号接入STM-M 内作任何支路的能力,ADM 在环形网中应用时还具有独特的自愈能力,即网络发生故障时丨 丨 0429 二手车交易网丨 无需人为干预就可在极短时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务,也就是说使网络具备发现故障的能力并能找到替代路由在时限内重新建立通信线路。三、SDH 技术传输广播电视信号的过程 SDH 技术基本处于 ISO/O

8、SI 的第一层,用来保障比特流传输的正确性,它不具备动态链路建立和交换能力,只拥有静态的电路分插复用和交丨 丨 0429 二手车交易网丨 叉连接能力,即通过操作员发出电路连接指令来建立某个物理通道；广播电视领域的 SDH 网起着公共的物理传输平台的作用,在此平台上一部分带宽用来传输经数字终端设备编解码的广播电视节目,另一部分用来直接传输用户数据或是传输从 ATM、IP 交换机汇聚来的数据流等。用 SDH 技术传输广播电视信号必须先对信号进行数字化处理,数字化处理分为取样、量化、丨 丨 0429 二手车交易网丨 编码等步骤,取样即是以一定的取样频率抽取输入信号的一个瞬时幅度值,取样后得到一系列的

9、脉冲式的取样值称为取样序列,量化即是对取样序列进行幅度上的离散化过程,编码就是用二进制代码表示量化值,在信号传输的目的地将量化值转换为信号的过程称为解码。由于电视信号编码后数据量大因而需对其进行压缩编码,压缩编码主要是通过减少图像像素之间的相关性来达丨 丨 0429 二手车交易网丨 到压缩图像的目的,其主要优点是对传输容量的要求有所降低,缺点是当压缩所含信息量大的图像时由于要牺牲掉部分图像信息从而导致方块效应；图象压缩编码后每个数码对前后图像都有影响如果传输中发生误码则接收端还原出来的图像将会受较大影响即误码扩散问题；此外压缩编码还将给图像信号中插入如股票行情等增值信息带来不便等。丨 丨 04

10、29 二手车交易网丨 SDH 的传输速率中 34.368Mb/s 和13Array.264Mb/s 是最适合电视图像传输的速率,广播电视节目信号是模拟信号,要先经过编码器变换成数字信号压缩后形成13Array.264Mb/s 码率进入到 C4 容器或者压缩后形成 34.368Mb/s 进入 C3 容器并最终形成STM-1,广播电视节目的视频和音频信号存放在SDH 的帧结构中的净负荷区域内,SDH 设备的丨 丨 0429 二手车交易网丨 34Ms/s 和 13Array.264Mb/s 接口接图像编码器,2Mb/s 接口接数据和话音输入设备,转换成SDH 形式的广播电视信号通过光纤或者微波发射进

11、行传输,信号传到业务站点后经解码器将图像数据信号还原成模拟信号,通过调制器将其变换到相应频道经有线电视网传到用户家中。我国的彩色电视采用是 PAL 制式,亮度信号取样频率 13.5MHz,色差信号的取样频率各为丨 丨 0429 二手车交易网丨 6.75MHz,Y,R-Y,B-Y 每个取样信号被 8bit 量化则总的传输码率为13.5*8+6.75*8+6.75*8=216Mbit/s,对传输速率2.5Gb/s 的 STM-16 而言只能传输 8 路视频信号,因而用 SDH 传输电视信号首先要对其进行压缩编码处理；传输广播电视信号常用的压缩编码技术有差值脉冲编码调制,利用图像数据在空间和时间上的

12、冗余特性用相邻的已知像素或图像块丨 丨 0429 二手车交易网丨 对当前待编码的像素或图像块进行预测然后对预测值和真实值的差值即预测误差进行量化和编码,这种压缩方式算法简单易于实现,缺点是编码压缩比低、对信道噪声及误码敏感、易产生误码扩散等。广播电视信号的传输目前采用这种压缩技术较多,每路电视信号经 DPCM 压缩编码成 70Mb/s,两路 70Mb/s 信号复合成 140Mb/s 进入 STM-1,即每个 STM-1传输两路 DPCM 压缩的电丨 丨 0429 二手车交易网丨 视信号。除此之外还有 MPEG-2 压缩技术这是当前电视编解码的标准,电视节目信号可压缩到1.515Mb/s,用 S

13、DH 的 STM-16 可传输 300 多套MPEG-2 压缩的数字电视信号,MPEG-2 的缺点是压缩比较高时信号质量较差特别是压缩到2Mb/s 以下时图像的马赛克效应非常明显,因而一般常压缩到 8Mb/s,复用成 34Mb/s 进入 C3 容器最终形成STM-1,由于MPEG-2编解码器价格较丨 丨 0429 二手车交易网丨 高故目前应用较少。SDH技术传输广播电视信号时要求SDH网较好的时钟同步性能和低抖动性能,网络的同步性能差会引起指针调整,指针调整将导致彩色电视信号瞬时变色,而网络的低抖动性能将通过 SDH网传递给解码器在解码器输出端产生抖动引起信号色彩的变化；目前主要采用比特泄漏技

14、术来减少指针调整的问题,或者在 SDH 信号进入映射丨 丨 0429 二手车交易网丨 器前将时钟信号和数据信号分离使数据信号经过映射器后再和时钟信号合成,但这种方法需对SDH 设备作较大的改动。消除抖动的有效办法就是选用不引入抖动的 SDH 设备和能容忍抖动的图像编解码器等。SDH 技术主要是为传输话音和数据业务而制定的,对视频业务而言 SDH 技术还存有许多不足之处有待于今后在实践中不断完善从而使其更加适合于广播电视信号的传输。丨 丨 0429 二手车交易网丨 四、SDH 技术在江苏广电光缆网中的应用 江苏省广播电视光缆传输网是宽频带大容量双向式的数字传输网络,它外连全国广播电视传输网,内连

15、省内各市县的有线电视网,最终发展目标是成为适应江苏省广播电视事业长远发展需要的数字化的宽带综合业务传输网络,1ArrayArray6 年底原广播电影电视部通过了该网络总体技术方案的论证,一年后网络的建丨 丨 0429 二手车交易网丨 设工程全面展开,13 个省辖市在省广电厅统一指挥下负责各自境内的光缆架设、熔接以及机房建设和设备安装等工作,经过一年多的建设该网络于 1ArrayArray8 年 12 月 26 日正式开通投入使用。江苏广电光缆网主要由苏北光缆环网和苏南光缆环网两个环形网组成；苏南环网由省网中心出发经南京、镇江、常州、无锡、到苏州,从丨 丨 0429 二手车交易网丨 苏州的张家港

16、市东沙镇过长江后到达南通,从南通到泰州、扬州等市再回到省网中心；苏北环网则将淮阴、宿迁、徐州、连云港、盐城等省辖市连接起来,苏南苏北两个光缆环网在扬州、泰州两地交汇,江苏电视台和江苏有线电视台与省网中心三点又组成一个小的 SDH 环网,整个网络总长18Array1公里,覆盖全省13个市64个县五百多万有线电视用户。丨 丨 0429 二手车交易网丨 SDH 技术具有传输容量大、传输距离远、传输质量好、具有较强的网管功能和自愈功能、不同厂家的 SDH 设备能相互兼容且易于升级扩容并可传递综合业务等优点；国外电信运营商传输语音、视频和数据信号均采用 SDH 技术,国家广电总局已明确规定部级和省级广播

17、电视干线网全部采用 SDH 传输技术；江苏广电光缆网采用SDH 传输技术,传输容量为 STM-16,传输速率丨 丨 0429 二手车交易网丨 2.5Gb/s,苏南苏北两个 SDH 光缆环网的传输容量均为 STM-16,其中 13 个 STM-1 用于传送广播电视信号,用 1 个 STM-1 建立全省广播电视系统的内部通信网同时提供富裕容量为其他专业系统服务,用 1 个 STM-1 开展计算机广域联网服务为开展数据业务创造条件,用 1 个 STM-1 开展数据视频和数据音频业务,根据用户需求可提供50到100套以上的视频和音频节目,开展视频点丨 丨 0429 二手车交易网丨 播等视听新业务。江苏

18、广电光缆网采用法国阿尔卡特公司的的 Alcatel1715VC 多信道视频/音频编解码器和Alcatel1664SM2488Mb/s 同步插分复用设备传输广播电视信号,1715VC 采用的是混合差分脉码调制技术,摸拟视频信号送入 1715VC 的编码器变换为数字比特流,经光缆线路传输到目的地后用解码器将其变换为摸拟视频信号；每个丨 丨 0429 二手车交易网丨 STM-1 传送2 路视频信号和 4 路音频信号。苏州、无锡、常州、徐州、淮阴、连云港等省辖市为市级中继站,可下载和向省网中心回传广播电视节目信号,主要设备是 ADM2400 和 1715VC；常熟、宝应、海安等地为再生中继站,主要设备

19、是ADM2400,只对网络中传输的光信号起再生和放大作用,不可下载和回传广播电视节目信号。省有线台、省电视台和省网中心组成的小的丨 丨 0429 二手车交易网丨 SDH 光缆环网的传输容量为 STM-4,其中一个STM-1 用于省网中心向两个省级台回传各省辖市的节目信号,两个省级台各用一个 STM-1 向省网中心传送电视节目信号,另一个 STM-1 用于组建数据传输系统；两个省级台的广播电视节目各自用数字编码设备变换成符合标准的数字信号通过传输容量为STM-4的SDH环网传到省网中心,直接进入省网中心的 SDH 光传输设备经光缆线丨 丨 0429 二手车交易网丨 路送到各市级中继站,在市级中继

20、站再用数字解码设备将其还原成相应的广播电视节目信号；各市级中继站回传的广播电视节目用数字编码设备转换成数字信号后通过江苏广电光缆网直接传到两省级台再解码,这样可确保网络中的上、下行信号的传输质量。省有线台在苏州、常州、镇江等地现场直播 非常周末 节目时就是利用该网络先将节目信号传到省网中心再传到江苏丨 丨 0429 二手车交易网丨 有线台经编辑加工后再用该网络将节目信号传到其他市,由于网络技术指标较高因而网络很少出现不良的传输现象。江苏广电光缆网的网络管理系统设在省网中心由省网中心利用 SDH 强大的网络管理能力对网络进行管理,采用的是 Alcatel1353EML,它是管理 SDH 设备的集

21、中的网络管理系统,主要提供配置管理功能即对所监视的网元进行控制、提丨 丨 0429 二手车交易网丨 供的故障管理功能使操作人员及时检测出网络的故障、性能管理功能主要提供网络性能的报告和评估等。江苏广电光缆网采用两纤复用段保护环的保护形式,传输波长为 1550nm,所用光缆要求在1550nm 窗口处光纤衰减系数0.22dB/km,色散系数18ps/nm.km；在 1550nm 窗口下光纤接头熔接损耗一般应小于 0.02dB,最大不超过丨 丨 0429 二手车交易网丨 0.06dB,中继段衰减小于 0.23dB/km。网络的技术指标,按国内部分分配的方法折算的苏州-常熟中继段的误码指标为ESR=0

22、.2045%,SESR=0.002556%,BBER=2.5562.E,苏州-常熟中继段的光通道总衰减要求为17.66dB,总色散要求为 7Array2ps.nm。江苏广电光缆网目前采用 HDPCM 浅压缩视频编解码的方式传输视音频信号,今后业务量大丨 丨 0429 二手车交易网丨 时则采用 MPEG-2 视频压缩编码和波分复用的方式进行扩容,传输容量将达到 STM-64,传输速率达 10Gb/s。网络目前的主要功能是传输广播电视节目信号,在此基础上可和节目制作部门合作开办专业频道形成各频道的特色从而为用户提供丰富多彩的各具特色的广播电视节目。在完成广播电视信号传输的同时网络还具有相当容量的通

23、信和数据传输能力,为今后开展宽带、窄带丨 丨 0429 二手车交易网丨 数据业务创造了有利条件,例如可为政府部门、科研教育等专业用户提供数据通道使其能建立本系统的全省数据专用网；建立广播电视行业内部通信网开展可视电话、办公室会议系统、计算机联网等业务；利用广电网络和教育医疗部门合作为社会提供远程教学和远程医疗服务、和宾馆酒店合作建立视频会议系统会场提供面向社会和公众服务的视频会议系统；和商业部门合作建丨 丨 0429 二手车交易网丨 立购物频道实现网上购物等、建立广播电视宽带数据网实现新闻交换、资料交换,建立广播电视视音频数据库为社会提供各种实用信息等。五、SDH 技术在国内广播电视省级干线传

24、输网中的应用概况 SDH 技术已被国际电信联盟标准部确定为长途传输的标准技术,国外电信运营商既用 SDH技术传输语音信号和数据信号又用其传输视频丨 丨 0429 二手车交易网丨 信号；近年来全国许多省市都在兴建广播电视长途传输干线网,原广播电影电视部在1ArrayArray5 年研究制定全国有线电视联网规划时已明确规定国家部级干线和各省级干线全部采用 SDH 传输技术,数据流的传输码率为2.5Gb/s 即 STM-16。近年来国内许多省份建设的广播电视省级干线网都采用了 SDH 技术,如山东省有线广播电视传输网呈一环五线型结构,光纤丨 丨 0429 二手车交易网丨 干线总长 2300 多公里,

25、采用传输速率 2.5Gb/s的 SDH 技术,网络的保护方式采用两纤单向通道保护。可传32套浅压缩的视频和64套音频节目。天津市将在全市范围内建设 3 个环形数字光缆干线和通往蓟县的一条数字光缆干线,干线采用SDH 技术传输数字信号,分中心向下采用 HFC 网络,每个光节点覆盖 2000 个用户,全市各区县目前已拥有 400 公里的光缆。广东省有线电视光纤丨 丨 0429 二手车交易网丨 联网的干线全长 3500 公里途经 37 个县市,覆盖了全省所有 21 个地级市,网络为环形和栅形相结合的结构,采用了传输速率 2.5Gb/s 的 SDH 技术和两纤双向复用段保护方式,选用 12 芯光缆和阿

26、尔卡特公司的视音频传输设备；该网络能同时传输 16 套电视节目和 8 套广播节目；在 SDH传输网的基础上广东还将利用 ATM 交换网在全省范围内引入视频节目实时交换、计算机广域丨 丨 0429 二手车交易网丨 网、会议电视系统业务等。浙江省于1ArrayArray7 年 3 月开工建设有线广播电视光缆主干传输网,架设光缆长达 1500 公里,采用美国朗讯公司的数字压缩异步转移模式复接和数字同步系列光传输设备,除可以传送 256 套高质量的广播电视节目外还可用于数据传输、计算机联网等项目。湖北省有线广播电视传输网干线一期工程全长 2247 公里,连接全省 15 个地市和丨 丨 0429 二手车

27、交易网丨 1Array个县市以及省卫星上行站,采用SDH技术其主干网容量为 STM-16,传输速率为 25Gb/s,下传电视节目采用 MPEG-2 视频压缩,上传采用浅压缩视频编码,设备采用朗讯公司的 STM-16分插复用器 WavestarADM16/1 和 DVS-2000 编解码器,所用光缆为 8 芯光纤,与国家干线同缆的部分则为 24 芯光纤,武汉到宜昌中继段则为 28芯,国家干线在湖北省境内全长 1700 公里,占用丨 丨 0429 二手车交易网丨 16 芯光纤,省干线与国家干线同缆时采用地埋敷设的方式,单独敷设则为架空形式；主环路采用二纤双向复用段倒换环保护形式；二期工程全长 34

28、37 公里将连接到县市。河北省有线电视网主干网一期工程有 1700 公里光缆线路和 336 公里数字微波线路,覆盖全省11个省辖市120万用户,传递 6 套电视节目、3 套立体声广播和多种图文信息等。网络采用加拿大北方电讯的 SDH丨 丨 0429 二手车交易网丨 光传输设备和微波传输设备,传输容量 STM-16,传输速率2.5Gb/s,采用双纤自愈环和128QAM微波技术。安徽省正在建设连接全省 16 个地市的全长 2100 公里的广播电视光纤省干线网,同时建设延伸到县的全长 1Array10 公里的省支干线,主网为二环一线型式,采用2.5Gb/s的SDH体系,其特点是光纤网一次规划到县,已

29、通过原广播电影电视部鉴定。甘肃省有线广播电视传输网省级丨 丨 0429 二手车交易网丨 干线采用数字微波传输方式,网络呈树枝型结构分布,采用 SDH 传输体制,地区干线网采用光纤或微波等传输手段,传输网规划及技术方案已于1ArrayArray8年3月通过国家广电总局的论证。江西省广播电视光缆网于2000年2月15日正式开通,网络采用 2.5Gb/s 的 SDH 光传输系统和MPEG-2 数字视频压缩技术,连接全省 11 个地市全长约 2300 公里,光缆铺设以直埋为主；目前可丨 丨 0429 二手车交易网丨 下传 4 套视/音信号及 2 套立体声广播音频信号至 11 个城市,11 个地市同时各

30、回传 1 套视/音频信号。云南省广播电视信息传输网省级干线一期工程全长 1420 公里,覆盖了云南省的昆明、玉溪等 7 个地市州和全省 57%的人口,该省干线的传输速率为 2.5Gb/s,传输容量为 STM-16,包括2.5Gb/s 传输设备站点 15 个、会议电视会场和节目传送点 7 个,采用的是国内华为公司生产的丨 丨 0429 二手车交易网丨 获国家广电总局 SDH 设备入网认证的 SBS2500和会议电视系统、电源系统等设备,一期工程目前完成；二期工程的光缆干线全长 1824 公里,将连接 Array 个地市州。重庆市有线电视传输网干线总长度 30Array6 公里,采用 SDH 传输

31、技术,网络结构为三环四链型,其中两个环网采用STM-16 的传输容量,其余的环网和链形支路则为STM-4,传输内容为12套模拟电视节目和一个丨 丨 0429 二手车交易网丨 34Mb/s 信道的数据下行。此外陕西省的陕南主干线 SDH 数字微波传输信号已于 1ArrayArray7年 7 月全线开通,关中地区的省级光缆主干线网也已立项建设。吉林省的广播电视微波网的数字化改造工程也采用了 SDH 传输技术；广西壮族自治区也已开始规划建设连接全区 14 个地级市的广播电视光缆传输网,该网络也将采用 SDH 技术。丨 丨 0429 二手车交易网丨 国家级广播电视光缆干线网也采用 SDH 技术,目前已

32、架设了 1.4 万公里缆长的光缆,1ArrayArrayArray年10月连结京津冀鲁豫5省市的广播电视国家干线网已建成开通,采用国内华为公司 2.5Gb/s 的 SDH 设备；连结京津冀鲁豫鄂湘赣皖苏沪浙闽粤等 14 省市的广播电视国家干线网将于 2000 年上半年开通,连结晋陕川渝滇贵桂等 7 省区的广播电视国家干线网也将丨 丨 0429 二手车交易网丨 于 2000 年开通。六、结束语 SDH 技术是一种新型的传输技术,这种技术的一系列优点使其非常适合传输广播电视信号因而近年来该技术在各级广播电视传输网中的应用正越来越普遍,但是 SDH 技术用于传输广播电视信号尚属于新兴技术因而在应用中

33、还存在许多不足之处,有待于在今后的应用中不断完丨 丨 0429 二手车交易网丨 善；可以预料随着广播电视传输网络的建设不断发展 SDH 技术将在广播电视领域中获得更广泛的应用,同时 SDH 技术的应用也必将大大推动广播电视网络建设事业的发展。摘自光电产品世界 摘要:介紹同步數字體系技術的基本傳輸原理、SDH 傳輸廣播電視信號過程以及 SDH 技術在江蘇廣電光纜網中的應用和 SDH 技術在國內省丨 丨 0429 二手车交易网丨 級廣播電視傳輸網中的應用概況。關鍵詞:SDH 廣播電視網絡,應用 一、引言 國際電信聯盟標準部的前身國際電報電話咨詢委員會在 1Array88 年與美國國傢標準化協會的

34、T1 委員會達成協議,將美國貝爾通信研究所 1Array85 年提出的同步光網絡概念和標準修訂後重新命名為同步數字體系,稱為 SDH 技術。丨 丨 0429 二手车交易网丨 光纖傳輸具有傳輸頻帶寬、傳輸容量大、傳輸損耗低、傳輸信息不受電磁幹擾等優點,用光纖傳輸的廣播電視信號不僅傳輸質量好且信號穩定因而光纖已成為傳輸廣播電視信號的新媒介,SDH 技術與光纖技術相結合而構成的同步數字傳輸網是一個融復接、線路傳輸及交換功能於一體由統一網管系統管理操作的綜合信息網絡,可實現網絡有效管理、動態網絡維護、開業務時丨 丨 0429 二手车交易网丨 的性能監視等功能,有效地提高瞭網絡資源的利用率,滿足瞭廣播電

35、視傳輸網的信息傳輸和交換的要求,SDH 技術目前已成為廣播電視領域傳輸技術方面的發展和應用熱點。二、SDH 技術的基本傳輸原理 SDH 采用的信息結構等級稱為同步傳送模塊 STM-N,最基本的模塊為 STM-1,四個 STM-1 同步復用構成 STM-4,16 個 STM-1 或四個 STM-4 同丨 丨 0429 二手车交易网丨 步復用構成 STM-16；SDH 采用塊狀的幀結構來承載信息,每幀由縱向 Array 行和橫向 270*N 列字節組成,每個字節含 8 比特,整個幀結構分成段開銷區、STM-N 凈負荷區和管理單元指針區三個區域,其中段開銷區主要用於網絡的運行、管理、維護及指配以保證

36、信息能夠正常靈活的傳送,它又分為再生段開銷和復用段開銷；管理單元指針用來指示凈負荷區域內的信息首字節在 STM-N丨 丨 0429 二手车交易网丨 幀內的準確位置以便接收時能正確分離凈負荷；凈負荷區域用於存放真正用於信息業務的比特和少量的用於通道維護管理的通道開銷字節。SDH 的幀傳輸時按由左到右、由上到下的順序排成串型碼流依次傳輸,每幀傳輸時間為 125 微秒,每秒傳輸 1/125*10=8000 幀,對 STM-1 而言每幀字節為 8 比特/字節*字節=1Array440 比特,則STM-1 的傳輸速率為丨 丨 0429 二手车交易网丨 1Array440*8000=155.520Mb/s

37、；而 STM-4 的傳輸速率為 4*155.520Mb/s=622.080Mb/s；STM-16的傳輸速率為 16*155.520=2488.320Mb/s。SDH 傳輸業務信號時各種業務信號要進入SDH 的幀都要經過映射、定位和復用三個步驟：映射是將各種速率的信號先經過碼速調整裝入相應的標準容器,再加入通道開銷形成虛容器的過程,幀相位發生偏差稱為幀偏移,定位即是將丨 丨 0429 二手车交易网丨 幀偏移信息收進支路單元或管理單元的過程,它通過支路單元指針或管理單元指針的功能來實現；復用則是將多個低價通道層信號通過碼速調整使之進入高價通道或將多個高價通道層信號通過碼速調整使之進入復用層的過程；

38、以 13Array.24Mb/s 信號到 STM-1 的形成過程為例,13Array.264Mb/s 信號首先進入容器VC-4,速率調整後輸出 14Array.76Mb/s 的數字丨 丨 0429 二手车交易网丨 信號,進入虛容器VC-4中加入通道開銷576Kb/s後輸出 150.336Mb/s 的信號,在管理單元 AU-4內加入管理單元指針 576Kb/s 後輸出150.Array12Mb/s 的信號,因 STM-N 中的 N=1 故由一個管理單元組 AUG 加入段開銷 4.608Mb/s後輸出 155.520Mb/s 的 STM-1 信號。SDH 網絡設備有交換設備,包括配有 SDH 標準

39、光接口和電接口的交換機,傳送設備包括終端丨 丨 0429 二手车交易网丨 復用器、分插復用器和數字交叉連接設備及再生器,接入設備包括數字環路載波、光纖環路系統等；其中分插復用器是 SDH 網絡中應用最廣泛的設備,它利用時隙交換實現寬帶管理即允許兩個STM-N信號之間的不同VC實現互連,並具有無需分接和終接整體信號即可將各種 G703數字體系接口物理/電氣特性規定的 STM-N 信號接入STM-M 內作任何支路的能力,ADM 在環形網中應丨 丨 0429 二手车交易网丨 用時還具有獨特的自愈能力,即網絡發生故障時無需人為幹預就可在極短時間內從失效故障中自動恢復所攜帶的業務,也就是說使網絡具備發現

40、故障的能力並能找到替代路由在時限內重新建立通信線路。三、SDH 技術傳輸廣播電視信號的過程 SDH 技術基本處於 ISO/OSI 的第一層,用來保障比特流傳輸的正確性,它不具備動態鏈路建丨 丨 0429 二手车交易网丨 立和交換能力,隻擁有靜態的電路分插復用和交叉連接能力,即通過操作員發出電路連接指令來建立某個物理通道；廣播電視領域的 SDH 網起著公共的物理傳輸平臺的作用,在此平臺上一部分帶寬用來傳輸經數字終端設備編解碼的廣播電視節目,另一部分用來直接傳輸用戶數據或是傳輸從 ATM、IP 交換機匯聚來的數據流等。用 SDH 技術傳輸廣播電視信號必須先對信丨 丨 0429 二手车交易网丨 號進

41、行數字化處理,數字化處理分為取樣、量化、編碼等步驟,取樣即是以一定的取樣頻率抽取輸入信號的一個瞬時幅度值,取樣後得到一系列的脈沖式的取樣值稱為取樣序列,量化即是對取樣序列進行幅度上的離散化過程,編碼就是用二進制代碼表示量化值,在信號傳輸的目的地將量化值轉換為信號的過程稱為解碼。由於電視信號編碼後數據量大因而需對其進行壓縮編碼,壓縮編丨 丨 0429 二手车交易网丨 碼主要是通過減少圖像像素之間的相關性來達到壓縮圖像的目的,其主要優點是對傳輸容量的要求有所降低,缺點是當壓縮所含信息量大的圖像時由於要犧牲掉部分圖像信息從而導致方塊效應；圖象壓縮編碼後每個數碼對前後圖像都有影響如果傳輸中發生誤碼則接

42、收端還原出來的圖像將會受較大影響即誤碼擴散問題；此外壓縮編碼還將給圖像信號中插入如股票行情等增值丨 丨 0429 二手车交易网丨 信息帶來不便等。SDH 的傳輸速率中 34.368Mb/s 和13Array.264Mb/s 是最適合電視圖像傳輸的速率,廣播電視節目信號是模擬信號,要先經過編碼器變換成數字信號壓縮後形成13Array.264Mb/s 碼率進入到 C4 容器或者壓縮後形成 34.368Mb/s 進入 C3 容器並最終形成STM-1,廣播電視節目的視頻和音頻信號存放在丨 丨 0429 二手车交易网丨 SDH 的幀結構中的凈負荷區域內,SDH 設備的34Ms/s 和 13Array.2

43、64Mb/s 接口接圖像編碼器,2Mb/s 接口接數據和話音輸入設備,轉換成SDH 形式的廣播電視信號通過光纖或者微波發射進行傳輸,信號傳到業務站點後經解碼器將圖像數據信號還原成模擬信號,通過調制器將其變換到相應頻道經有線電視網傳到用戶傢中。我國的彩色電視采用是 PAL 制式,亮度信號丨 丨 0429 二手车交易网丨 取樣頻率 13.5MHz,色差信號的取樣頻率各為6.75MHz,Y,R-Y,B-Y 每個取樣信號被 8bit 量化則總的傳輸碼率為13.5*8+6.75*8+6.75*8=216Mbit/s,對傳輸速率2.5Gb/s 的 STM-16 而言隻能傳輸 8 路視頻信號,因而用 SDH

44、 傳輸電視信號首先要對其進行壓縮編碼處理；傳輸廣播電視信號常用的壓縮編碼技術有差值脈沖編碼調制,利用圖像數據在空間和丨 丨 0429 二手车交易网丨 時間上的冗餘特性用相鄰的已知像素或圖像塊對當前待編碼的像素或圖像塊進行預測然後對預測值和真實值的差值即預測誤差進行量化和編碼,這種壓縮方式算法簡單易於實現,缺點是編碼壓縮比低、對信道噪聲及誤碼敏感、易產生誤碼擴散等。廣播電視信號的傳輸目前采用這種壓縮技術較多,每路電視信號經 DPCM 壓縮編碼成 70Mb/s,兩路 70Mb/s 信號復合成 140Mb/s 進丨 丨 0429 二手车交易网丨 入 STM-1,即每個 STM-1傳輸兩路 DPCM

45、壓縮的電視信號。除此之外還有 MPEG-2 壓縮技術這是當前電視編解碼的標準,電視節目信號可壓縮到1.515Mb/s,用 SDH 的 STM-16 可傳輸 300 多套MPEG-2 壓縮的數字電視信號,MPEG-2 的缺點是壓縮比較高時信號質量較差特別是壓縮到2Mb/s 以下時圖像的馬賽克效應非常明顯,因而一般常壓縮到 8Mb/s,復用成 34Mb/s 進入 C3 容丨 丨 0429 二手车交易网丨 器最終形成STM-1,由於MPEG-2編解碼器價格較高故目前應用較少。SDH技術傳輸廣播電視信號時要求SDH網較好的時鐘同步性能和低抖動性能,網絡的同步性能差會引起指針調整,指針調整將導致彩色電視

46、信號瞬時變色,而網絡的低抖動性能將通過 SDH網傳遞給解碼器在解碼器輸出端產生抖動引起信號色彩的變化；目前主要采用比特泄漏技術來丨 丨 0429 二手车交易网丨 減少指針調整的問題,或者在 SDH 信號進入映射器前將時鐘信號和數據信號分離使數據信號經過映射器後再和時鐘信號合成,但這種方法需對SDH 設備作較大的改動。消除抖動的有效辦法就是選用不引入抖動的 SDH 設備和能容忍抖動的圖像編解碼器等。SDH 技術主要是為傳輸話音和數據業務而制定的,對視頻業務而言 SDH 技術還存有許多不足之處有待於今後在實踐中不斷完丨 丨 0429 二手车交易网丨 善從而使其更加適合於廣播電視信號的傳輸。四、SD

47、H 技術在江蘇廣電光纜網中的應用 江蘇省廣播電視光纜傳輸網是寬頻帶大容量雙向式的數字傳輸網絡,它外連全國廣播電視傳輸網,內連省內各市縣的有線電視網,最終發展目標是成為適應江蘇省廣播電視事業長遠發展需要的數字化的寬帶綜合業務傳輸網絡,1ArrayArray6 年底原廣播電影電視部通過丨 丨 0429 二手车交易网丨 瞭該網絡總體技術方案的論證,一年後網絡的建設工程全面展開,13 個省轄市在省廣電廳統一指揮下負責各自境內的光纜架設、熔接以及機房建設和設備安裝等工作,經過一年多的建設該網絡於 1ArrayArray8 年 12 月 26 日正式開通投入使用。江蘇廣電光纜網主要由蘇北光纜環網和蘇南光纜

48、環網兩個環形網組成；蘇南環網由省網中丨 丨 0429 二手车交易网丨 心出發經南京、鎮江、常州、無錫、到蘇州,從蘇州的張傢港市東沙鎮過長江後到達南通,從南通到泰州、揚州等市再回到省網中心；蘇北環網則將淮陰、宿遷、徐州、連雲港、鹽城等省轄市連接起來,蘇南蘇北兩個光纜環網在揚州、泰州兩地交匯,江蘇電視臺和江蘇有線電視臺與省網中心三點又組成一個小的 SDH 環網,整個網絡總長18Array1公裡,覆蓋全省13個市64個縣五百丨 丨 0429 二手车交易网丨 多萬有線電視用戶。SDH 技術具有傳輸容量大、傳輸距離遠、傳輸質量好、具有較強的網管功能和自愈功能、不同廠傢的 SDH 設備能相互兼容且易於升級

49、擴容並可傳遞綜合業務等優點；國外電信運營商傳輸語音、視頻和數據信號均采用 SDH 技術,國傢廣電總局已明確規定部級和省級廣播電視幹線網全部采用 SDH 傳輸技術；江蘇廣電光纜網采用丨 丨 0429 二手车交易网丨 SDH 傳輸技術,傳輸容量為 STM-16,傳輸速率2.5Gb/s,蘇南蘇北兩個 SDH 光纜環網的傳輸容量均為 STM-16,其中 13 個 STM-1 用於傳送廣播電視信號,用 1 個 STM-1 建立全省廣播電視系統的內部通信網同時提供富裕容量為其他專業系統服務,用 1 個 STM-1 開展計算機廣域聯網服務為開展數據業務創造條件,用 1 個 STM-1 開展數據視頻和數據音頻

50、業務,根據用戶需求可提供丨 丨 0429 二手车交易网丨 50到100套以上的視頻和音頻節目,開展視頻點播等視聽新業務。江蘇廣電光纜網采用法國阿爾卡特公司的的 Alcatel1715VC 多信道視頻/音頻編解碼器和Alcatel1664SM2488Mb/s 同步插分復用設備傳輸廣播電視信號,1715VC 采用的是混合差分脈碼調制技術,摸擬視頻信號送入 1715VC 的編碼器變換為數字比特流,經光纜線路傳輸到目的地丨 丨 0429 二手车交易网丨 後用解碼器將其變換為摸擬視頻信號；每個STM-1 傳送2 路視頻信號和 4 路音頻信號。蘇州、無錫、常州、徐州、淮陰、連雲港等省轄市為市級中繼站,可下