【內容提要】 本文主要介紹了湖南電臺節目信號源從總控傳送到發射臺的兩種主要方式:廣電SDH網內傳輸和MADI光纖傳送,他們在不同的客觀條件下,各自發揮著作用,各有特點,相互補充。
【關鍵詞】 節目信號源傳輸 SDH MADI E1 數字化傳送
隨著數字化進程的推進,廣播電臺的節目制作基本都數字化了,調頻發射臺也逐步采用數字輸入、數字處理的激勵器,如我臺使用的HARRIS發射機Z10CD用的激勵器digitalCD。為了得到更好的播出音質,充分發揮digitalCD的優勢,今年我們將信號從總控到發射臺的傳輸作了全面的改造,全面使用了數字化的傳輸,總的來說,是采用兩類方法,一類是在廣電SDH網中插入最后編碼成E1的音頻信號,另一類是用MADI光纖傳輸。
一. SDH網內傳送廣播節目信號
SDH(Synchronous Digital Hierarchy)是一種同步數字體系,一種高速傳輸的數字通信技術,它采用同步時分交換技術,具有強大的網絡運行、管理和維護功能,是一種高速大容量傳輸系統。它的優點有:
·充分利用光纖高帶寬的特性,將傳輸速率大大提高,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于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、開業務時的性能監視等功能,滿足了廣播電視傳輸網的信息傳輸和交換的要求;
·使用了標準的光接口和復用標準,使得不同廠家的產品可以在光接口上實現互聯,橫向兼容,且與原來的PDH網完全兼容,還可容納各種新的數字業務信號;
·采用一步復用特性,只需利用軟件即可使高速信號一次直接分插出低速支路信號,且統一了北美制式1.544Mb/s和歐洲制式2.048Mb/s,具體來說:采用同步復用和靈活的復用映射結構,使來自不同業務提供者的信息凈負荷在不同的環境下同步復用,且可承受一定的定時基準丟失,此外,SDH還引入了“虛容器”(VC:Virtual Container)的概念,當各種業務信息經處理裝入VC后,系統可不管所承載的信息結構,只需處理各種虛容器即可。
因此它已被國際電信聯盟標準部(ITU-T)確定為長途傳輸的標準技術,國外電信運營商既用SDH技術傳輸語音信號和數據信號,又用其傳輸視頻信號。國家廣電總局也已明確規定部級和省級廣播電視干線網全部采用SDH傳輸技術,數據流的傳輸碼率為2.5Gbit/s即STM-16。我省也已建成了以光纜為傳輸介質,SDH為傳輸平臺的傳輸網絡。
SDH技術的基本傳輸原理如下:
SDH采用的信息結構等級稱為同步傳送模塊,STM-N(Synchronous Transport Module,N=1,4,16,64),最基本的模塊為STM-1,四個STM-1同步復用構成STM-4,四個STM-4同步復用構成STM-16;SDH采用塊狀的幀結構來承載信息,每幀由縱向9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(SOH)區、STM-N凈負荷區和管理單元指針(AU PTR)區三個區域,其中段開銷區主要用于網絡的運行、管理、維護及指配以保證信息能夠正常靈活的傳送;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;凈負荷區域用于存放真正用于信息業務的比特和少量的用于通道維護管理的通道開銷字節。SDH的幀每幀傳輸時間為125微秒,每秒傳輸1/125*10(-6)=8000幀,則STM-1的傳輸速率為155.520Mb/s;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(C)再加入通道開銷(POH)形成虛容器(VC)的過程,幀相位發生偏差稱為幀偏移,定位即是將幀偏移信息收進支路單元(TU)或管理單元(AU)的過程,它通過支路單元指針(TU PTR)或管理單元指針(AU PTR)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。
SDH網絡設備有交換設備,包括配有SDH標準光接口和電接口的交換機;傳送設備包括終端復用器、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(ADM)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,并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(M>N)內作任何支路的能力,ADM在環形網中應用時還具有獨特的自愈能力,即網絡發生故障時無需人為干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故障的能力,并能找到替代路由,在時限內重新建立通信線路。
SDH技術傳輸廣播電視信號的過程如下:
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(CODEC)編解碼的電視節目,另一部分用來傳送其他數據,比如我們的純廣播節目。SDH的傳輸速率中34.368Mb/s和139.264Mb/s是最適合電視圖像傳輸的速率,因此SDH設備的34Ms/s(或45Mb/s)和139.264Mb/s接口接圖像編碼器,2Mb/s(準確地說是2.048Mb/s)接口接廣播節目的E1信號。
E1是ITU-T制定并由歐洲郵政與電信協會(CEPT)命名的數字傳輸系統一次群標準,傳送電話語音時,它由32個64kb/s的PCM話路經過分時復用形成,其中30個話路傳輸語音等信息,另兩個話路作為系統開銷,傳輸同步碼、信令碼及其他輔助信號。E1接口的物理及電特性符合CCITT的G.703標準,接口有非平衡的75ohm、平衡的120ohm2種。
E1的特性可以歸納為:
1.一條E1是2.048M的鏈路,電話語音用PCM編碼,廣播節目信號采用MPEG-2編碼。
2.一個E1的幀長為256個bit,分為32個時隙,一個時隙為8個bit。
3.每秒有8k個E1的幀通過接口,即8K*256=2048kb/s。
4.每個時隙在E1幀中占8bit,8*8k=64k(電話語音碼率),即一條E1中含有32個64K;立體聲廣播節目經過MPEG-2壓縮編碼后,碼率一般取256Mb/s,一套立體聲廣播占用4個時隙,即一條E1中含有8個256K。
E1有成幀、成復幀與不成幀三種方式。在成幀的E1中,第0時隙用于傳輸幀同步數據,其余31個時隙可以用于傳輸有效數據;在成復幀的E1中,除了第0時時隙外,第16時隙是用于傳輸信令的,只有第1~15,第17~31共30個時隙可用于傳輸有效數據;而在不成幀的E1中,所有32個時隙都可用于傳輸有效數據。
廣播節目傳輸一般不采用不成幀,因此,每個2Mbit/S傳送碼流最多可傳送總數為15路單聲道或7路立體聲廣播節目。目前我們用這種方式共傳送7套立體聲節目,作為發射的備用信號源。
二. MADI光纖傳送節目信號
MADI(Multichannel Audio Digital Interface——多通路音頻數字串行接口)是一種接口標準,是由Sony,Mitsubishi,SSL和Neve聯合倡導開發的,后來由AES(Audio Engineering Society)制定為AES-10標準,是AES3標準的延伸。
它適用于在同軸電纜或光纜上進行以線性表示的,取樣頻率范圍在32kHz~48kHz(96kHz*)(±12.5%),分辨率達每通道24比特的56(64*)通道數字音頻