廣州市廣播電視臺節(jié)目傳輸系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

1、公司絕密廣州市廣播電視臺節(jié)目傳輸系統(tǒng)設計與實現(xiàn)廣州市廣播電視臺節(jié)目傳輸系統(tǒng)設計與實現(xiàn)林進雄(廣州市廣播電視臺，廣東省廣州市510000)摘要廣州市廣播電視臺節(jié)目傳輸系統(tǒng)節(jié)目負責新舊臺址間和新臺址內(nèi)部信號傳輸，本文描述系統(tǒng)的設計思路和實現(xiàn)方案。關鍵詞節(jié)目傳輸，光纖，波分，時分1系統(tǒng)概述廣州市廣播電視臺節(jié)目傳輸系統(tǒng)是負責廣州市廣播電視臺新臺址與舊臺址外部各業(yè)務節(jié)點之間，以及廣州市廣播電視臺新臺址內(nèi)部業(yè)務部門之間信號傳輸?shù)南到y(tǒng)。該系統(tǒng)主要完成新臺址花果山舊臺址之間素材信號和播出節(jié)目信號的傳輸，完成新臺址至各重要臺外業(yè)務節(jié)點，如市電視發(fā)射機房微波總站戶外直播點等節(jié)點的節(jié)目信號傳輸;完成總控系統(tǒng)到演播室

2、演播室到播出系統(tǒng)播出系統(tǒng)到有線前端等新址內(nèi)部信號的傳輸。該系統(tǒng)是電視臺節(jié)目信號的采集制作播出的重要組成部分。22系統(tǒng)設計理念成熟性和先進性:作為廣州電視臺新舊址之間重要傳輸鏈路，對設備的安全穩(wěn)定性和先進性有極高的要求，系統(tǒng)采用成熟的數(shù)字電視廣播技術和產(chǎn)品搭建，減少系統(tǒng)調(diào)試時間和運行風險，兼顧技術發(fā)展，緊跟先進技術，保證系統(tǒng)技術水平的持續(xù)領先。安全性和穩(wěn)定性:系統(tǒng)要求選用先進的高可靠產(chǎn)品，并對關鍵環(huán)節(jié)的設備及部件(如電源模塊等)增加冗余單元，冷熱備份相補;提供完備的系統(tǒng)設備狀態(tài)監(jiān)視告警和日志功能。通過高穩(wěn)定工作的單機設備加上科學合理的冗余備份機制能夠確保整個系統(tǒng)的可靠度。全面性和完整性:系統(tǒng)除了

3、滿足現(xiàn)有的業(yè)務需求，還充分考慮今后整個平臺業(yè)務的擴展需求，以及兩者之間的關系，確保整個系統(tǒng)是完整的全面的?，F(xiàn)有系統(tǒng)傳輸不同種類的信號，包括高標清數(shù)字基帶信號衛(wèi)星信號網(wǎng)絡信號和碼流信號等。可擴展性:系統(tǒng)設計具有良好的擴展性和可升級能力，選用具有良好升級能力和擴展性的模塊化設計的硬件設備。系統(tǒng)接口協(xié)議開放，支持業(yè)務設計開發(fā)和實現(xiàn)。同時提供先進的升級接口，保證對新技術新業(yè)務的支持，并且升級手段簡單易行，保證系統(tǒng)平滑升級，將升級對運營的影響降到最低。33.系統(tǒng)設計和結構廣州市廣播電視臺節(jié)目傳輸系統(tǒng)結構分為三個部分:包括新臺址與舊臺址之間的信號傳輸系統(tǒng)新臺址內(nèi)部信號傳輸系統(tǒng)新臺址對外信號傳輸系統(tǒng)。分別負

4、責新臺址調(diào)度中心與舊臺址之間信號傳輸，新臺址調(diào)度中心與各演播室及收錄系統(tǒng)間的信號傳輸，以及外部直播信號回傳到新臺址調(diào)度中心的信號傳輸。33.1新臺址與舊臺址之間傳輸系統(tǒng)新舊臺址之間傳輸系統(tǒng)主要負責位于廣州電視臺新址廣州國際媒體港西塔八樓的總控中心與位于環(huán)市中路的舊臺址調(diào)度中心之間的信號傳輸，通過該系統(tǒng)，可以將舊臺址演播室信號，舊址衛(wèi)星場區(qū)衛(wèi)星接收信號，同播期間播出信號，舊址制作網(wǎng)新聞網(wǎng)媒資網(wǎng)等節(jié)目生產(chǎn)網(wǎng)的節(jié)目素材文件傳到新址總控中心與新址主干網(wǎng)系統(tǒng)，同時新址的演播室信號，制作新聞媒資等節(jié)目生產(chǎn)網(wǎng)的節(jié)目素材文件也可通過節(jié)目傳輸系統(tǒng)傳回舊址調(diào)度中心和舊址節(jié)目生產(chǎn)網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)新舊址間節(jié)目生產(chǎn)的資源共

5、享。新臺址與舊臺址之間傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)男盘柛袷桨ǜ邩饲寤鶐盘杋p信號衛(wèi)星l波段信號。3.1.1hd-isdi/sdi信號廣州市廣播電視臺舊臺址調(diào)度中心利用128*128高標清數(shù)字切換矩陣，將舊臺址的各演播室信號部分外來信號新舊臺同播期間的播出信號都輸入該矩陣，再經(jīng)由光纖鏈路傳送到新臺址西塔八樓調(diào)度中心。同時，新址的各演播室信號播出信號戶外直播信號，也通過新址總控中心調(diào)度矩陣經(jīng)光纖鏈路傳回舊址調(diào)度中心，新舊址間合共雙向傳輸16路高清數(shù)字基帶信號64路標清數(shù)字基帶信號。3.1.2衛(wèi)星信號廣州市廣播電視臺在新臺址新建有衛(wèi)星接收場區(qū)，但舊臺址的衛(wèi)星接收系統(tǒng)也保留功能，作為新臺址衛(wèi)星接收系統(tǒng)的重要備份

6、。舊臺址接收的衛(wèi)星接收天線信號，通過節(jié)目傳輸系統(tǒng)將40路衛(wèi)星l波段信號傳輸?shù)叫屡_址西塔八樓調(diào)度中心，然后接入4832路的l波段切換矩陣和16選1的切換開關，最后分配到衛(wèi)星解碼器，以實現(xiàn)對l波段信號進行分配和使用。p3.1.3ip信號為了新舊臺址日后兩地播出媒資生產(chǎn)媒資素材文件的資源共享，舊臺址的制作網(wǎng)新聞網(wǎng)媒資網(wǎng)等專業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)的素材文件通過接入舊址網(wǎng)絡交換機，經(jīng)由節(jié)目傳輸系統(tǒng)的光纖鏈路傳送到新臺址西塔八樓調(diào)度中心的光纖集線架，再接入新臺址的專業(yè)網(wǎng)核心交換機，進入新址專業(yè)主干網(wǎng)后，傳送到共享盤區(qū);同樣，新址制作新聞媒資等專業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)的素材文件也可以通過節(jié)目傳輸系統(tǒng)，傳送到舊址專業(yè)網(wǎng)的共享區(qū)域。實現(xiàn)新

7、舊臺址兩地同播期間專業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)素材文件的交換互通。通過新舊臺址節(jié)目傳輸系統(tǒng)的ip信號傳輸，利用snmp協(xié)議，新舊臺址間的傳輸系統(tǒng)設備可以聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程監(jiān)測和控制，極大地方便值班人員對系統(tǒng)進行配置和日常維護和監(jiān)控。3.1.4舊臺址電視塔播出信號由于廣州市廣播電視臺播出信號仍將在舊臺址花果山發(fā)射塔進行無線發(fā)射，節(jié)目傳輸系統(tǒng)將新臺址播出中心綜合頻道的2路高清數(shù)字信號，6路標清數(shù)字信號傳送到舊臺址花果山發(fā)射塔，并由舊臺址花果山發(fā)射塔返送4路標清數(shù)字信號到新臺址播出中心。3.1.5新臺址與舊臺址之間傳輸通道統(tǒng)計廣州市廣播電視臺新舊臺址間傳輸系統(tǒng)的信號包括基帶信號ip信號l波段信號等，其傳輸方向數(shù)量的統(tǒng)計如下

8、表:表1:新舊臺址傳輸通道統(tǒng)計表序號a端b端信號格式傳輸方向通道數(shù)量1舊臺址調(diào)度矩陣新臺址西塔八樓調(diào)度中心hdsdiab10ab6sdiab48ab162舊臺址交換機ipab43舊臺址衛(wèi)星信號l-bandab404舊臺址電視塔新臺址播出中心hdsdiab2sdiab6ab463.1.6新臺址與舊臺址之間傳輸設備及鏈路設計設計節(jié)目傳輸系統(tǒng)時，需要考慮到采購系統(tǒng)設備一次性的投入成本，還需要考慮到新舊臺址間光纖鏈路的使用成本，由于廣州市廣播電視臺新舊臺址間距離約為20公里，新舊臺址間的光纖傳輸需要租用電信企業(yè)的光纖鏈路，如果采用單通道傳輸方向，至少需要租用68對光纖鏈路，每年將產(chǎn)生巨額租用的費用。所

9、以，必須采用先進的成熟的和可靠的技術和產(chǎn)品，降低新舊臺址間光纖鏈路的傳輸數(shù)量，減少光纖鏈路的租用成本。對此，我臺經(jīng)過大量的調(diào)研和充分地論證，決定新舊臺址間光纖傳輸中使用時分復用和波分復用技術，極大地減少光纖傳輸?shù)臄?shù)量。時分復用tdm是指一種通過不同信道或時隙中的交叉位脈沖，同時在同一個通信通道上傳輸多個數(shù)字化數(shù)據(jù)語音和視頻信號等的技術。通過時分復用技術，可以在一個光纖通道中傳輸8路數(shù)字高清或8路數(shù)字標清信號。波分復用wdm是將兩種或多種不同波長的光載波信號在發(fā)送端經(jīng)復用器匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進行傳輸?shù)募夹g;在接收端，經(jīng)解復用器將各種波長的光載波分離，然后由光接收機作進一步處

10、理以恢復原信號。這種在同一根光纖中同時傳輸兩個或眾多不同波長光信號的技術，稱為波分復用。波分復用主流有cwdm與dwdm兩種，密集波分復用dwdm技術實現(xiàn)難度大，成本高，我臺采用了粗波分復用cwdm技術。新舊臺址間的節(jié)目傳輸系統(tǒng)，每8路sdi高標清視頻信號先通過時分復用方式打包，每8路時分復用后的信號，利用波分復用技術，復用到一條光纖后進行傳輸，到達另一端點后，解復用后恢復為sdi高標清視頻信號。通過時分復用和波分復用技術，能高效率低成本地傳輸大量的視頻基帶信號。經(jīng)過嚴格的測試，該方案的傳輸?shù)男盘栙|量符合國家標準，滿足使用需求。為此，根據(jù)需要傳輸?shù)男盘柼攸c和保障程度的不同，我臺節(jié)目傳輸系統(tǒng)采用

11、了以下的設備和方案:新舊臺址調(diào)度中心間的高標清基帶信號和ip信號，通過采用時分復用tdm和波分復用cwdm的方式，將雙向80路高標清數(shù)字基帶信號和4路ip信號，最大程度減少到2路光纖通道進行傳送。舊臺址衛(wèi)星接收系統(tǒng)的l波段信號使用單路傳輸模塊和cwdm無源波分復用模塊，利用5路光纖通道將40路l波段信號傳送到新臺址的調(diào)度中心。為保證安全播出，確保播出信號在新臺址播出中心和舊臺址發(fā)射塔之間的傳輸安全，該信號采取波分復用cwdm的方式，利用獨立的2芯光纖進行傳輸。采用以上的方案后，與采用單通道傳輸方案租用光纖鏈路的費用對比見下表:表2選用不同傳輸方案光纖鏈路租用費用對比表方案新舊臺傳輸距離光纖鏈路

12、租用單價需要光纖通道數(shù)量每年租用總費用采用單通道傳輸20公里300元/公里/月68對489.6萬采用優(yōu)化方案傳輸20公里300元/公里/月5對36萬通過方案對比，采用優(yōu)化設計的方案，每年光纖鏈路的租借費用，比采用單通道傳輸?shù)姆桨福?jié)省92.64%的費用，為我臺大大減少了節(jié)目傳輸成本。采用時分復用tdm和波分復用cwdm的方式后，新舊臺址節(jié)目傳輸系統(tǒng)只需占用4對光纖線路通道，具體連接方式見圖1:圖1新舊臺址調(diào)度中心節(jié)目傳輸系統(tǒng)圖新臺址播出中心和舊臺址發(fā)射塔之間采用波分復用cwdm的方式進行傳輸，只需要占用1對光纖通道，具體傳輸方式如圖2:圖2新臺址播出中心與電視塔節(jié)目傳輸系統(tǒng)圖33.2新臺址內(nèi)部

13、傳輸新臺址節(jié)目傳輸系統(tǒng)中的內(nèi)部傳輸部分主要負責新臺址內(nèi)各總控系統(tǒng)播出系統(tǒng)演播室系統(tǒng)媒資系統(tǒng)珠江數(shù)碼之間的高標清及同步信號的傳輸。實現(xiàn)廣州市廣播電視臺新址間的節(jié)目生產(chǎn)系統(tǒng)間的節(jié)目信號的傳輸。3.2.1新臺址內(nèi)部傳輸需求廣州市廣播電視臺內(nèi)部傳輸線路以高清數(shù)字基帶信號為主，包括新址西塔八樓總控系統(tǒng)與西塔一樓分控系統(tǒng)的雙向共184路高清數(shù)字信號;西塔一樓分控系統(tǒng)與演播室群雙向共80路高清數(shù)字信號;西塔一樓演播室傳輸?shù)轿魉藰遣コ鲋行墓?4路高清數(shù)字信號;西塔八樓播出中心傳輸?shù)轿魉艠侵榻瓟?shù)碼前端機房共64路高標清數(shù)字信號;西塔八樓總控系統(tǒng)傳輸?shù)轿魉邩敲劫Y收錄中心共64路高清數(shù)字信號等。廣州市廣播電視

14、臺內(nèi)部傳輸線路有部分asi傳輸流信號，包括西塔九樓珠江數(shù)碼前端機房傳送到西塔七樓媒資收錄中心的16路asi碼流信號;西塔九樓珠江數(shù)碼前端機房傳送西塔八樓播出中心的30路asi碼流信號。廣州市廣播電視臺內(nèi)部傳輸還包括西塔八樓總控系統(tǒng)通過l波段矩陣調(diào)度傳送到西塔九樓珠江數(shù)碼前端機房的8路l波段衛(wèi)星信號。23.2.2新臺址內(nèi)部傳輸通道統(tǒng)計廣州市廣播電視臺新址間內(nèi)部傳輸系統(tǒng)包括高標清數(shù)字信號ip信號l波段信號等，其傳輸方向數(shù)量的統(tǒng)計如下表:表3新址內(nèi)部信號傳輸通道統(tǒng)計表序號a端b端信號格式傳輸方向通道數(shù)量1西塔八樓調(diào)度中心西塔一樓二級調(diào)度機房hdsdiab120hdsdiab642臺內(nèi)其他熱點hdsd

15、iab103西塔一樓及北庭各演播室hdsdiab40hdsdiab404大平臺直播區(qū)hdsdiab4hdsdiab25西塔八樓調(diào)度中心西塔七樓媒資收錄機房hdsdiab646西塔九樓珠江數(shù)碼asiab167西塔八樓播出中心新臺址各演播室hdsdiab248臺內(nèi)同步ab109西塔九樓珠江數(shù)碼sdiab4410hdsdiabxx年西塔九樓珠江數(shù)碼西塔八樓調(diào)度中心asiab3012西塔八樓調(diào)度中心西塔九樓珠江數(shù)碼l-bandab833.2.3新臺址內(nèi)部傳輸設備及鏈路設計所有信號都以單通道形式傳輸，因距離較短，。由于在各點之間都有足夠的光纖連接，而且需要傳輸?shù)男盘柎蠖嗉性谡{(diào)度機房或播出中心，故系統(tǒng)設

16、計時，在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，采用基于sfp模塊(熱插拔小封裝模塊)的高密度光傳輸平臺來降低成本，并節(jié)約設備安裝的機架空間，同時達到了降低系統(tǒng)能耗的效果。使用不同設備后設備安裝占用空間和能耗的對比見下表:表4采用不同光纖傳輸模塊占用空間能耗對比表模塊類型模塊數(shù)量需要機箱數(shù)量單個機箱占用空間設備安裝占用總空間單個機箱功率全部機箱總功率傳統(tǒng)板卡式模塊488463u230u360瓦16.56千瓦sfp模塊488192u76u200瓦7.6千瓦由以上的表格可見，采用基于sfp模塊的高密度光傳輸平臺，可以比采用傳統(tǒng)板卡式模塊的光傳輸平臺減少66%的設備安裝空間，降低55%的設備使用能耗。3.3新臺址

17、對外傳輸廣州市廣播電視臺新臺址對外節(jié)目傳輸系統(tǒng)負責戶外制作點的高標清基帶信號的傳輸。采取統(tǒng)一機箱加單路光傳輸板卡的方式，每一路信號占用唯一的光纖通道，且配置的小型機箱易于移動，便于維護，同樣是雙電源的配置保證了系統(tǒng)安全穩(wěn)定。新臺址對外傳輸如圖3:圖3新臺址外部節(jié)目傳輸系統(tǒng)圖44系統(tǒng)設計特點:先進性和高性價比:充分考慮需求現(xiàn)有資源網(wǎng)絡資源未來可預計的發(fā)展方向，并結合國內(nèi)外最先進的技術和設備。從實用性經(jīng)濟性出發(fā)，著眼于近期目標和長遠的發(fā)展，選用先進設備進行最佳性能組合，新舊臺址間節(jié)目傳輸部分時分復用tdm和波分復用cwdm等先進技術，每年節(jié)省92.64%光纖鏈路租借費用，構造一個具高性價比的實用性系統(tǒng)。節(jié)能環(huán)保響應國家節(jié)能環(huán)保政策的號召，節(jié)約能源消耗量，采用先進節(jié)能方案，新臺址內(nèi)部傳輸采用基于sfp模塊的高密度光傳輸平臺，比采