分析与讨论数字电视传输的主要技术

王轩

摘 要：文章中主要介绍了数字信号传输的常见问题和数字信号的传输方式、SDH传输网分层模型、SDH传输系统的组成及SDH网络运用的主要新技术。

关键词：数字电视；传输；分析与讨论

数字电视是指包括节目摄制、编辑、发送、传输、存储和接收等环节全部都采用数字处理的全新数字系统，也即在信源、信道、信宿三个方面全面实现数字化和数字处理的电视系统。数字电视系统按照信号传输方式有：卫星数字电视传输系统，有线数字电视传输系统，地面数字电视传输系统。

1 数字信号常见的传输问题

数字信号在传输过程中的问题主要有路径损耗、脉冲干扰、抖动和漂移、衰落、马赛克现象等。路径损耗就是有效发射功率和接收到的功率之比。数字信号在传输过程中遇到的衰落问题主要分为阴影衰落（建筑物、室外小山等障碍物引起的信号改变）和多径衰落（发射信号经过不同路径反射到达接收机的时间不同造成）。脉冲干扰是由于灯的开关、汽车的点火装置等引起的时间短促而功率较大的电磁脉冲对信号的干扰，是数字信号传输中的主要问题之一。抖动是数字信号各有效瞬间相对标准时间位置的偏差，是数字信号传输过程中的一种瞬时不稳定性。漂移是数字信号在特定时间相对其理想参考时间位置的长时间偏移。漂移容易引起传输信号在时间上偏离理想位置、使得信号比特在判决电路中不能正确识别、从而产生误码。马赛克现象主要指因传输误码的增多的而出现的方块形图像丢失、丢失图块里充满噪声的现象。

2 传输数字信号的方式

数字信号的传输方式分为基带传输和载波传输两种。基带传输就是把数字信号通过码型变换变为适于传输的码型，并经过发送低通滤波器除部分高频分量、经过光纤、电缆、双绞线或者微波等进行传输。基带传输的信号主要是二进制矩形脉冲信号。载波传输是指把基带信号调制到一定的载波上，将载波送入信道去传输。它与基带传输的最主要区别是增加了调制和解调的环节。载波传输利用到的主要调制技术有QPSK（四相移相键控）调制技术和QAM（正交幅度调制）技术。

3 基于SDH的有线数字电视传输技术

我国有线电视传输网络在结构上就是一个分级的SDH/DWDM（密集波分复用）传输网。

3.1 SDH传输网分层模型

SDH是一种同步的数字传输网，所谓同步，就是其复接的方式采用同步复接、其各支路的低速信号是相互同步的。SDH传输网可以分成电路层、通道层和传输媒介层。

3.2 SDH传输系统的组成

STM-4传输系统的支路信号（TR）是要传输的信息数据流，他们的数据率可以是PDH的一到四次群信号，也可以是SDH的低次群信号。低端复用设备（TM）用于将输入的多各支路信号复用到SDH的STM-4速率后，送入光纤输入线路，也可使用数字微波传输线路。再生器（REG）用于传输信号的再生，以消除传输噪声的影响，它在微波传输线路中可以由中继站的中继设备代替。分插复用设备（ADM）用于中间站需上/下的复接和分接，避免PDH传输系统中多级复用设备成对连接的复杂性。也可用SDH同步数字交叉连接设备（SDXC）代替ADM，实现三个方向间以VC为传输单元的交叉连接。支路信号的传输路径称为通道，它可以分为多个复用段，两个复用设备之间的传输区间组成一个复用段，复用段又可以被分为多个再生段，再生段至少有一个端站为再生设备。

4 SDH网络运用的主要新技术

SDH网络运用的主要新技术主要包括：VC虚级联、通用成帧规程（GFP），动态链接容量调整机制（LCAS）和弹性分组环（RPR）等。其主要目的是使用SDH传输系统适合于传输包括数据业务在内的VoIP、IPTV以及多媒体等多种业务，使SDH网的接口和规约具有灵活性，也有利于SDH网络易于智能化。

4.1 通用成帧规程

通用成帧规程（Generic Framing Procedure，简称GFP）是一种将高层的用户信息流适配到传输网络，在通过SDH网络传输之前，将异步的、突发和可变帧长的业务进行适配；它是第一层数据分装机制，也是一种灵活高效的映射方法。通用成帧的优势在于它可以提供更强的监测和纠错能力，并能提供比传统封装方式更加高的带宽效率。GFP帧结构包括核心包头、净荷包头、GFP净荷和帧检测序列。

4.2 VC虚级联

传统的级联方法是连续级联。连续级联是将几个相连的容器结合成一个大的容器并通过SDH系统传输。缺点是传输链路的所有的网元必须能识别和处理它，且由于带宽颗粒较大使得传输效率较低。而VC虚级联却没有这种问题。因为虚级联分别映射各独立的容器到一个虚的级联链路；且任何容器可编成一组，它提供了更精细的带宽颗粒度；此外它能使运营商根据用户业务需要调整传输容量。通过VC虚级能实现带宽颗粒调整，也能实现业务带宽与SDH虚容器之间的适配，还可实现多径传输。

4.3 链路容量调整机制（LCAS）

LCAS（link Capacity Adjustment Scheme，链路容量调整机制）可以根据业务流量对所分配的虚容器带宽进行动态调整，并且在调整的过程中不会对数据的传输性能有影响。使用这种技术可以提供一种无损害的调整链路容量的控制机制。LCAS的功能是通过对VC虚级联中的虚级联数据组进行动态配置，提高VC虚级联的灵活性。它使用请求/应答机制，通过增加或者减少虚级联信号组中的级联信号来实现链路的容量调整。

4.4 弹性分组环（RPR）

弹性分组环技术结合以太网的实用性和SDH光传输设备的强大功能，利用空分复用，时分统计复用和保护环提高带宽的利用率，实现了节点对网络资源的合理利用，同时还支持业务分机，以及即插即用等特性，将城域网转变为快速简单、可靠、并及时提供丰富增值服务的宽带网络。它解决了城域网的现存问题，使其既有以太网低成本，有效和简单性，又有SDH传输技术的高科用性、灵活性。

5 结语

随着数字电视的进一步普及和推广，地面数字电视传输系统、数字电视有线传输系统等各类传输系统将发挥更重要的作用，新技术的推广和使用，将推动数字传输系统的进一步发展。