兰州广播电视台播控中心机房光纤改造分析

2021-12-13吴建军窦树雄

电视技术 2021年10期

吴建军，窦树雄

（兰州市广播电视台，甘肃兰州 730030）

0 引言

随着信息技术的发展，信息的传播进入三网融合阶段。身处这个时代，每个行业都不能自闭于信息孤岛，作为传统媒介的广播电视传媒与各个通信运营商之间的业务往来愈加频繁。对于现场直播、重大事件报道，电视台不仅需要通过自己的有线电视网络将电视信号传送到千家万户，还要通过运营商的光缆将音视频画面传播到各地区以及不同的平台。为此，对于电视台而言，选择可靠的传播方式是其首要考虑的问题。

当今主流的电视信号传播技术主要有光纤传输、微波传输以及卫星传输3种方式。光纤传输技术成本廉价、传输速度快，为多数传输企业所使用。光纤即光导纤维，其传输原理是全反射。单根光导纤维数据传输速率可以达到1 Gb·s-1，不仅可用来传输模拟信号和数字信号，而且可以满足视频传输的需求。光纤传输通过光缆将信号传送到居民区或商业区，既避免外界电磁波干扰、信号也更加稳定，能够满足不同用户需求。光纤作为网络媒介传输速率最快的一种，具有损耗少、传输质量好、传输容量大等优点，被人们广泛应用于生活中。光纤接入网从技术方面可以分为有源光网络以及无源光网络两种，因方式不同，有源光网络也大致可分为两种，分别为基于PDH的AON和基于SDH的AON。光纤传输信号极为方便，传输距离远，其中波长为 1310 nm的光波在传输过程中可以达到零色散，近距离传输时损耗极少，而采用1550 nm波长的光波，虽然会有码间干扰，但是即使中间没有放大器也能保证信号损失极小，并可以根据需要增加多个光分路器。采用1310 nm和1550 nm的光波相互配合，可以做到传输距离远、信号安全的传输。

ODF架即光纤配线架，是通信配线设备的主要设备，主要用于光缆成端。光缆经过走线架进入基站，ODF的主要作用就是完成成端以及跳纤。光缆中的每根光纤一一对应，方便光口使用。光路只有一条，所以ODF相当于一排光路出口，再使用跳纤相连，连接设备与光缆，构成局部的传输完整。

以往，广播电视主要采用电缆传输，现在广播电视已经不再使用之前的模拟信号和射频开路信号，而是全部采用数字分量串行接口（Serial Digital Interface，SDI），其中嵌入了音频信号，通过一定的比特率将信号通过单一通道按一定顺序进行传输，受制于信号衰减的影响，同轴电缆已经不能适应当前的信号传输要求。

因此，广播电视制作播出系统内部的传输方式由原来的同轴电缆向光信号传输转变，已经出现光传输全面取代同轴电缆的趋势。为顺应时代发展的需求，兰州广播电视台作为省会主要传播媒体，因势利导，着力发展全台光网络，逐步实现全光纤覆盖。本文以兰州广播电视台播控中心机房光纤改造为例，分析改造工艺及过程，总结经验教训，以期为电视台光纤改造提供一定的参考。

1 原有光链路概况

兰州广播电视台播控中心是全台信号的汇集中心。制作好的节目通过播控系统传输到有线电视网和IPTV网内，现全部采用光信号传输，未改造前的基本拓扑如图1所示。

图1 改造前光路拓扑图

2 原有施工工艺及存在的隐患

原有传输采用的是光缆进入机房静电地板下成端，成端盒直接连接NETWORK机箱光模组件。NETWORK机箱配备10张板卡，光收、光发通过板卡不同功能达到传输目的。光发卡一路SDI光发器，模块化，码率为19.4～540 Mb·s-1，输入1路SDI，环出2路SDI，光输出一路单模9/125 μm光纤。光波长1310 nm、1550 nm、CWDM、DWDM等可选[1]。光接口为SC/UPC，电接口为BNC。控制方面，采用可网管的模块设置及监控系统，带BITE（内嵌测试设备），完全兼容DVB-ASI，遵循SMPTE-259M/297M标准。NETWORK板卡性能稳定，经过兰州广播电视台近3年时间的实际使用，运行稳定，误码率低，更换板卡方便。但是所有板卡在一个NETWORK机箱内，如果机箱电源宕机则可能导致所有节目无法传输。原有设计中，因造价问题没有实现备份功能，而且成端盒与NETWORK机箱之间的可用光纤余量小，盘留短，不便于日后的设备检修、故障排查、设备增减。如果光纤出现弯折会导致信号受损，一旦光纤断路，如果没有专业仪器，专业人员无法及时修复，势必发生安全播出事故。

3 改造提升方案分析

3.1 改造计划

此次改造，加购NETWORK机箱一只，光模板卡10张，结合现有多铁克光机对所有传输信号做备份，利用深夜时间对播出系统光纤线路进行一次性升级改造，由传统直熔成端连接方式改造为更加安全、便于维护的ODF机架式连接方式，并借此机会重新整理原有光传输链路，对信号做到一一备份，同时为将来构建全台光矩阵、光路由做好准备。针对不同接收单位，所有对外传输全部采用1550 nm波长光收发卡，既保证了传输距离达到40 km以上时不会出现信号衰减、造信号丢失，又可以为将来有需要增加光分路器做好准备；内部信号由于传输距离都小于40 km，收发采用1310 nm光收发卡，在保证信号稳定的同时，保证零色散。编码器采用哈雷（进口）与数码视讯（国产）相结合的方式，在降低造价的同时保证信号传输的稳定性，另外搭配部分多铁克单机作为应急备份单元，同时作为台内多个演示单元的信号传输方式[2]。

3.2 系统构架

系统构架模式是基本结构组织方案的一种，提供一组预定义子系统，常用来表示软件系统，它的作用在于规定组织间各项人员职责并起一定指导作用。系统构架模式改造后的光路拓扑如图2所示。一般来说，业务架构是由功能需求决定，为此相关人员应根据相关业务要求来设计业务架构[3]。而光纤系统架构在某一给定时间内是通过不断减少的构架与其他结构相互连接而成。

图2 改造后光路拓扑图

3.3 改造目标

根据当前现状和业务发展需求，设定改造计划的目标[4]如下：

（1）进网信号均由播出机房末端编码器编码后转换为光信号，经甘肃省网络公司传输机房进入甘肃省网络公司兰州分公司机房，ODF的引入可以有效防止光纤和编码器交叉损坏造成长时间播出事故；利用原有1310 nm和1550 nm二选一自动切换器传输信号到兰州铁路电视台闭路电视系统；

（2）传输数字电视和模拟电视信号到白塔山微波发射台；

（3）接收微波转播车中继接收机信号，由解码器解码后送至新闻演播室；

（4）传输高清信号到电信IPTV；

（5）台内3、4、5三间演播室信号互通；

（6）移动4G台内节点功能保留；

（7）为新建成的融媒体中心传输高清信号；

（8）以播控中心为核心打造全台光路由通路；

3.4 具体实施操作方式

（1）白天对4号楼、5号楼、播控中心敷设12芯光缆各一组。

（2）利用播出系统调用信号源较少的夜晚时段，将ODF上架，先将暂时没有使用的信号全部整理好，一一对应地接在ODF跳纤盘内，改造过程中不能中断信号，还要确保在线设备的安全，用一台冷备的数码视讯编码器按照传输要求配置后作为备用。应急编码器的连接如图3所示。

图3 应急编码器连接图

（3）编码器采用主备路热备份方式，之所以多备份一台编码器作为应急编码器，是为预防施工中主备编码器出现宕机或无法上电引起播出事故。先将送入有线网内的编码器信号切换成备路信号，由于是无缝切换，观众感受不到切换过程。此时进行光纤的熔接，将原有直熔头全部熔接在ODF上，通过跳纤连接NETWORK光模组，进行信号传输，观察信号正常后切回主路编码器。

（4）按照同样的办法对备路编码器进行切换，将原有直熔头全部熔接在ODF上，通过跳纤连接NETWORK光模组，进行信号传输，观察信号是否正常。

（5）整理好所有光纤，做好标识，记录存档，改造后的机柜如图4所示。

图4 改造后机柜图

3.5 施工改造结果

此次改造共调整12芯光缆5组、8芯光缆2组，拆除废旧4芯光缆2组，对播出、进网传输没有任何影响[5]。改造完成后，形成了以播控中心为核心的台内光信号路由体系，在任何一个演播室进行的节目都可以进入播控系统，通过矩阵的调度完成播出，若某根光缆损坏，可以跳接到其他光缆上，为将来光矩阵的引入做好了前期准备工作。