SDH 传输技术运用于广播电视信号传输的分析

◎王 杰

(贵州省广播电视技术中心，贵州 贵阳 550001)

由于新时代发展速度加快，科学技术也在持续发展当中，而且技术水平不断提高，在这其中发展较快的一个技术就是SDH 技术。各种新技术在广播电视传输设备中获得了广泛运用，特别是对改进图像的清晰度、图像传递质量、增加电视节目套数等方面发挥着重要作用[1]。当今光纤、卫星等领域统统运用了SDH 技术传输体制，该传输速率高，促使传统广播电视信号传输缓慢的情况得以改变，大大增强了传输效率。故而，下面对广播电视信号传输运用SDH 技术展开了论述。

一、SDH技术概述

(一)SDH 时代背景

SDH 传输概念并非是当今时代才出现的，其诞生可以追溯至20 世纪80 年代，创始者为美国贝尔通信研究所人员，也被人们称之为同步网络。实际上，这是经过全套分等级标准传输结构创立起来的，适合使用在类型多元化的经适配处理的净负荷，也就是完了节点接口比特流中运用在电信业务的那一部分，在各种物理媒质中传输[2]。这一标准在20 世纪80 年代初发展成了美国数字体系的最新标准。在发展过程中，相关研究者让SDH 发展成同时适合使用在微波、光纤灯通信技术体制当中。

(二)SDH 技术基本构成

SDH 的英文全称就是Synchronous Digital Hierachy，中文名称被称之为同步数字体系。这是一种传输数字通信技术，可以提高传输效率，增强传输工作质量。在SDH 传输网内，主要是以相关网络单元构建而成，在各种物理媒质中同步传递信息，结合了多种功能，比如复接功能、传输功能等，能统一进行网络管理和操作，是系统化的信息网络。除此以外，SDH 技术还可以实现网络管理、动态维护等，促使网络资源不会出现浪费的现象，提高资源利用率。

SDH 有统一的网络节点NNI，如此促使过去复杂的信号变得更加简单化，促使信号互通和传输、复用等过程越来越简单。同时，其还有非常标准的信息结构登记。N 等于1、4、6 的时候，基本模块就是STM-1、STM-4、STM6，其传输速率，如表1 所示。并且，其有块状帧结构，可以进行多种开销比特，把其合理使用在网络运维当中。而网络单元为同步、分插复用器等。

表1 SDH 传输模块传输速率

在SDH 传输技术当中，比较关键的就是网络单元，也就是终端、分插复用器。本次针对STM-1 来说，终端复用器关键工作就在于把低速支路信号与155Mb/s 电信号加以整合，继而经过GM1，也就是人们常提到的符号反转码变换后进去到微波传输系统当中，该逆程反之。分插复用器，简言之，即为把同步复用、数字交叉链接相融，具有很强的分插任意支路信号的能力，有着相当高的灵活性。经过不同网络单元构成不同形式，比方说环型网、线型应用等。

二、传输基本原理

SDH 传输技术中比较重要的一部分就是块状帧结构，该种结构是通过纵横向列字节构建而成的，各个字节均有8b。全帧结构组成部分有三个，即为段开销区、管理单元指针、净负荷区，其中，前者用在确保网络安全稳定运行，可以做好网络维护管理工作，确保信息传输有效性；管理单元指针，即为合理运用于指示净负荷区的信息第一字节在同步传输帧中的位置，如此利于接收时可以快速分离净负荷[3]。净负荷区主要是用于储存用在信息业务的比热，还有少数的是在通道管理的通道开销字节里面运用。SDH 帧传输的时候，其秩序需要严格遵从从小到大的原则进行，将其排列成串型码流按照秩序一一展开。各帧传输125s，每秒可以传输8 000 帧。就以STM-1 而言，每帧传输比特19 440b，如此一来可以充分了解到SDH 同步传输模块中各个传输模块的传输速率。

从事该行业的人均已经了解到，各种业务信号进去到SDH 帧结构，统统需要经过不同的阶段，也就是映射、定位、复用阶段[4]。在这里面，映射阶段就是把不同传输速率信号用码速加以调整，继而放置于有关容器之中，且增加通道开销POH 组成虚容器。定位就是指把帧相位不相同的信息整理在支路单元、管理单元，经过支路单元指针、管理单元指针方可实现。复用就是把低阶通道层信号以码速调整以后进入高阶，或者是把高阶通道信号以码速调整进入复用层。将139.264Mb/s 信号至STM-1 构成而言，这几个步骤即为：139.264Mb/s 信号先步入标准容器，经过合理调整速率输出有关数字信号，最后进去到虚拟容器当中；增加通道开销后输出信号；在管理单元里面添加管理单元指针，输出有关信号。

三、传输特征分析

SDH 电信传输使用了同步复用法、映射结构，能够使用软件实现高阶信号和低阶支路信号二者之间的一步复用，上下业务开展起来比较容易，有效简化了交叉连接设备。

SDH 传输技术有着不一样的传输特征，其详细体现在如下方面：

第一，该种传输技术采取了同步复用法，以及有关映射结构，可以用软件达到一步复用的目的，即高阶和低阶信号一步复用，上下业务要想顺利开展是轻而易举的，同时还有效简化了有关交叉连接设施设备。

第二，将不同地区标准加以统一化，促使从前想都不敢想的国际电信互通变成了一种可能性，而且可以在一定时间段内得以实现。

第三，SDH 传输技术可以和PDH 相结合起来，能容纳不同的业务信号。

第四，SDH 传输技术可以全面统一网络接口标准，促使每个厂商的产品直接互通，不同的传输媒质均可以直接连接，组网十分便捷。

第五，SDH 传输技术在进行信息传输的时候，并非是隐秘的，相反其是透明的、公开化的。

第六，SDH 传输技术帧结构有诸多开销比特，可以加速网络运行速度，提升网络运维管理能力。

四、广播电视信号传输现状

首先，维护较差，应用不到位。现阶段，部分广播电视台对于信号传输缺乏一定的关注度，尤其是采买者以及监察工作者未能做好自己的工作，继而有偷工减料的行为，直接影响到了信号传输稳定性以及全面性，造成信号在传输时常常受到波动，大大影响到了观众的观影体验感。设备维修工作人员在信号传输设备维修过程中，不够仔细，未能严格根据相关要求或规定维护和检修设备，甚至由于使用设备不到位导致设备使用年限减短，不能确保广播电视有效传播[5]。再者，被地区所限，各地区转播技术良莠不齐，尤其是经济滞后地区信号传输技术十分滞后，大大影响到了广播电视信号的有效传输，经常导致观众对广播电视节目的不满，严重者还会投诉。

其次，被外部环境影响较大。广播电视传输技术被自然界影响，信号传输设备以及接收设备和广播身为媒介，居民运用的接收设备大部分暴露于室外，假设遭遇恶劣气候情况，比如，大风、雷阵雨天气等，其暴露于自然环境中的接收器就会被环境影响，使电视信号消失，从而直接影响到观众的观影体验。该种自然因素是无法避免的，而且是随机性的。所以，广播电视信号传输过程中，会有各种情况发生。传统广播电视传输很多运用了卫星信号传输技术，虽然现阶段已经具备的卫星数量较多，不过不一样的卫星产生的作用有所差别，在传播卫星信号过程中，必须要卫星和广播电视传输设备加以交互，然后由卫星把信息放还给接收设备，伴随卫星持续更新换代，卫星发射信号有很大几率会被新的频段信号覆盖，从而导致信号中断，对广播电视信号交互毫无益处，同时也造成信号不能有效传输，致使广电信号传输发展受阻[6]。

五、SDH技术的运用

(一)信号来源

广播电视信号来源通常就是经过卫星接收有关数字节目，或者是经过我国广播电视SDH 干线网络传递至前端的数字节目，又或者是本地节目源的模拟视音频信号。

(二)信号传输以前的处理

在广电信号传输过程中运用SDH 技术，理应先做好信号传输数字化处理工作，处理工作需要分成不同的步骤，比方说、量化、取样等。取样即为经过取样频率抽取输入信号瞬时幅度值；量化即将幅度变化中的无穷多个值用有限多个值加以渠道，加强幅度值离散[7]。视频信号数据关键是经过缩减图像像素之间的有关性，实现压缩图像的目标，也就是把画面里面反复出现、相对静止的冗余信号进行有效压缩，仅仅传递画面里面灵活变化的活动部分。该优势在于可以大大缩减视频信号数码率，也就是有效削弱了对传输容量的要求。

国内电视使用PAL 制式，亮度信号Y，色差信号R-Y，B-Y 的取样频率分别为13.5 和6.75MHz。这些取样信号使用了8b 进行量化，如此一来，传输码率就是216Mbps，对传输速率是STM-16 的SDH 设备来说，仅可以传输8 路视频信号。如果要实现广播电视信号大节目量传输，就需要合理处理压缩编码。发展到如今，多半运用MPEG-2 压缩技术，可以把信号进行压缩，压缩至1.5Mbps，这样一来就可以增加广电节目套数。数据压缩不到位体现在现阶段压缩信息量较大的图像，因为需要摒弃一部分图像信息，尤其是压缩至2Mbps 以下的过程中，图像马赛克效应十分显著，图像在压缩编码以后，各个数码对前后图像均有很大的影响。假设传输过程中出现错误的数码，那么接收端还原的图像就会被直接影响到。音频信号数据压缩与视频信号相同，在时域信息以及频域信息当中，均有信息冗余的情况。人的耳朵对于信号的频率、幅度以及时间的分辨率并非无限制的，故而只要是人的耳朵不能感受到的成分，就是不相干的部分，需要及时去除、不进行编码与传输，如此削弱了数字音频信号数码率[8]。

接下来，经过数据压缩视音频基本码流，于编码器内通过打包处理输出有包头的视音频基本码流，然后经过传输复用与打包，输出包头传输码流，此被人们称之为TS 码流，也就是可以经过标准ASI 接口和别的设备互相连接。以上各路编码器输出TS 码流只是单节目流，假设需要多节目码流，可以把多种来源不一的，比如MPEG-2 编码器输出的单节目码流通过再复用器把数据复习接位一路多节目码流；与此同时，复用器可以对输入的MPTS 加以全面分析，挑选里面的1 路或者是多路TS 码流展开复用。

(三)实际应用

广播电视信号在SDH 网络中传输常用的传输速率就是44.763Mbps DS3 接口，如此一来，必须要将满足MPEG-2标准的单路编码器输出MPEG-2 多节目码流与SDH 设备传输速率是44.763Mbps 的DS3 接口连接在一起，不过因为编码器或者是再复用器输出接口是ASI，与SDH 设备DS3 接口要求不相符。与此同时，两者码流格式不同，所以必须要在两者之间添加合适的网络适配器。网络适配器输入接口是ASI，输出接口是DS3，适配器TX 将ASI 信号变成DS3 信号，这样才有利于在SDH 网络上传输；适配器RX 将DS3 信号变成ASI 信号，是从SDH 网络上取的信号，有利于在本地HFC 网上给最终用户进行传输。在干线传输过程中，上SDH 适配器需要和下SDH 适配器搭配使用，即需要采取相同一家的适配器。通过适配以后的TS 码流，可以经过SDH设备传输率是44.763Mbps 的DS3 接口，接着经过SDH 映射与复用，最后可以构成STM-1 信号。

广播电视信号储存于SDH 帧结构净负荷之中，故而，转变成SDH 形式的广播电视信号，可以经过不同物理媒质有效传输。

倘若使用数字电视播出方案，可以把适配器输出TS 码流，通过数字调制器变成对应的频道，用户在家内就可以使用机顶盒，就是STB 接收数字电视，也就是可以在传统MHz 带宽的频道中传输8 套数字电视节目。如此一来，就可以提升频谱利用率。

六、结语

综上所述，SDH 是一种全新的传输技术，有一定的传输容量，传输距离较远，传输质量佳，有着相当强大的网络管理功能以及自愈性，其运用码流再生，让噪音持续增加，同时还是用了前向纠错技术，确保了信号质量不变，各厂家SDH 设备可以彼此兼容，容易优化升级扩容，而且有传输综合业务等优势，其各种优势十分适用于广播电视信号传输，所以在传输网中运用甚广。这种技术也可以提供多种业务接口，从而实现数据、语音、图像有效传输，与网络融合发展趋势相符。除了广播电视本身的业务发展，也可以提供租赁服务，增加经济效益，给有线网络提供应急保障。