复用传输

复用传输（精选7篇）

复用传输 篇1

0 引言

移动多媒体广播 (以下简称:CMMB) 的网络覆盖是实现运营服务的基础和重要保证。目前, 全国CMMB的信号覆盖主要采用U波段无线发射来构建各省市CMMB的无线覆盖网络。

对于城区面积较大、单发射台站覆盖方式无法满足基本覆盖要求的地区, 需采用单频网 (SFN) 覆盖方式, 节目传输分配中心通过光缆、微波、HFC网络等传输手段将CMMB复用流信号传输分配到各个发射站, 若干发射台站的发射机采用同一频率在同一时刻发射同一节目, 完成单频网的基本覆盖。基于工程实施中传输方式选型的问题, 下面详细的阐述如何在现有的传输条件下利用不同的传输手段对CMMB复用流信号进行可靠传输。

1 利用光缆资源进行节目传输

光纤传输具有带宽大、传输距离远、衰减小、不受电磁波干扰 (不怕雷击) 、抗干扰性能好、保密性强、传输设备体积小且电信号接口方式丰富等优点, 在广电、通信行业中得到了广泛的应用。建议在选择传输方式中, 优选光缆传输。

1.1 光纤直传方式

若复用流信号传输可利用的光缆资源有限, 仅占用一芯光纤实现信号的传输, 根据收发两端电-光、光-电转换的电接口, 可配置单路ASI/SDI光端机、多路ASI/SDI光端机或IP光端设备。

1.1.1 单路ASI/SDI光端机传输

在光纤的收发两端配置单路ASI/SDI光发、收机, 将复用器输出的一路ASI信号直接送入光发机的ASI输入口, 光传输设备将ASI信号调制到光载波上, 通过一芯光纤传送到目的端, 光收机将光信号转成ASI电信号后, 送入发射设备。

该光端机安装简单、基本无使用操作, 稳定性较好。大部分单路ASI/SDI光端机占用1U机柜空间, 需成对使用, 可选择光波长单模1310nm或1550nm。需要注意的是:建议在选择设备前对传输链路用专业的OTDR进行测试, 以根据传输距离或线路衰减来选择合适的光端设备。普通的光端机传输距离在30km、线路衰减要求在16dB以下可保证传输质量, 也可根据传输距离和线路衰减选用更长距的光端设备。目前有些设备可做到传输最远达80km、线路衰耗约25dB。

传输网络基本组成框图如图1 (a) 所示。

1.1.2 多路ASI/SDI光端机传输

由于光缆传输带宽大, 对于光缆资源紧张的地区, 可在收发两端选择多路ASI/SDI光传输设备, 即利用WDM技术将多路ASI的码流信号调制到不同光波长的载波上、而后将多载波信号合路在一芯光纤上进行节目传输, 可根据需要传输2路、4路甚至8路ASI码流, 极大的节省了光纤资源。但根据多路的数量, 价格也成倍数增长。需要注意的是:应尽量避免在长距离传输线路中选择多路光端机, 因为光纤对各波长信号的传输衰减不同, 长距离将造成某些波长传输的信号衰耗较大。

传输网络基本组成框图如图1 (b) 所示。

1.1.3 IP光纤收发器

由于上述的两种光端设备仅能完成单向信号传输, 为进一步提高光纤使用效率, 可选择将IP信号调制到光信号的光纤收发器设备, 实现在一芯光纤中对收发双向信号的传输, 这种方式不仅可将复用流的信号传输到发射站点, 也可将发射站点的监控数据回传至中心, 极大的节约了光纤资源。

为进一步提高光纤利用度, 目前已组织厂商完成集1路ASI码流及IP双向传输于一身的光传输设备, 可以同时传送ASI码流及监控信息等, 充分的利用的光传输资源。

传输网络基本组成框图, 如图1 (c) 所示。

由于光纤收发器的电接口是基于IP的, 需要将复用流的ASI信号转换个IP信号进行传输, 框图如下:

1.2 SDH光传输

相比以上的几种传输方式, 利用SDH光传输将最大化的节省光缆资源且可传输达10G的信号, 但由于SDH光传输设备价格较高, 建议租用已有SDH传输链路进行节目传输。下面根据SDH电接口板的情况, 可选用三种适配传输方式。

1.2.1 SDH设备提供4X2MB (4XE1) 电接口

传输的SDH光传输设备配置有多个2M电接口, 此时传输链路见图2。在组网中, 码流适配器可配置成一发多收, 节省了发端的适配资源。CMMB的复用流的码率一般在5Mbit左右, 建议租用4×2 M对信号进行传输。利用此方式传输需购置相应传输适配设备, 将CMMB复用流的ASI信号转换适配成4×2M信号, 送入SDH电接口进行信号传输;

传输网络基本组成框图如图2所示。

1.2.2 SDH设备提供1×45MB (1×E3) 电接口

SDH光传输设备配置有45MB (E3) 电接口, 此时传输链路见图3。在组网中, 码流适配器可配置成一发多收。此种方式需购置传输适配设备, 将CMMB复用流的ASI信号转换适配成45MB信号, 送入SDH电接口进行信号传输;

传输网络基本组成框图同图2, 码流适配器为ASI/DS3转换, 接口板配置为45M电接口板。

1.2.3 SDH设备提供IP以太网口

SDH光传输设备配置有IP以太网口, 此时传输链路见图3。可在组网中配置为一台ASI转IP发送端转换设备多台IP转ASI设备, 将CMMB复用流的ASI信号转换成IP的以太网信号, 送入SDH光传输设备IP以太网口进行信号传输;

传输网络基本组成框图同图2, 码流适配器为ASI/IP转换, 接口板配置为以太网电接口板。

2 利用微波资源进行节目传输

广电系统的光纤分布并不发达, 造成单频网发射站点的选址有较大局限性。而且, 无论是采取重新铺设光纤, 还是光纤租用的模式, 成本都比较昂贵。微波通信是一种利用微波无线传输信息的通信手段, 数字微波通信则在微波传输中采用了数字信号处理技术, 具有建设快、投资小、应用灵活、传输质量可靠、传输线路长等多种优点。在节目信号传输中是对光缆传输的极大补充。下面对采用数字微波对CMMB复用流信号进行传输的几种方式进行简述。

2.1 容量为45M (DS3) 的SDH微波传输

SDH微波传输适用于7.7〜8.2GHz的广泛频带, 业务接口为45Mbps, 可利用公务通道传输9.6k的IP业务。微波传输系统由微波天线、ODU (室外收发信机) 和IDU (室内调制解调器) 组成, 根据传输的需要, 可以配置成1+0或1+1系统。配备的监控系统可实现对室内外单元工作状态、收信电平等参数进行查询。45M微波室内单元的接口是45M电接口, 需购置ASI/DS3转换设备。

需要注意的是, SDH微波设备的收发频率需提前请当地无委进行线路电测方可确定;设备安装完成后, 应要求厂商提供监控软件, 以便于随时监测微波信号、设备的运行状态。

传输网络基本组成框图如图3所示。

2.2 容量为155M的SDH微波传输

SDH微波传输适用于6〜38GHz的广泛频带, 业务接口可提供PDH、SDH以及以太网接口, 传输容量为2〜48路2Mbps的信号或1〜2路8Mbps信号或1路STM-1 (155M) 或2/4个10/100Base-TX信号、千兆以太网信号。微波传输系统由微波天线、ODU (室外收发信机) 和IDU (室内调制解调器) 组成, 系统配置根据需要可配置为1+0无保护或1+1保护系统。可利用监控系统对室内外单元及收信电平等参数进行查询。根据选用的电接口, 购置相应的ASI转155M或ASI转4路2Mbps适配设备。

SDH微波设备的收发频率需提前请当地无委进行线路电测方可确定;设备安装完成后, 应要求厂商提供监控软件, 以便于随时监测微波信号、设备的运行状态。

传输网络基本组成框图同图3, 码流适配器分别替换为ASI/4×2M、ASI/155M, 微波传输室内单元分别替换为E1接口板、155M接口板。

2.3 IP微波 (微波网桥)

多在通讯领域上使用, 目前多个城市的CMMB复用流传输也采用此方式。优点是只要线路无遮挡可直接安装, 不需提前进行频率电测, 使用公共的5.8G频率 (5.725〜5.850GHz) , 其调制方式、使用带宽、信号电平可随电磁环境自动进行设置, 以保证传输的可靠性。需要在发、收端配置ASI、IP转换设备。目前, 多个微波网桥厂家可实现此种方式传输。

传输网络基本组成框图同图3, 码流适配器替换为ASI转IP设备, 微波传输室内单元替换为IP以太网接口板。

2.4 基于MMDS网络传输

多频道微波分配系统 (MMDS) 是中独立的信号传输系统, 采用多路微波的方式来传输、分配和交换声音、图像及数据信号, 采用2.5G〜2.7GHz的微波频率。用多路微波传输覆盖整个城市, 再用微波天线和降频器接收。具有传输信号信噪比高、工程收效好、施工周期短、传输链路不需维护等优点, 但传输链路中属视距传输, 中间不能有遮挡, 容易受天气影响, 且频道容量有限。建议:若原有MMDS系统, 可采用此方式进行传输。

CMMB复用流经过CMMB分发信道调制器进行分发信道编码调制, 生成中心频率为36.15MHz, 经MMDS发射机上变频为2.563GHz的S波段射频信号且进行功率放大, 通过MMDS网络, 发送至各个CMMB接收站点。CMMB接收站点通过网状蝶形天线进行定向接收后, 由LNB进行下变频, 然后通过CMMB分发信道解调器对接收到的信号进行分发信道解调解码, 还原出CMMB复用流。

传输网络基本组成框图如图4所示。

3 利用HFC网络进行节目传输

HFC有线电视网络是广电系统的最重要的电视节目传输网络, 也是目前广电分布最广、服务最好的网络。优点是免去了敷设干线的复杂工作、覆盖面广、指标高、传输距离远、投资小、见效快、拓展性强。但在实施中, 一定确定好使用的频率, 以免在发端、收端受到UFH/VHF同频率发射设备的干扰。

CMMB复用流经过有线分发调制器进行分发信道编码和QAM调制, 生成带宽为8MHz的UFH/VHF有线电视射频信号。然后经过HFC有线电视网络, 发送至各个CMMB发射站点;CMMB单频网发射站点通过有线分发解调器对接收到的相应频点的有线电视信号进行分发信道解码和QAM解调, 还原恢复出CMMB复用流,

传输网络基本组成框图如图5所示。

节目传输是保证各地CMMB信号覆盖的基石, 在多种信号传输方式选择中, 技术人员应从保证安全传输、投资性价比、便于将来扩展、运行维护可靠等多角度来分析、比较, 选择一种适合当地的信号传输方式, 各种传输方式的投资可联系国内设备厂商进行性价比的考量。

摘要：随着CMMB市场运营的推进, CMMB覆盖网单频网建设将在全国大面积铺开。在选择合适的单频网点后, 如何利用现有网络传输资源, 经济、安全、高效的解决节目传输方式问题, 对各省市网络建设人员提出了较高的技术要求。本文对CMMB复用流的多种实际应用、测试通过的传输方式进行了详细的阐述, 以对工程实施有所指导、帮助。

关键词：单频网,光缆,微波,MMDS

探索复用技术在卫星传输中的应用 篇2

1 数字卫星车系统概述

在当前的笔者所使用的数字卫星车主要采用的设计方案是使用DSNG系统加上卫星发送器等组成。

1.1 DSNG系统的设计方法

卫星传输链路的传输方式是采用Ku波段, 将传输的信号进行压缩和传输, 为了能够双方进行兼容, 传输过程中采用的编码为MPEG-2/DVB-S国际标准。此种标准能够有效的保证数据的正确率, 但是此种编码不足在于传输数据量过大。整个设计方法是采用一路模拟复合或SDI串行数字分量视频传输, 也可以采用4路模拟或AES/EBU数字音频 (4路单声道或2路立体声) 及辅助数据链路传输。整个系统当前传输的数字标清信号可以经过编码解码的方式将视频转化成为高清电视节目。

1.2 视频系统设计

系统设计为5个讯道, 其中2个讯道为有线摄像机LDK-300, 2个讯道为无线摄像机LDK-300, 一个讯道为车顶遥控摄像机Canon NU-700。系统主通道为Kayak-DD-1数字制作切换台, 应急播出通道为TTN-BDS-1602数字视频切换矩阵。考虑卫星车空间有限, 设计中选用了Miranda Kaleido-Alto-AD多画面分割器和42"大屏幕等离子显示器替代传统的监视器, Kaleido-Alto-AD可显示10路信号, 通过应急切换矩阵监测通道, 可以根据实际需要, 调度所需显示的其他信号。

1.3 音频系统设计

音频系统的设计过程是整个传输系统的重要内容之一, 本文中所阐述的DSNG转播车的音频系统, 是以Sony MX-P61型模拟调音台为核心, 各种调音设备作为辅助, 由于调音台的输入路线有限, 因此笔者利用音频跳线进行扩充调音台的输入路数, 以便进行音频连接时可获得更多的音频输入。至于整个音频跳线的输入口, 此款调音台能够输出多种音频信号, PGM信号、通话信号, 无线信号等, 而为了能够更好的与实况录像相匹配, 车内还配有4通道的无线话筒, 距离可以保持在5米左右, 配合摄像头在近距离采用时使用。

本卫星车的音频系统充分考虑到新闻采访时需要及时、准确、以及实时的反馈到新闻电视台, 因此在设计上可以通过无线摄像机的CCU音频进行转化, 直接将整个现场采访声音信号传送回调音台, 并通过卫星电视直接传送给电视台, 可以在时间延迟上控制在1秒以内。可以通过车外接口板输入, 便于接入话筒、现场解说, 还可以拾取现场同期声信号;通过A/V综合电缆, 方便地把一级调音台的信号送到转播车的同时, 也可以把转播车上的音源信号送到现场。

2 复用技术在卫星传输的使用案例

2.1 案例概述

笔者现在负责的是一台c波段高清卫星车, 这台车每年都要到北京参加全国两会的直播报道 (包括马上要举行的十八大) , 而这种直播报道就使用了复用技术, 具体的方式是:湖南卫视高清信号和湖南经视标清信号通过各自的编码器后 (ASI流) 进入复用器, 高清信号采用H.264编码, 标清信号采用MPEG-2编码, 复用后的信号进入调制器 (主、备) 然后再进入切换开关, 信号再到上变频器, 最后进功放后发射。高清信号采用8M带宽编码 (8Mbps码率) , 标清信号采用4M带宽编码, 复用后的总带宽就是12M, 这样做的好处是在保证信号质量的同时节省的卫星转发器的带宽同时也降低了我的功放的发射功率, 从而达到了既降低成本又增加设备运行的可靠性的目的.

2.2 使用方案的特点和优势

本文中所使用的卫星车解决方案使用了多载波技术, 通过扩展码周期, 将整个传输信道等效变化为非时变信道处理。其主要功能是通过水平分层空时编码和2次串并变换, 使得传输的数据大大降低, 而且同时将整个硬件的实现难度降低, 就可以采用相对简单的数字技术实现。具体运行则是:通过N个OFDM进行输出扩频时候, N路数据码分复用。多个OFDM进行扩展调制单元时, 整个信息传输速率可以大大提升, 并保证整个阐述内容的准确, 完整。

但是我们需要考虑到由于OFDM调制信号时很容易受到本振频率偏差和多普频移的影响, 在子载波之间的正交性受到破坏, 产生码间串扰, 导致传输的内容出现偏差, 影响最终用户的观看效果。因此在卫星车传输数据时, 我们考虑将整个高速数传系统的传输采用多音码分复用 (MT-CDM) 技术。在保证最大限度利用频谱资源时, 延长扩大扩频码的长度, 就可以实现降低载频之间的干扰, 而且可以避免由于OFDM技术峰均比 (PAPR) 高、对时域、频域同步要求高的缺陷。多音码分复用技术的信道容量和其相关参数有直接的关系, 因此在天线间距大于相干距离时, 就很难同时安装上两副发射天线, 因此卫星车就采用了一副正交极化的发射天线。极化的间隔保证天线的两个极化方式之间的相关系数很低, 这样就解决了天线安装空间不足的限制, 降低地面接收设备的复杂程序。

3 小结

卫星车进行电视信号的传输和接收过程中, 需要综合考虑现场的实际情况, 天气、环境以及地理位置等都会影响到信号的发送, 本文从实际的使用参数出发, 在卫星车安装调试过程中, 不断调整参数, 最终得到较为满意的优化参数。通过对目标信号的接收和发送, 卫星车可以获得更多的实际有用的信息。笔者通过复用技术的卫星车调整方案, 获得了国内较为领先的优化传输方式, 此种方式可以进一步研究, 以便获得更大的发展前景。

摘要：在卫星传输技术当中, 使用卫星车作为广播电视远程发送数据, 让其能够提供相应的上传的数据, 就可以通过直播的方式让广大观众朋友在第一时间内收看到更多经常的节目, 从复用技术出发, 通过分析复用技术在卫星传输系统当中的方法以及结合笔者使用卫星车传输信号的特点进行分析, 并详细介绍笔者使用卫星传输的优势。比较全面的阐述了地面站伺服控制系统的设计和改造的过程, 并在实际的建站过程中使用及验证模型和方法。

关键词：卫星传输,技术,复用技术

参考文献

[1]王秉钧, 王少勇, 田宝玉, 等.现代卫星通信系统[M].北京:电子工业出版社, 2004.r-23李文明.一种新型Ku波段车载卫星通信地球站[J].现代雷达, 2000.22 (2) .

复用传输 篇3

1 复用数字通道连接方式

从目前国内应用情况来看,复用数字通道的连接方式主要有以下几种。

1)数字接口装置将保护装置送来的光信号转为通信设备所能接受的标准电信号(电接口传输速率为64 kbit/s),经脉冲编码调制(PCM)将传输速率变为2 Mbit/s,经同轴电缆送至同步数字体系(SDH)。此方式在南京地区2006年以前投运的线路保护中较常见。复用数字通道构成方式1如图1所示。

2) 数字接口装置直接将保护装置送来的光信号转为标准电信号(电接口传输速率为2 Mbit/s),送至SDH。这种方式节省了保护专用PCM装置的投资,南京地区在2006年以后投运的线路保护中较常见。复用数字通道构成方式2如图2所式。

3) 双通道方式,采用通道A、通道B两条通道,将标准电信号(2 Mbit/s)送至SDH。此方式进一步增强了数字通道运行的可靠性。该方式投资较大,南京地区在2009年及以后投运的线路中才有所采用。复用数字通道构成方式3如图3所示。

双通道方式目前使用较少,暂时还没有标准加以规范。华东调度通信中心的有关指导意见要求:两套保护的A通道应统一接入第一号数字接口装置,两套保护的B通道应统一接入第二号数字接口装置。其数字接口装置,SDH的通信电源供给要求和单通道时相同。

2 复用数字通道供电问题

2.1 通信电源交叉供电问题

复用数字通道由很多通信设备(SDH,PCM,数字接口装置等)组成,这些设备多安置于通信机房,通常由通信机房的通信电源供给48 V的直流电。

通信电源的接入应严格遵循反事故措施中的有关要求,杜绝同一线路的两条复用数字通道上设备由同一个通信电源单电源供电,即杜绝引起通信电源交叉供电问题。

通信电源交叉供电的危害主要表现在以下两个方面。

1) 假设第一套保护的数字通道的数字接口装置和第二套保护的数字通道的SDH都由一号通信电源单电源供给。当因某种原因造成一号通信电源失去时,第一套保护的数字通道的某个环节(如数字接口装置)失去电源,第二套保护的通信通道的某个环节(如SDH)失去电源,此时线路的两套保护通信通道都不能正常运行,运行线路将因此同时失去两套主保护。通信电源交叉供电危害示意图见图4。

2) 通信电源自身检修维护存在困难,因涉及某条输电线路两套保护的通信通道,必须等该线路整条线路停下来后才有可能对该通信电源实施检修维护(否则将失去两套保护的通信通道)。应该注意的是,上述讨论的只是一条线路通信电源的情况,如果多条线路存在通信电源的交叉,必须有关所有线路同时停运后,才能维护通信电源。对一个正常投运的变电站而言,平时很难满足这样的要求,也就导致了现实中通信电源维护的实际困难。

2.2 现场通信设备暂不具备双电源接入条件

按照反事故措施要求,具备双电源接入条件的通信设备可同时接入两套通信电源,以提高通信设备的安全可靠性。

但是,一般现场通信设备不具备双电源接入条件:①通信电源因容量不足,或支路开关数量不足造成不能双电源接入;②很多数字接口装置常用的方式仅支持单电源接入(如MUX-2MC),部分PCM和少数SDH装置也有不支持单电源接入的情况。

3 通信电源整改

如通信设备暂不具备双电源接入条件,应确保传输同一输电线路的两套继电保护信号的两组通信设备,分别接入两套不同的通信电源系统,不得交叉混用。

按反事故措施要求,分别接入不同的通信电源,虽稍逊于通信设备双电源接入。但供电可靠性也是完全满足反事故措施要求的,而且现场可操作性较强,在通信电源整改中最为常见。

南京供电公司变电检修中心按照反事故措施要求对下辖各变电站的通信电源进行了检查。经查,三汊湾变电站的汊桥5296线、汊东5295线、双汊5243线、泗汊5244线存在通信电源交叉供电现象。

考虑到部分设备只支持单电源接入,暂不具备双通信电源供电条件,本次整改采用了分通道分别接入的方案:统一将所有承载线路第一套保护通道的保护数字接口装置、PCM、SDH设备电源统一接入第一号通信电源分配屏;所有承载线路第二套保护通道的保护数字接口装置、PCM、SDH设备电源统一接入第二号通信电源分配屏。整改后的某通信电源供给情况如图5所示(以复用通道方式,64 k为例)。

显而易见,整改后的通信电源符合通信电源双重化的要求。任何一路通信电源发生故障,仅影响一条数字通道,另一条数字通道仍能保持畅通,确保有一套主保护正常运行,保障该运行线路能全线速断切除故障。

4 结语

纵联保护的数字通道是保证输电线路主保护正确动作的关键环节。应至少确保传输同一输电线路的两套继电保护信号的两组通信设备,分别接入两套不同的通信电源系统,不得交叉混用。通信设备的电源回路应使用独立的支路小开关,标识完整、清晰,确保开关和通信设备的一一对应关系,防止因标识错误、歧义,导致误拉通信电源造成运行中的主保护通信通道中断。

纵联保护的数字通道在维护和检修职责划分上分属保护、通信两个专业。日常工作中需要保护和通信的共同配合和协作,在保护装置验收过程中,应格外重视数字通道的通信电源检查,消除数字通道可能存在的隐患,确保纵联保护的安全稳定运行。

摘要：通信电源的接入应严格遵循有关规定。讨论了线路保护复用数字通道的现状和通信电源的交叉供电问题,以南京地区三汊湾变电站为例,介绍了对4条线路数字通道的检查和将两组通信设备分别接入不同电信电源的整改措施,该措施现场可操作性强,效果良好。

关键词：双电源供电,线路主保护,光纤通信,复用通道

参考文献

[1]国家电网公司.国家电网公司十八项电网重大反事故措施[S].北京:中国电力出版社,2005.

[2]王梅义.电网继电保护应用[M].北京:中国电力出版社,1998.

[3]施俊,许辑,杨佳华,等.供电侧电能数据采集的通信方式[J].供用电,2009(5).

复用传输 篇4

随着信息技术的发展,传统的模拟电视逐渐被数字电视所取代,而高清晰数字电视(HDTV)将是未来的发展方向。目前,我国已经陆续开播高清电视频道。高清晰数字电视是指水平扫描行数至少为720行的高解析度电视,它显示的宽高比为16∶9,并且采用多通道的传输方式。目前高清数字电视的传输流采用了MPEG-2系统层标准ISO/IEC 13818-1。为了增加传输信道的利用率,高清数字电视在传输时把多路节目复用成多节目传输流(Multiprogram Transport Stream,MPTS)以恒定码率进行传输。

在数字电视前端播控系统中,收录环节需将数字卫星接收机接收到的多节目传输流解复用成单节目传输流(Signal Program Transport Stream,SPTS)以用于编辑站编辑处理;播出环节需将编辑后的单节目传输流复用成多节目传输流以便于物理信道传输。传输流解复用是其中的关键技术之一,而目前大部分传输流解复用器都是使用专用硬件芯片实现[1],成本较高,开发复杂,灵活性较差。随着PC技术的迅速发展,使得基于PC的HDTV传输流解复用得以实现。与硬件解复用相比,软件解复用具有灵活性高、开发成本低的优点。笔者采用软件方法实现将一路多节目传输流解复用成恒定码率的多路单节目传输流。本方法采用软件模块化设计,可根据不同环境需要进行集成分拆,运用于传输流码流分析、码率变换等不同应用场合。

2 MPEG-2系统层解复用原理

MPEG-2系统层[2]根据不同的应用环境,将码流分成节目流(PS)和传输流(TS)两种。其中,传输流通常针对误码较高的环境,例如数字电视广播传输(卫星、有线、地面广播),分组长度为188 byte。在发送端,将视、音频编码后的基本流(Elementary Stream,ES)拆分打包成PES(Packet Elementary Stream)分组,再经过传输复用器将音频PES、视频PES以及控制信息数据流和其他数据复用成为节目流或传输流。在数字电视广播传输中,复用后的SPTS或MPTS经再复用形成适合广播信道传输的恒定码率传输流[3]。接收端为发送端的逆过程。

TS包由包头、可变长字节的调整字段和有效负荷组成。包头主要包括有同步字头和PID值。同步字节为8 bit,值为0x47,用来指示TS包的开始;PID值表示TS包类型。调整字段则包括较高层次解码功能的有关信息,主要实现解码过程中定时信息的恢复与同步及随机存取指示、拼接倒计数等。有效负荷不仅包含真正的音、视频PES分组,而且包括私有数据及一些管理码流的数据,如节目特定信息(PSI)表等。

PSI表控制管理着编组不同视/音频流成为节目的信息。PSI分组通过4个表格来定义码流的结构,如图1,分别是节目关联表(PAT)、节目映射表(PMT)、条件接收表(CAT)与网络信息表(NIT)。PSI提供了在传输流包中传输节目的初始化信息,因此,PSI是接收端进行解复用的必要信息。

在TS中,仅有PSI信息,综合接收解码器并不能自动接收某一业务并提供相应的节目信息。因此,在HDTV中还额外提供了业务信息(Service Information,SI)作为PSI的补充。SI信息主要提供接收解码的设置信息,如节目的种类、节目的时间、节目的来源等。

3 HDTV传输流解复用实现

TS解复用为系统层复用的逆过程。首先解析TS文件的PSI/SI信息,然后根据PSI信息对TS包进行分离,并更新其中的PSI/SI信息。同时,根据输出目标码率调整输出码流码率。其主要流程如图2所示。其中的关键技术是PSI/SI信息的重置和码率变换时产生的PCR(系统参考时钟)抖动校正。

3.1 TS包分离

由于前端调制器的前向纠错编码,数字卫星接收机接收的ASI信号分组长度为204 byte,其中前188 byte为TS包,后16 byte为纠错码。因此解复用前先对数据进行校验,将TS分组长度转换为188 byte。

TS包同步识别:TS包头第一字节为同步字节0x47。读取一个字节,若此后连续5个包的包头字节均为0x47,则为包同步字节,否则读取下一个字节重复判断,直到寻找到TS包同步字节为止。

提取PST/SI信息:首先寻找PAT表,过滤PID为0的TS包,根据PAT结构提取PAT信息。若PAT表长超过包分组长度,则需将被分段的PAT表复原。然后根据PAT信息寻找NIT信息和每个节目对应的PMT信息。同时,根据SI表结构提取节目关联表(SDT)等SI信息。

TS包分离:提取PSI/SI信息后,从起始位置顺序读取TS包,过滤PID,并根据PSI/SI信息将不同节目的TS包分别写入目标文件。同时,更新PAT和SDT等表的内容,并重新计算32位循环校验码CRC。这个过程中将原TS文件中的空包直接丢弃。

3.2 TS码率变换

由于每个节目的内容不同,解复用后的TS是变码率的,但在实际应用中往往需要恒定码率码流。因此需要对解复用的码流进行码率变换。MPEG-2在传输流中定义了PCR,描述在编码端采用27 MHz的系统时钟的采样值,用来产生指示视音频的正确解码和显示的时间标签,同时可用来指示在抽样间隙中系统时钟本身的瞬时值。接收解码端必须根据PCR信息完成对系统时钟的重新生成,为解码器中的正确同步提供基准。因此,通过PCR值可以计算传送速率等与时间有关的指标。对传送流进行码率变换主要是通过修改PCR值来实现[4]。

传输流中的PCR字段长度为42 bit,记录在调整字段。PCR分两部分编码:一部分是33 bit字段,以系统时钟频率的1/300为单位,称为PCR基值(PCR_base);另一部分是9 bit字段,以系统时钟频率为单位,称为PCR扩展(PCR_ext)。PCR的具体编码方式为

式中:fsystem为系统时钟,在MPEG-2标准中为27 MHz。

传输速率由以下公式决定

式中:i表示正在被解码的字节序号;i″表示最近被解码的PCR_base的最后一个字节的序号;PCR(i′)表示码流中即将被解码的PCR值;PCR(i″)表示最近一个被解码的PCR值。

每个节目都有一个独立的PCR时基,每个节目的PMT表指出了含有PCR字段的TS包的PID:PCR-PID。PCR字段被编码在PID为PCR-PID的传送流分组的调整字段中。在实际处理过程中,当第一次含PCR字段的传输分组到来时,记录该PCR,并将该分组写入输出文件。当下一次含有PCR字段的传输分组到来时,根据下式计算需要插入的空包个数Nip

式中:Nip为插空包数;Nidp为两PCR字段间的已插入TS包数;PCRp为当前PCR值;PCRfirst为到来的第一个PCR值;rbo为输出码率。

通过分析发现,在计算插空包数时,由于相邻两个PCR字段间的比特数不一定是TS包长度的整数倍,因此会存在误差情况,这将会产生PCR抖动。PCR的抖动会引起编码器端和解码器端的系统时钟失同步,从而出现因解码器缓冲上溢或下溢而产生的图像的抖动、花屏,严重时甚至没有图像可以被解码显示。因此需要进行PCR抖动校正。由于PC很难像专用硬件那样产生本地27 MHz系统时钟,因此,不宜采用计时的方法校正PCR。可以通过下式结算调整后的PCR值

同样,该计算也有余数,会产生误差,当余数大于输出码率一半时,PCR_new加1。输出目标码率越大,误差越大。但如此误差相对较小,在HDTV可接受范围内,可忽略。在计算插空包数和校正PCR时,取第一个PCR为参考对象,可避免取相邻两个PCR进行计算时产生的误差累计。在插入足够多空包后,将调整后含PCR字段的传输分组写入输出文件。如此循环,直至解复用结束。

3.3 测试结果分析

通过对解复用后的传输流文件进行完整性分析和验证,各项PSI/SI信息正确无误。在重置PSI/SI信息时,需注意各个标志位的变化。同时可在解复用时增加对PSI/SI信息进行校正功能。消除PCR抖动是解复用的关键点和难点。MPEG-2标准对PCR有如下的要求:

1)在传输流中出现间隔为100 ms,即至少以10 Hz(即10次/s)的频率在码流中重复,有的系统要求重复率更高,HDTV中一般为40 ms,即至少25 Hz;

2)在不包括由于网络抖动或者其他原因造成的TS包延时到达的情况下,PCR要求有±500 ns的准确度;

3)MPEG-2认为,PCR可容忍的最大抖动为4 ms。

如图3、图4、图5所示,PCR最大抖动为37 ns,PCR间隔、视频缓冲区溢出、音频缓冲区溢出均符合要求。

4 结论

笔者根据数字电视前端播控系统的实际应用需要,将接收到的HDTV多节目传输流解成恒定码率的单节目传输流以用于节目编辑站编辑处理。本设计基于PC软件实现,实现简便,可根据需要随时调整输出码率,灵活性高,经测试分析,本方法解复用后的单节目传输流各项指标均符合要求。本软件可集成至数字电视播出系统的前端收录环节,实时将接收到的多节目传输流进行解复用,同时亦可用于单节目传输流的码率调整。本设计中采用软件方法对由传输流码率变换产生的PCR抖动进行校正,只在原有PCR的基础上进行微调,不用修改PTS/DTS,实际效果理想,PCR平均抖动控制在±50 ns内。该抖动校正方法可同样适用于传输流复用等需要进行PCR抖动校正的环境。

摘要：根据实际应用需要,将数字卫星接收机接收到的HDTV多节目传输流(MPTS)解成单节目传输流(SPTS)用于编辑站编辑处理,并实现解复用后的单节目传输流的任意恒定码率变换。其中的关键技术是PSI/SI信息的重置和码率变换时产生的PCR抖动校正。该方法基于PC实现,在实际应用中具有良好的效果。

关键词：传输流,解复用,码率变换,PCR校正

参考文献

[1]高鹏,陈咏恩.MPEG-2传输流解复用器的设计与实现[J].计算机工程与应用,2006(9):96-98.

[2]ISO/IEC13818-1Information technology-generic coding of moving pictures and associated audio information,part1:systems[S].1996.

[3]CHENG Lianji,CHEN Li,FANG Xiangzhong.Design and imple-mentation of transport stream remultiplexer with cascade architec-ture[J].IEEE Trans.Consumer Electronics,2003,49(2):447-452.

复用传输 篇5

1 波长路由算法基本概述

1.1 波长路由算法的基本概念

波长路由算法是一种网路算法, 具体是指在网络中给定各节点之间的连接请求, 以网络节点连接请求为依据寻找相关网点, 从而实现路由与波长分配算法, 这一过程就称之为波长路由算法。光传输网可以分为交换网络与无交换网络, 所谓的无交换网络就是保证网络通信路径不变, 在此基础上将信号发送到网络中每一个可达到的节点, 接收节点会有选择性的对信号进行接收操作, 然而交换网络则是通过交换节点将输入端口的信号有选择性地输出到一个输出端口或者多个输出端口上。在研究中由于无交换网络路由工作性质比较简单, 并且波长的利用率较低, 所以目前我国主要研究交换网络下的波长路由算法及相关问题。

1.2 波长路由算法研究中需要考虑的因素

在波分复用光传输网中对波长路由算法进行研究需要考虑三方面因素, 需要考虑波长转换能力, 光传输网中可分为有波长转换器与无波长转换器两种状况, 波长转换器主要运用二分图表示, 与二分图相对节点的最大度数是波长转换器的度。需要考虑光传输网的拓扑结构, 通常情况下可分为一般网络与特殊网络, 特殊网络主要包括环网、线性网、树网以及网格等形式的网络。需要考虑通信请求特征, 请求可分为动态请求、静态请求以及增量请求等。

2 波分复用光传输网中的波长路由算法分析

2.1 波长路由算法的性能分析

在波分复用光传输网运行过程中, 假设某一个网络的平均通信量是已知或者可以预见, 而实时通信请求则是随机的, 光传输网在这种情况下运行网络中可能会出现信元阻塞的现象。要计算波长与路由分配实际情况, 需要对光传输网中的信元阻塞率进行计算, 而信元阻塞率可以通过试验模拟与模型分析得出。在信元阻塞率计算中不仅要考虑光传输网的拓扑结构以及波长转换器的应用, 同时还要考虑波长选择算法与路由算法。其中路由算法主要包括固定路由、选择路由以及自适应路由, 固定路由两节点之间的通信传输路径是固定不变的, 一般都是路由运行的最短路径;选择路由则是在路由表设备中为每对节点进行预先设计通信传输路径, 为了方便辨识, 还要对这些通信传输路径进行合理编号, 建立通信传输链路时应选择编号中最小的空闲路径;自适应路由设置中没有路由表, 当光传输网中存在通信传输请求时, 应根据网络的实际负载选择一条恰当的通信路径。

波长选择算法中包括四个方面内容, 随机选择, 在光传输网运行中可以从空闲波长中选择任意一条;首次适应, 对光传输网中的波长进行规范化编号, 在应用中应选择最小的空闲波长;使用链数最多, 在光传输网运行过程中选择一个空闲波长;最大容量, 该种算法主要作用于固定或者选择路由的情况下, 光传输网络中应包含一个涵盖所有通信路径的路径表, 在分配波长时, 使光传输网络所涵盖的所有通信路径剩下的空闲波长数综合实现最大化。

2.2 光传输网波长与路由分配中的困难

在波分复用光传输网中, 若多个请求共用一个链条, 那么会增加波分复用光传输网中信元阻塞率分析难度, 在分析过程中光传输网中信元阻塞率常遇到的困难主要表现在四方面:

(1) 假设光传输网中的链条是相互独立的, 该假设适合在多种电交换网络中应用, 在光传输网运行中相邻两个链上的波长选择至关重要。

(2) 假设波长是相互独立的, 那么在实际计算分析中往往会造成信元阻塞率的估计值过高。

(3) 波长选择算法对各波长通信量的影响, 在波分复用光传输网运行时网络中各波长的通信量分布在很大程度上取决于波长选择算法, 若网络中各波长的通信量均匀分布, 这种情况适合随机选择的波长算法, 而负载最大以及首次适应等其它波长选择算法的信元阻塞率分析模型则比较复杂, 在计算过程中计算量过大, 易出现计算失误的情况。

(4) 计算较为复杂, 波分复用光传输网中部分复杂波长选择算法的计算很多都是以递归方式呈现, 各波长之间以及各链条之间若不是相互独立的, 则会增加信元阻塞率的复杂性, 从而使波长与路由分配的合理性无法得到保证。

3 结语

在波分复用光传输网运行中, 每根光纤带宽都可以分为上千个波长, 可以从几个Tb/s达到几十个Tb/s的输送速率。波长路由算法的优劣直接关系着光传输网通信性能高低, 因此合理选择波长路由算法, 做好路由与波长分配尤为重要, 目前光传输网波长路由算法中还存在一定挑战, 但其应用前景是不可否认的。

摘要：随着我国器件的不断进步与发展, 现今信号在传输过程中不仅源、汇节点需要进行光电转换, 中间节点位置也可进行光传输, 以这种方式实现通信的网络称之为光传输网, 波分复用技术是光传输网中的重要技术, 其可以将光纤带宽分为多个信道, 并且不同信道利用不同波长可以实现信息的同时传输, 强化了网络带宽。基于波分复用光传输网强大的功能性, 文章对波分复用传输网中的波长路由算法进行了研究分析。

关键词：波分复用技术,光传输网,波长路由算法

参考文献

[1]王楼函, 黄胜, 阳小龙, 隆克平.WDM网络中基于负载平衡的动态波长路由算法[J].通信技术, 2010, 40 (11) :255-256

复用传输 篇6

关键词：100GE,100G CFP,反向复用,多通道分发

随着视频业务、企业数据业务、大型数据中心和移动4G/5G互联网的兴起以及云计算等新兴业务的迅猛发展,传统电信传输网络已显露出很多不适应。新兴业务对带宽的需求量巨大,传统以10G/40G为主的光传输网络面临着极大的挑战。近年来,拥有100G端口的交换机、路由器已经初步进入数据网络。为适应这一改变,作为支撑的光传输网也即将开始进入100G的传输时代。经过多年的发展,100G技术已日渐成熟。以PDM-QPSK(偏振复用-正交相移键控)调制方式,相干接收技术为基础的100G传输系统已成为业界的标准,目前此方案的成本依然非常昂贵,相对应的设备也是体积庞大,耗电量惊人,对网络维护成本要求也极高,这些只能是把100G传输应用局限在骨干、核心网。这里认为100G传输技术下一个阶段的发展将在底层网络的应用,例如城域网、接入网和数据中心的互联互通。而基于传统的PDM-QPSK调制方式和复杂的高速DSP算法的100G传输方案由于其昂贵的价格和较高的芯片技术要求,使其无法应用于对成本要求非常敏感的低端网络应用需求。因此,在城域网、接入网以及大型数据中心互联互通应用领域的100G传输,如何在性能和成本上寻找一个平衡成为一个迫切需要解决的问题。

1 100G传输发展研究及系统特点

目前,在100GE长途骨干网传输领域,多数学者将主要研究点放在了基于新型调制方式,例如PDM-QPSK调制,以及相干接收和DSP(数字信号处理)算法为基础的传输方案。这种方案采用单波长传输100G信号,波长利用率较高。在配以WDM(波分复用)系统,传输带宽将大大增加。其中,PDM-QPSK通过采用2个偏振态来传输bit信息,能将通道速率降低50%,同时,由于每个偏振态可以使用4个(差分)相位来表示bit信息,又可以实现通道速率降低50%,因此,对于112 Gbit/s的比特速率而言,经PDM4-QPSK编码后,比特速率可以降至28 Gbit/s,这样的信号带宽使得100 Gbit/s可用于50 GHz间隔DWDM系统。相干检测方式基本的原理为用1个本地载波与同频的载波信号进行相干混频。相干解调可比非相干获得更高的接收机灵敏度,同样也可获得更好的OSNR(光信噪比)灵敏度[1]。由于100G系统性能要求高,单靠光层技术还不能完全满足要求,因此需要电层方面的信号处理来进一步改善系统性能,这就是高速数字信号处理技术。高速DSP集成芯片的研发成为100G系统商用的关键因素之一[2]。在接收端,通过采用相干接收以及高速DSP算法,去除色散、噪声、非线性效应带来的不利因素,还原出原来的100GE信号。另一方面,随着100G传输在骨干网及核心网的高速发展,价格更加敏感的城域网、接入网以及大型数据中心的交换机、路由器也正在逐步向100GE和100G OTN接口升级,而骨干网中的PDM-QPSK调制方式和快速DSP算法的100G传输方案由于价格昂贵、体积庞大、耗电量高,无法满足100G传输在这些低端领域的应用。因此,实现低成本的100G传输就尤其显得更加具有现实意义。

本文提出了一种新型的基于反向复用技术(Inverse-Multiplexing)和多通道分发技术(Multiplex-Lanes Distribution)的低成本100G传输方案。此方案没有采用相干接收方式和复杂的高速DSP算法,与传统的基于PDM-QPSK和DSP算法的方案相比,可节约至少50%的成本代价,满足了人们对降低100G传输成本的迫切要求。另一方面,小型化低功耗也是一个诉求,研究开发的设备机箱尺寸为标准电信级1RU(1.75 in高,19 in宽),且是世界上目前已知的尺寸和功耗最小的100G传输设备(100W)。此100G方案适用于点到点的传输,例如数据中心路由器、交换机的100G接口互连互通,或者一个简单的点到点企业网或者接入网网络应用。此方案可以无中继传输100GE或100G OTN至少80 km。该设备自带光放大器和色散补偿器,通过可插拔EDFA(掺铒光纤放大器)和DCM(色散补偿)(基于FBG技术)模块,传输距离可进一步提高,可以达到至少160 km。本研究开发的另一个最大亮点是在同样的硬件平台上,用户可以将用户侧的100G CFP光模块,通过热插拔的方式换成40G CFP光模块,再加上一些必要的软件配置,可以向下兼容40G光信号的长距离传输。这个独到的特性是由于在设计中采用了多通道分发(Multiplex-Lane Distribution)技术,而40G传输只是占用了100G传输中10个通道中的4个从而实现兼用的目的。这是目前已知唯一的用户可以按照不同速率业务要求实现弹性配置,实现100G或40G传输需求的平台设备,可以满足城域网和数据中心对不同速率接口传输的要求。

2 基于反向复用技术的100G传输

2.1 系统概述

如图1是基于反向复用技术的100G传输方案的系统框图。客户侧采用标准的100G信号模块(CFP光模块),支持符合100BASE-SR10(10×10G,MF,100 m)和100BASE-LR4(4×25G,1 310 nm,800 GHz,10 km)标准的100G信号。IEEE802.3ba标准定义了100G以太网传输的信号处理方式与线缆类型,其中,物理层被进一步划分为PCS(物理编码子层)、PMA(物理介质连接子层)和PMD(物理介质相关子层)。在物理层划分20路虚通道,虚通道概念是反向复用技术的基础。采用MLD(多通道分发)机制处理高速的40G/100G数据流可以大大降低对硬件时钟频率的要求,便于适配PMD层到光纤介质多通道的连接[6]。CFP光模块对接收到的4路25 Gbit/s的信号进行光电转换,转化成4路25 Gbit/s电信号,再在PMA物理子层进行4∶10的通道转换,转化成符合CAUI接口的10路10.312 5 Gbit/s的电信号,再送入主板ASIC进行处理。为了获得更好的传输性能和一些必要的网络管理功能,采用10路OTN芯片,将10路CAUI信号分别采用比特透明传输的方式,映射进OTN帧中,再加上FEC(前向纠错编码),就可成为10路独立的OTU1e/OTU2e数据格式的OTN帧。通过OTN帧格式中的GCC通道,可以实现带内OSC功能。经过OTN的数字封装处理后,10路信号由10路DWDM的SFP+光模块进行电光转换之后进行长距离传输。在发送端,10路光信号被MUX复用进一根光纤中进行传输,接收端采用DEMUX将接收到的信号进行解复用处理。100G传输设备样机如图2所示。

2.2 调制码型分析

在10G光通信系统中,信号调制方式一般采用NRZ(非归零码),IM-DD(强度调制-直接检测)。本系统设计主要面向城域网领域,系统客户侧采用NRZ(非归零码)码,同时线路侧的采用SFP+光模块,线路侧调制码型同样选用NRZ码。NRZ码型在10G或40G系统中得到广泛应用,其技术水平,芯片技术已经基本成熟。文献[7]指出,非归零码(NRZ)相对于归零码(RZ)能够较好地解决功率受限问题,因为激光器的发光功率是有一定限度的,NRZ编码100%的占空比能够使系统获得最大的发射功率。该调制码型具有以下特点:应用简单、成本低、频谱效率高,由于NRZ码频谱比较窄,有利于降低WDM系统中相邻信道的干扰[7],由于采用强度调制,调制方式较为简单,易于实现,且解调方式较为简单,只需要一个简单的光电检测器就可以将需要的信号解调出来,是目前光纤通信中应用较为广泛的一种调制码型。因此与PDM-QPSK调制方式相比,成本大大降低,易于实现。采用QPSK调制方式的100G信号与现有强度调制的10G、40G信号混合传输会产生严重的XPM/Xpol M效应[8]。因此,采用10路SFP+光模块的NRZ调制方式,可以实现与现网10G NRZ信号的混合传输而较少地产生传输损伤,避免NRZ码与PDM-QPSK码混合传输产生的非线性效应对QPSK码的影响,这对与现网10G系统混合传输具有重要意义。

2.3 虚通道时延处理

根据IEEE802.3ba标准,整个通信链路中的通道时延应控制在180 ns以内。PCS子层采用虚通道概念,将经过64B/66B编码过的码块分发到20路虚通道上。在光纤连接的光通道中会产生通道时延,在PCS子层采用对齐码块来处理通道时延。在CFP光模块中,一般采用FIFOs(先进先出)缓存处理,来降低传输过程中的时钟抖动,使各虚通道时延控制在70 ns以内。

3 系统性能分析及结果

图3、图4和图5分别展示了三种不同的传输性能测试方案。在光纤通信系统中,接收灵敏度和色散代价是评价系统性能的重要指标。图3采用了20 d B的固定衰减器衰减模拟光纤损耗,在接收端采用可调衰减器控制接收功率大小,并由此得到BER(误码率)曲线,如图6所示。

其中,接收功率为10路通道的总功率。由图知,在误码率在10-12量级处10路光纤通道总的接收灵敏度为-17.8 d Bm左右。图4采用80 km单模光纤代替固定衰减器。经过80 km的传输,总接收灵敏度有所增加,如图7所示。这是由于光纤的色散会降低系统传输性能。因此,80 km传输的色散代价为2~2.5 d B左右。

在实际应用中,传输距离可能会大于80 km。图5是160 km的100G传输测试。其中,系统采用前置放大器(Pre-EDFA)、功率放大器(Boost EDFA)和色散补偿模块(DCM)来增大传输距离。可根据传输距离,灵活配置EDFA的增益大小。采用安立公司的100G测试仪(MD1260A),经过24小时的100GE流量传输测试,实现24小时无误码传输,如图8所示。在通信链路中,要合理控制各虚通道间的时延,使其在合理范围内。本设计CFP模块中采用了FIFOs缓存处理时钟抖动,使20路虚通道时延控制在70 ns之内,如图9所示。

4 结论

本文提出了一种基于反向复用技术(Inverse-Multiplexing)和多通道分发(MLD Multiplex-Lanes Distribution))技术的100G低成本的传输方案。此方案样机已经进行了160 km单模光纤24小时无误码传输测试,实现了24小时的无误码传输。此设备大小只有1RU,且功率只有100 W左右,是目前已知世界上尺寸和功耗最小的100G传输设备。此方案与传统PDM-QPSK方案相比,具有至少50%的成本优势,在现阶段实现城域网低成本、低功耗100G传输具有非常现实有效的意义。此外,本研究开发的另一个亮点是在同样的硬件平台上,用户可以依照不同要求实现不同速率100G或40G光信号的弹性配置以及长距离的传输需求。

参考文献

[1]陈晓娇,张红,尹祖新.100G WDM技术发展及应用策略研究[J].邮电设计技术,2013(11):55-58.

[2]王占硕,张芙蓉,张建新.100G WDM传输系统的发展研究[J].现代电信科技,2011,41(8):61-64.

[3]TOYODA H,ONO G,NISHIMURA S.100Gb E PHY and MAC layer implementations[J].IEEE communications magazine,2010,48(3):41-47.

[4]NICHOLL G,GUSTLIN M,TRAININ O.A physical coding sublayer for 100Gb E[J].IEEE communications magazine,2008,45(12):4-10.

[5]IEEE Std 802.3ba.Telecomunications and information exchange between systems——local and metropolitan area networks——specific requirements-2010[S].2010.

[6]张小丹,程丹,徐晶,等.40G/100G以太网关键技术的研究与应用[J].光通信技术,2011,35(4):1-4.

[7]廖述燕.40Gb/s新型码调制传输特性与仿真研究[D].上海:同济大学,2007.

复用传输 篇7

DVB标准相关术语介绍

DVB SI和MPEG-2的PSI信息, 使用三种原文机制, 分别为表、段和描述子, 其定义如下:

表是概念描述意义上的说法, 在实际运行中是不存在这样的使用方法, 一个实用的语法结构只是表述节目信息的一种方式。在实际使用中, 这个表的信息被划分成段的形式, 然后将每个段划分成传送流包传输数据流量。

段是MPEG-2标准的语法规定, 主要语法元素标识分为表标识、序列号、版本号等, 描述子存储了段中的许多信息。

SI涵盖广播电视的实际范围, 可以满足无间隙的需求, 并对卫星和有线电视网络进行配置。

传输流的生成

在PES数据分组的基础上, 为实现这一传输流的转变, 首先从PES数据分组上提取节目流的PES数据包, 对传输流包装并添加相应信息。TS流和PS流都是对PES数据进行打包的。图1是PS流的示意图, 为实现从PS到TS流的转换, 应从节目流提取PES分组数据进行转换。PS流由连续节目流组成, 去除节目流数据包得到PES分组包。读取PES分组数据, 根据TS流的语法要求生成传输流, 进行传输流的扩展字段、特殊信息的传输, 并添加到指令流中。系统信息可从节目流组的分组首部和系统首部获得。

播出复用

数据流传输的是相互独立的原始流数据, PSI节目信息中的原始数据流, 发送一个不可分割的方案, 确保传输流复用的可行性。同时生成PAT、NIT、EIT和SDT表。PAT传输的是相同的光电倍增管, 作为一个独立的数据流, 被装载在该TS数据包中, 作为有效的载荷进行传输, 并被分配一个唯一的PID值。所不同的是发送PAT流的PID值被定义为固定值, 即PID=0。每个传输系统中的复用流都包含TS对象并与其相对应。

TS对象中的输入功能包含提供传输TS对象数据流的数据传输与处理功能。输出函数功能则是TS对象, 可使用的全局函数的所有功能, 每个TS对象线程轮流获得控制权限, 实现输出控制功能。通过输出功能来有效传输分组数据。在全局变量中, 包含所有传输数据流的结构信息, 并生成与传输流相关的存储信息。

1.输入函数

在复用程序的方案结构中, 输入函数是TS流的一个函数, 其主要功能是负责将存储的数据文件输入到TS流系统中去。当处理的传输数据流线程被停止时, 传输数据流所描述的对象, 会从系统中去除对应的输入功能, 与此同时释放出系统分配空间。

2.输出函数

输出功能和输入功能在逻辑上是对应的, 输出功能提供者负责传输流处理线程, 并生成比特流输出, 与输入函数提供的成员函数在功能上刚好相反。

3.处理函数

(1) 定义了用于传输的传输数据流TS对象, 对输入流进行描述和包装。每创建一个新的传输流到复用的进程中去时, 复用系统的传输数据流会构建一个TS流对象, 通过对对象输入流的结构信息进行完整描述, 实现提供各种操作传输数据流的功能。

(2) 输入信号源的传输流是把硬盘上的一个文件, 作为参数发送到输入功能中去, 以建立完整的输入功能。

(3) 创造一个TS流对象, 记录到全局链表数据结构中, 将信息传输流填充到对象结构中, 拟定传输流程序分配新方案, 分配一个新的PID原始流计划, 完成在注册表中的全局变量的注册。由于插入了传输数据流, 输出流的结构将发生变化, 并进一步更新发送的PAT表, 在输出的新的PMT表中插入的程序, 让解码器能够处理新插入的程序, 并删除旧的节目段信息表EIT。

(4) 创建此对象的线程。将对象的指针作为线程的参数传递。设置线程的优先级, 这样的传输流被添加到复用系统中去。在一般情况下, 每个传输流线程处理有一定的处理优先级。优先级可以是一个缓冲区的状态来进行控制, 当缓冲区要满的时候, 要采用相应的应用程序来提高线程的优先级, 让系统在运行中能够得到较多的CPU时间片, 通过应用程序适当降低线程的优先级, 以防止缓冲区发生下溢现象。

结语

本文提出了传输流的产生和传输复用方案, 适用于分布式的视频服务器中, 将视频播出器分成两部分:广播格式的转换、播复用的调度。广播格式的转换以及广播复用调度可分别运行于不同的服务器中, 可采用转换离线的方式运行播出格式, 对广播调度运行。对视频服务器的性能要求不高, 因此, 将大量廉价的服务器结合起来, 通过合理的控制和调度, 实现高性能视频服务器转换功能。