數字電視IP化遠程傳輸設計與實現(xiàn)論文

時間：2023-05-04 07:44:01 論文范文我要投稿

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　　摘要:數字電視前端節(jié)目向市、縣等進行遠距離的傳輸離不開有線電視網絡，其傳輸技術通常采用SDH和色散補償+1500nm光放大。隨著網絡技術在有線電視網絡各個方面的不斷延伸，數字電視前端的IP化逐漸被提上了議事日程，而IP組播技術的日漸成熟使數字電視節(jié)目的遠距離傳輸成為可能。對組播技術在數字電視數據遠程傳輸的具體案例進行分析，詳細介紹了組播技術的相關定義及實際配置，以期為研究工作的開展提供借鑒。

數字電視IP化遠程傳輸設計與實現(xiàn)論文

　　關鍵詞：:IP技術;數字電視;傳輸系統(tǒng);設計

　　在信息技術快速發(fā)展的時代背景下，逐漸平臺化的業(yè)務運營、IP化的網絡發(fā)展及數字化的電視系統(tǒng)中的網絡技術得到廣泛應用。目前數字化的電視系統(tǒng)、節(jié)目采集制作、遠距離傳輸等均實現(xiàn)了網絡化、數字化，在數字電視節(jié)目遠距離傳輸過程中，對IP技術的發(fā)展與應用進行研究具有重要意義。本文著重闡述了利用IP技術實施50km遠距離電視節(jié)目傳輸，可接收到的頻點15個節(jié)目85套的組播源，繼而達到可控組播的目的。

　　1基本定義

　　1．1TSoverIP

　　通常情況下，數字電視的節(jié)目流被封裝成TS傳輸流，TS傳輸流在傳輸層被UDP協(xié)議進行二次封裝，在網絡層又被打上IP包頭，形成IP包，再利用IP數據網傳輸信號。

　　1．2單播

　　采用單播實現(xiàn)點到多點傳輸，發(fā)送源需要向每一個接收者單獨發(fā)送一份數據，發(fā)送源專門建立一條傳送數據的通道，為UserA、UserC接收者服務，其目的地址為各接收者單播地址，可向各單播地址進行獨立報文的發(fā)送，如果Receiver有N個，則需要發(fā)送單播報文N份［1］。

　　1．3廣播

　　接收與發(fā)送數據的IP地址是構成IP報文的主要內容，傳輸IP數據的網絡系統(tǒng)以目的地址為依據，向相應接收者進行數據發(fā)送。將IP網絡中所有的主機作為接收地址即為廣播，將某個接收者作為目的地址為單播，將一組屬性相同的接收者作為目的地址為組播。通過廣播方式實現(xiàn)多個接收者收到發(fā)送源發(fā)送的數據，不管接收者數目多少，發(fā)送源只需要發(fā)送一份廣播數據，而作為接收方，不管是否需要該廣播源的信號，都將接收到該廣播源發(fā)送的數據。

　　1．4組播

　　當數據信息信號源為一個，接收者為多個時，其數據傳送方式可為廣播、單播或組播。組播可以將發(fā)送源產生的單一IP包通過網絡發(fā)送給一組特定的接收者。比如，同份數據信息由Source發(fā)送者向PCA、UserC接收者發(fā)送，而處于同一網絡內的UserB不需要接收數據。這樣發(fā)送源的壓力減小，網絡和接收者效率提高。

　　1．5廣播、單播與組播的應用

　　事實證明，數據傳輸方式為單播時，信息傳輸量與信息需求的用戶量之間為正比例關系，該信息需求用戶較多時，多份具有相同性的信息流會出現(xiàn)在網絡中，導致處理器的資源被占用和寬帶浪費［2］。當數據傳輸方式為廣播時，Source發(fā)送者所發(fā)送的數據雖然只有1份，但無論其下游網絡是否有接收者，網絡中的所有路由器都會對數據進行轉發(fā)。這兩種信息傳輸方式都將都會消耗大量的網絡帶寬，網絡效率降低，而且廣播方式在保密性方面也有著天然的劣勢。組播技術完美地解決了這一切，通過它構建的組播網絡可以有效地識別路由器下是否存在接收者，通過剪枝、嫁接等一系列機制，保證這個點到多點的網絡中的各個成員都能有效的協(xié)同工作，實現(xiàn)工作效率和資源利用的最大化。在遠程數字電視節(jié)目傳輸的過程中，向諸多接收者進行視音頻數據信息發(fā)送，當傳輸媒體為IP數據時，比較適合采用組播的方式進行數據傳輸［3］。

　　2組播的工作原理

　　在實際工作中，組播源進行組播數據發(fā)送時，組播地址為其目的地址，各組播地址都進行單個組播組的標記。所有接收者想成為組播組的一員，都有申請加入的權利，可對目的地址為IP組播地址的報文進行識別和接收，其組播組內的成員具有動態(tài)性，無論任何時候，網絡組播組內的所有接收者可隨意加入與離開［4］。網絡內的所有地方廣泛分布著組成員。

　　2．1IGMP協(xié)議

　　接收組播報文時，如果需要加入或者離開某組播組，可向末尾一跳路由設備提出申請，末尾一跳路由設備以接收者所提出的申請為依據，在本地進行直連網段組成員的關系表的維護。當接收到組播組報文時，結合組成員的關系進行轉發(fā)報文下游端口的確定。

　　2．2PIM協(xié)議

　　組播報文是如何通過中間路由設備向哪個下游端口發(fā)送的?由以上內容可以看出，末尾一跳路由設備對直連網絡中組播組的成員進行了解，將該組成員的關系表通告于鄰近組播路由設備。假設PCA需要加入到某組播組內:PCA連接的末尾一跳路由設備為RouterD，同PCA連接的接口為下游接口，同RouterC相連接的接口為上游接口。RouterD會將單播所發(fā)出的加入信息向RouterC發(fā)送。當RouterC接收到RouterD所發(fā)的加入信息后，會將加入信息向RouterB上游接口進行發(fā)送。組播網絡路由設備RP為RouterB，PCA所發(fā)的加入信息被收到后，可在組成員的關系表內進行登記，當相應的組播組數據被送達時，依據PCA加入信息反向路徑將組播數據發(fā)送至PCA。

　　3數字電視節(jié)目遠程傳輸系統(tǒng)的設計應用

　　3．1系統(tǒng)架構

　　在該研究中，某市廣電向具有約50km傳輸距離的接收者發(fā)送組播信息流20個。CISCO數字媒體DCMD9900管理平臺為組源的基礎設備，ASI接口配置若干個，負責對上游設備所傳輸的傳輸流予以接收，每個組播組由各個多節(jié)目的傳輸流進行標記。一個電接出口1000Mbps可發(fā)出所有組播數據，約800Mbps的寬帶。第一跳的路由器三層交換設備CISCOC4948與DCM9900的下游連接而成，端口47、48與組播源相連接，32端口與下游中間的路由器相連接，交換機為QuidwayS5720－32X－EI－24S，其中包括24個10/100/1000Base－T以太網端口、4個100/1000SFP、4個萬兆SFP+。中間以及最后一跳的路由設備的交換機屬于組播網絡RP路由器，全部端口均開啟PIM－SM組播路由的協(xié)議。電接口24個開啟協(xié)議IGMP。為了向所有接收者提供組播組的加入并實施管理的便利條件，RPS5720－32X－EI－24S路由器對所有接收者進行VLAN的劃分，定義所有VLAN，并綁定訪問控制列表ACL，通過訪問控制的列表ACL，過濾各區(qū)域組播接收者的組播源［5］。

　　3．2設備配置

　　3．2．1路由器RP配置為S5720劃分不同的VLAN，針對不同VLANIF進行IP地址的分配;對S5720進行單播IP的路由配置，確保路由可達到各個三層接口間;進行組播路由的協(xié)議配置，包括能夠進行全局組播的路由協(xié)議;所有三層接口使用的PimSm協(xié)議、IGMP協(xié)議等;進行ACL定義并與相應接口關聯(lián)，不同接口可對不同組播源實施訪問，達到可控組播。3．2．2二層交換設備配置配置二層交換設備比較簡單，在配置模式下，使用igmp-snoopingendable命令，打開全局IGMP接口監(jiān)聽功能即可。

　　4總結

　　通過近一年的試運行，系統(tǒng)的工作狀態(tài)比較穩(wěn)定，信號的傳輸質量高，調度的靈活性和網絡承載能力得到明顯提升，完全符合正式運營標準，預期目標得以實現(xiàn)。

　　參考文獻:

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　�。�2］陳俊賢．IP化環(huán)境下基于DCAS的數字電視前端多編碼自適應傳輸改造方案研究［D］．北京:北京郵電大學，2014．

　�。�3］張智男，潘文勝，葉春暉．談數字電視平臺系統(tǒng)IP化之利［J］．有線電視技術，2017，(5):36－37．

　�。�4］肖建敏．數字電視平臺IP化設計方案［J］．有線電視技術，2015，(11):47－49．

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