視頻傳輸對(duì)SDH網(wǎng)絡(luò)的要求

視頻傳輸對(duì)SDH網(wǎng)絡(luò)的要求（楊錦堂）

1．視頻信號(hào)在SDH網(wǎng)絡(luò)上傳輸

使用 SDH的 8 Mbit/s通道用于下傳電視節(jié)目的發(fā)送，使用34Mbit／s或 45Mbit／s通道

用于電視節(jié)目的回傳比較經(jīng)濟(jì)。SDH網(wǎng)絡(luò)為視頻傳輸提供了適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量管理能力，但對(duì)傳輸?shù)?/p>

視頻信號(hào)引入了相位抖動(dòng)和漂移等干擾。視頻信號(hào)通過去映射、解同步、編碼解碼后，圖像

和顏色的質(zhì)量變差了。圖像質(zhì)量的劣化是解碼電路和SDH指針調(diào)整相互影響的結(jié)果。視頻信號(hào)

質(zhì)量的劣化表現(xiàn)在很多方面，諸如圖像顏色消穩(wěn)、靜止、扭曲甚至消失。

ITU－T，ETSI和各通信設(shè)備制造商正討論SDH網(wǎng)絡(luò)對(duì)視頻傳輸帶來的問題，并力圖從產(chǎn)品

設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)安裝和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)上尋找解決問題的方法。

2．PAL電視信號(hào)的數(shù)字化

我國(guó)最常遇到的電視信號(hào)是復(fù)合PAL或亮度色差分量信號(hào)。為了在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中傳輸，模擬

的電視信號(hào)一般轉(zhuǎn)換成為270Mbit／s數(shù)字碼流，再通過MPEG－2的壓縮編碼，按一定的算法和

格式加入數(shù)據(jù)、聲音和幀開銷，最終生成標(biāo)準(zhǔn)的PDH8，34，140Mbit／s或SDH傳輸標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字

信號(hào)。模擬視頻信號(hào)的相位信息包含在數(shù)字信號(hào)流中的特定信息比特中。當(dāng)以上數(shù)字信號(hào)通

過SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，由于SDH網(wǎng)絡(luò)的映射／去映射和指針調(diào)整的過程，不可避免地在數(shù)字信號(hào)

上附加了相位的變化。而任何的相位變化在接收端通過去映射和解碼后將表現(xiàn)為視頻信號(hào)的

不穩(wěn)定，并產(chǎn)生指標(biāo)的劣化。

根據(jù)ITU－T的標(biāo)準(zhǔn)，SDH設(shè)備產(chǎn)生的相位偏移有一定的門限要求。目前SDH設(shè)備的輸出抖

動(dòng)都是將測(cè)試信號(hào)通過一個(gè)高通濾波器來進(jìn)行測(cè)試的，如140Mbit／s信號(hào)相位偏移的高通截

止頻率為200 Hz，而 34 Mbit/s信號(hào)的高通截止頻率為100Hz。雖然SDH設(shè)備在出廠時(shí)都按以

上的測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，但由于視頻信號(hào)對(duì)低于上述截止頻率的相位變化更為敏感，所以其

殘留的低頻相位變化仍會(huì)對(duì)PAL制式視頻信號(hào)的色彩副載波產(chǎn)生影響。

3．PAL色彩副載波信號(hào)特性

PAL制式信號(hào)在編碼成為數(shù)字碼流通過SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸后，其色彩副載波信號(hào)中將選加難以

檢測(cè)的相位調(diào)制。對(duì)于色彩副載波而言，影響電視節(jié)目質(zhì)量的因素一是副載波相位變化的速

率，二是副載波相位與初始參考相位的偏差，而前者比后者更為重要。如果副載波相位變化

的速率超過了接收設(shè)備的跟蹤能力，信號(hào)的質(zhì)量就會(huì)下降，并可能產(chǎn)生失步。在SDH網(wǎng)絡(luò)中，

指針調(diào)整帶來的定時(shí)問題將影響視頻信號(hào)副載波的質(zhì)量。當(dāng)4.43MHzPAL制式色彩副載波信號(hào)

的相位變化每秒超過0.1Hz時(shí)，相位偏移就會(huì)影響節(jié)目的質(zhì)量，而SDH指針調(diào)整是相位偏移的

根源。

4．SDH網(wǎng)絡(luò)的指針調(diào)整和相位特性

SDH網(wǎng)絡(luò)中，所有網(wǎng)絡(luò)單元的時(shí)鐘都參考于一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘源。為保證SDH網(wǎng)絡(luò)的同步，網(wǎng)

絡(luò)單元內(nèi)部和相互間的定時(shí)偏差必須符合ITU－T標(biāo)準(zhǔn)的要求。但在實(shí)際工作中，由于時(shí)鐘倒

換帶來的時(shí)鐘變化，即使在最好的情況下，各網(wǎng)絡(luò)單元之間還是存在細(xì)微的定時(shí)偏差。根據(jù)

ITU－T標(biāo)準(zhǔn)，SDH線路設(shè)備能容忍的最大線路頻率偏差為±4.6ppm。

SDH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用VC－3，VC－4等虛容器來傳送34，140Mbit／s PDH信號(hào)，為彌補(bǔ)PDH信

號(hào)帶來的速率偏差，SDH設(shè)備使用映射來進(jìn)行彌補(bǔ)。在SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，各網(wǎng)絡(luò)單元的定

時(shí)偏差會(huì)在SDH設(shè)備的線路接收端和線路發(fā)送端之間帶來時(shí)鐘速率的偏差，造成SDH設(shè)備的緩

沖器出現(xiàn)數(shù)據(jù)讀空和溢出現(xiàn)象。根據(jù)ITU－T標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)緩沖器中數(shù)據(jù)不足3字節(jié)或超出容限3字

節(jié)時(shí)，SDH幀將進(jìn)行指針調(diào)整，在VC前插入3個(gè)填充偽信息字節(jié)或前移3個(gè)字節(jié)。因此速率在

155Mbit／s時(shí)，SDH網(wǎng)絡(luò)的指針調(diào)整將帶來多達(dá)24UI的相位變化，而SDH設(shè)備一般使用相位平

滑電路來減小由指針調(diào)整引起的相位變化。

指針調(diào)整將引起PAL視頻信號(hào)的色彩副載波信號(hào)的相位變化超過0.1Hz／s的門限規(guī)定，當(dāng)

多次指針調(diào)整后，色彩副載波相位的變化將變得更大。為了保證視頻信號(hào)的質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)

商必須確保指針調(diào)整帶來的相位偏移滿足ITU－T的要求。在保證線路傳輸指標(biāo)的同時(shí)，改進(jìn)

視頻編解碼器的相位容忍能力也有利于減小視頻信號(hào)的相位變化帶來的影響。

5．相位變化的測(cè)試

影響視頻信號(hào)質(zhì)量的相位變化分為抖動(dòng)和漂移。抖動(dòng)的測(cè)試指標(biāo)主要分為抖動(dòng)容限測(cè)試、

抖動(dòng)傳遞測(cè)試和輸出抖動(dòng)測(cè)試，每一個(gè)測(cè)試指標(biāo)分別表征測(cè)試設(shè)備的不同特性。抖動(dòng)可以使

用常規(guī)抖動(dòng)測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)ITU－T最近有關(guān)指針調(diào)整序列產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的新增部分，出現(xiàn)

了一種新的指針測(cè)試序列和漂移測(cè)試方法。漂移測(cè)試主要測(cè)試被測(cè)信號(hào)與參考時(shí)鐘之間的相

位偏差，用時(shí)間間隔誤差（TIE）來表示，以此為基礎(chǔ)計(jì)算出最大時(shí)間間隔誤差（MTIE）和時(shí)

間偏移（TDEV）等參數(shù)。漂移的測(cè)試指標(biāo)可以參考最新的G.823及G.825建議。

在SDH網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)科動(dòng)、指針調(diào)整和漂移進(jìn)行測(cè)試，有時(shí)并不能發(fā)現(xiàn)視頻信號(hào)的問題，而

這時(shí)只能將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號(hào)來監(jiān)視，傳輸中的問題才能體現(xiàn)出來。有時(shí)使用測(cè)

試設(shè)備對(duì)設(shè)備的性能進(jìn)行了嚴(yán)格的測(cè)試，但使用視頻測(cè)試儀器仍能發(fā)現(xiàn)視頻信號(hào)中包含明顯

的副載波相位干擾，面對(duì)現(xiàn)有的抖動(dòng)和漂移測(cè)試指標(biāo)還不能確定影響視頻信號(hào)通過SDH傳輸?shù)?/p>

問題，視頻測(cè)試專家和設(shè)備生產(chǎn)廠商正在努力探討一種新的方法來解決通信和廣播行業(yè)關(guān)心

的問題，而ITU－T也正在提供或修改其建議，為建立一個(gè)更好的SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)提供新的標(biāo)準(zhǔn)。

傳輸系統(tǒng)的漂移也可能產(chǎn)生指針調(diào)整事件。指針調(diào)整可能導(dǎo)致彩色電視信號(hào)瞬時(shí)變色。采

用先進(jìn)的（暫未成為ITU建議）漏比特技術(shù)可以滿足數(shù)字電視接入時(shí)頻繁指針調(diào)整的問題。應(yīng)

考慮同時(shí)傳輸電信業(yè)務(wù)和數(shù)字電視業(yè)務(wù)的SDH網(wǎng)絡(luò)的接入指針調(diào)整問題。雖然指針調(diào)整可能導(dǎo)

致彩色電視信號(hào)瞬時(shí)變色，然而這種變色是短暫的，它所造成的圖像質(zhì)量降級(jí)需要通過主觀評(píng)

價(jià)的方法進(jìn)行質(zhì)量定級(jí)。采用漏比特技術(shù)的SDH系統(tǒng)和帶有幀緩存的MPEG－2編碼設(shè)備也可減少

傳輸抖動(dòng)失真的影響。我國(guó)已經(jīng)使用SDH設(shè)備成功地進(jìn)行了香港到北京的MPEG－2數(shù)字圖像傳輸。

確保SDH傳輸數(shù)字圖像抖動(dòng)和漂移的容限是必要的。這個(gè)容限可作為規(guī)劃、驗(yàn)收、維護(hù)SDH

傳輸系統(tǒng)的參考指標(biāo)。

摘自《現(xiàn)代電信科技》