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杭州第19届亚运会转播通信网络构架

2023-12-27 王小良 依马狮视听工场


【摘要】 本文介绍了杭州第19届亚运会转播通信网络的构架,通过传输场馆划分以及传输信号业务分类,重点介绍了各类场馆传输信号的传输方式、链路保护以及信号监测。

【关键词】 传输  基带光纤  OTN  链路保护

 

杭州第19届亚运会转播通信网络是广播电视转播的专用通信网络,由中国电信和中国移动(简称专网运营商)共同建设,服务本次杭州亚运会的广播电视转播和报道工作。

转播通信网络完成各电视转播场馆、风景摄像机点位和杭州亚运会国际广播中心IBC之间的公共信号、单边信号、混采信号、风景摄像机信号、通话信号、远程控制信号等的传输。根据场馆与国际广播中心的距离,选择合适的传输设备(视频基带光端机、编解码器等)和传输通路,按照电视转播的要求,将4K信号、3G全高清信号和HD高清信号等传输至IBC。

根据杭州亚运会转播的相关要求,需要将56个场馆、5个风景摄像点位、新闻发布厅、出镜报道点等赛事转播视频信号通过裸光纤或者是OTN电路等方式传送至国际转播中心IBC机房,在IBC TER通信机房同时提供主备视频信号给CDT机房相应的视频交换系统。

传输场馆根据光缆路由的距离和全程衰耗,分为中短距离场馆和长距离场馆。中短距离场馆的传输距离小于40公里,具备本地光缆资源接入,全程衰耗小于等于20dB。长距离场馆的传输距离大于40公里,全程衰耗大于20dB以上。

 

一.传输信号带宽

杭州亚运会电视转播传输信号,按照业务种类主要分为视音频业务、评论席业务、转播通话业务、ENG业务和智慧观赛业务。

视音频业务格式主要分为4K和高清两大类,采用IP以太网专线,4K视音频业务带宽为1200M,编码格式采用JPEG-XS;高清视音频业务带宽为100M。编码格式采用H.264或者H.265。

评论席、转播通话、ENG和智慧观赛等数据业务的类型及带宽如下表:

 

杭州第19届亚运会转播通信网络构架

 

二.传输方式

1.中短距离场馆:基带非压缩信号传输

根据组委会和主播机构要求对传输距离小于40公里且具备本地光缆资源接入,全程衰耗小于等于20dB的中短距离场馆,通过视频基带光端机利用基带光纤直连实现,将4K、高清SDI信号无压缩地送到IBC TER机房。满足要求场馆均分布在杭州市内,框图如下:

 

杭州第19届亚运会转播通信网络构架

图1 基带非压缩信号传输链路图

 

在相关竞赛场馆设立TOC机房(距离转播车、单边点小于50米),将场馆4K、高清SDI信号通过光端机发射端转换为光信号,经运营商提供的本地光缆进行传输到IBC TER机房,通过光端机接收端转换成SDI信号。每个通路占用1芯光纤,直接通过视频光端机两端的收发,两端提供BNC接口,对信号进行无损的传输,传送效果好。

公共信号采用1+1主备用传输:即采用端到端的双设备、双路由光缆传输。主播机构在TOC提供主备4K,HD信号;在IBC TER机房同时提供主备信号给CDT机房相应的视频交换系统,主用传输通道故障不会造成服务中断,主备通道具有同样的可用性和传输质量。

单边信号采用不同物理传输路由:主播机构在每个TOC提供单边信号HD-SDI接口,TOC和IBC TER机房之间开通不同物理路由的光缆,并为单边信号开通冷备用光路,并配置一定数量的冷备用设备。

转播通话信号和评论席语音信号采用不同物理传输路由:用户在每个TOC提供光口,TOC和IBC TER机房之间开通不同物理路由的光缆,并为信号开通冷备用光路,并配置一定数量的冷备用设备。

ENG业务:用户在每个TOC提供电口,TOC和IBC TER机房之间通过OTN数字电路进行传输,并配置一定数量的冷备设备。

2.长距离场馆:压缩编码信号传输

传输距离大于40公里,全程衰耗大于20dB以上的长距离场馆,采用编解码器和传输接口设备,利用OTN传输电路,将4K 12G-SDI经过JPEG-XS编码,高清HD-SDI经过H.264或H.265 4:2:2编码后送到IBC TER传输机房。其中4K主/备路需要1200Mp/s专线带宽、高清主/备路需要100Mp/s专线带宽。框图如下:

 

杭州第19届亚运会转播通信网络构架

图2 压缩信号传输链路图

 

开通场馆TOC至IBC TER机房的OTN传输电路,将4K信号、高清信号通过编码器进行压缩编解码,输出IP信号到传输接口单元,进行网络适配后,通过OTN传输电路传送到IBC TER机房。IBC TER机房通过传输接口单元输出IP信号到一一对应的解码器,解出SDI信号。

公共信号采用1+1主备用传输:即采用端到端的双设备(编解码器、传输接口单元)和双OTN传输电路。主播机构在TOC提供两个4K 12G-SDI或HD-SDI信号;主备信号具有同样的可用性和传输质量,在IBC TER机房同时提供主备信号给CDT机房,主用传输通道故障不会造成服务中断,主备通道具有同样的可用性和传输质量。

单边信号采用有保护的传输电路:主播机构在每个TOC提供单边信号的4K 12G-SDI,高清HD-SDI接口,TOC和IBC TER机房之间通过OTN省内数字电路进行传输,且每条电路均具有传输自动保护倒换,并配置一定数量的冷备设备。

评论席语音业务和转播通话业务:主播机构在每个TOC提供电口,TOC和IBC TER机房之间通过OTN省内数字电路进行传输,且每条电路均具有传输自动保护倒换,并配置一定数量的冷备设备。

ENG业务:主播机构在每个TOC提供电口,TOC和IBC TER机房之间通过OTN省内数字电路进行传输,并配置一定数量的冷备设备。

3.风景摄像机信号传输

五路风景摄像机信号采用不同物理传输路由:主播机构在每个风景机位提供1路风景摄像机信号12G-SDI接口,每路12G-SDI信号经光端机主备路传送到IBC TER机房,风景机位和IBC TER机房之间开通不同物理路由的光缆,并为每路风景摄像机信号开通冷备用光路,并配置一定数量的冷备用设备。

 

三.链路保护方式

按照本次亚运会的传输需求,所有场馆至IBC的公共信号为主备用两路传输,设备主备用物理分开,光缆和传输电路采用独立的主备用物理路由;每个场馆到IBC传输两路单边信号,分别采用不同物理路由进行传输。

光缆—中短距离场馆的公共信号和单边信号提供双路由的光纤直连,通过独立的光端机传送到IBC TER机房。

传输—长距离场馆的公共信号和单边信号提供主备用OTN传输电路,经编解码器、传输接口单元等传送到IBC TER机房,且每条电路通过不同的传输设备,承载在运营商提供的OTN传输网上,双物理路由上联,本身具有传输保护倒换,能够实现电路自动倒换,倒换时间<50ms。

 

四.分工界面

广播电视传输专网全程分工负责主体为两个部分:主要由主播机构和运营商两家负责。通过亚组委、主播机构和运营商多次会议协调沟通,已确定各自分工界面。分工界面示意图如下图所示。

 

杭州第19届亚运会转播通信网络构架

图3 OTN场馆全程示意图

 

杭州第19届亚运会转播通信网络构架

图4 裸纤场馆全程示意图

 

1.场馆TOC侧

摄像点位和转播车的信号采集工作由主播机构负责,摄像点位和转播车至TOC机房视频接口板的视频线缆布放由主播机构负责,即场馆侧取信号由主播机构负责,TOC机房内视频信号处理设备(编码器和光端机)安装由专网运营商负责,传输设备和裸纤由专网运营商负责。场馆内转播车、混采区、CCR等区域至TOC机房的光缆以及相关沟通的缆线由场馆建设方根据主播机构的设计要求进行布放。

2.场馆TOC至IBC传输链路

场馆TOC机房至IBC的传输链路,OTN电路或裸纤都由运营商负责,TOC侧和IBC侧的传输设备或裸纤子框与信号处理设备的对接工作由运营商和省广电共同负责。

3.IBC侧

主播机构核心机房CDT至运营商通信设备间IBC TER机房视频接口板的视频线缆和光缆的布放由主播机构负责,即IBC侧取信号由主播机构负责。TER机房内视频信号处理设备(编码器和光端机)安装由专网运营商负责,传输设备和裸纤由专网运营商负责。

 

五.场馆及IBC侧信号监测方案

1.场馆TOC监测(中短距离场馆)

中短距离场馆采用光端机进行高清视频信号的传输,转播车和单边点来的高清信号连接到光端机后,从光端机的监测环出口输出高清监视器,进行监视监听。赛时,每个TOC配置一套监测系统。系统链路图如下所示:

 

杭州第19届亚运会转播通信网络构架

图5 中短距离场馆TOC监测系统链路图

 

2.场馆TOC监测(长距离场馆)

长距离场馆采用编码器、传输接口单元进行高清视频信号的传输,转播车和单边点来的4K、高清信号连接到视频分配器,视频分配器1路直通输出连接到编码器,1路输出到监视器进行监视监听;经编码器压缩编码后的IP信号输出到传输接口单元后送OTN传输电路。编码器同时输出镜像IP流到码流分析及多画面监视系统,实现对编码后的图像监视和码流分析。赛时,每个TOC配置一套监测系统。系统链路图如下所示:

 

杭州第19届亚运会转播通信网络构架

图6 长距离场馆TOC监测系统链路图

 

3.IBC TER机房监测

在IBC设置的传输TER机房,负责所有场馆信号的汇聚(包括光端机和编码解码器),送给CDT机房进行传输。IBC TER机房的监测系统由机架式4K、高清多联监视器和码流分析仪组成,光端机和解码器接收的各场馆TOC 4K、HD-SDI 第1路输出直接送给CDT机房,从光端机和解码器的监测口或经视分输出的第2路4K、HD-SDI信号经视频切换器输出到机架式高清监视器,实现所有信号监视监听,第3路送切换矩阵可以选切到控制室,通过主监、示波器等设备进行监视监听。传输接口单元输出IP信号给各解码器,解码器同时将IP信号送到码流分析及多画面监视系统进行码流分析和解码图像监视。系统示意图如下:

 

杭州第19届亚运会转播通信网络构架

图7 IBC TER机房监测系统链路图

 

六.结束语

转播通信网络系统的成功部署,系统安全稳定运行,完成总计57路4K信号、212路高清信号的传输工作,信号传输质量满足播出技术要求。为顺利完成杭州第19届亚运会赛事转播工作,做出了不可磨灭的贡献。希望能够为广电同行继续服务大型体育赛事转播提供经验参考。

第19届亚运会 传输 基带光纤 OTN 链路保护 通信网络

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