宽带奥运与高清晰电视传送服务

poiula

摘要： 媒体特别是广播电视媒体是奥运成功举办的重要因素之一，如何为媒体提供更加成熟、安全、可靠的通信服务，是奥组委和通信合作伙伴的责任。在2008年奥运会上，以高清晰度电视(HDTV)技术为主的关键技术将会得到广泛的应用，本文根据HDTV技术的特点以及媒体对服务提出的需求，对即将构建的中国网通HDTV通信服务网络进行全面阐述。

关键词： HDTV；奥运会；汇聚网络
北京2008年奥运会，承载着全国人民的希望与梦想，一步步向我们走来。各行各业都在为实现这个美丽的梦想而努力着。智能化的交通管理、及时准确的气象服务、严谨有效的安全保卫都将成为这一届奥运会的服务亮点，而方便、快捷的信息获取正是通信行业人们不懈地追求。因此，“宽带奥运”这一理念成为了固定通信领域的奥运目标。奥运会中的各类参与者，如组织者、运动员、观众、媒体、相关行业服务者，将对“宽带奥运”有着不同的理解和体验。而“宽带奥运”在媒体服务中的体现，则是对这一理念最重要的一种诠释。

前国际奥委会主席萨马兰奇先生曾经说过：“一届奥运会成功与否，媒体是最终裁判……”，因此，无论是国际奥委会(IOC)还是举办国的奥林匹克运动会组织委员会，对媒体服务都十分重视。而在涉及媒体服务的各领域中，最关键、最能够体现奥运会服务成熟、先进、完善的特点的服务就是奥运会媒体通信服务。

在媒体通信服务中，作为主要传播手段的广播电视媒体因为实时报道的需要，将会使用95％以上的通信带宽，并需要通信服务提供商利用特殊的技术来进行保障通信的安全性。现任国际奥委会主席罗格曾经说过：“一秒钟的图像传送中断都意味着整个奥运会的失败”。

目前，在国际上应用最多的仍然是模拟电视技术，但是，由于模拟电视技术在图像信号的制作处理、控制调节、记录重放、调制解调、传输转播、接收显示等过程中，图像信号和伴音信号都是在时间轴上和振幅轴上连续变化的模拟信号。因而，模拟电视最明显的缺点是在传输的过程中，容易因叠加上不可恢复的噪声而导致信号劣化。

伴随着微电子技术、超大规模集成电路技术、数字信号处理技术、计算机技术的突飞猛进，数字电视技术的发展已取得了令人鼓舞的成果。特别是数字图像获取、数字存储、位图打印和图形显示的数字设备的出现,带来了许多数字图像方面的应用。在一些技术先进的国家，电视演播室设备数字化已完成，数字电视接收机已上市出售，各种数字图像编码压缩设备随多媒体技术的发展已投人使用。国际上也相应地制定了统一的数字电视信号的编码标准，为数字电视的发展奠定了坚实的基础。

作为数字电视标准中的最高等级，高清晰度电视(HDTV)技术的应用一直是国际关注的焦点。在2000年悉尼奥运会上和2004年雅典奥运会上，为了实验当时尚未成熟的高清晰度电视技术，国际奥委会广播电视委员会批准了利用HDTV转播技术进行小规模转播的实验。参与实验的各国专家和转播商一致认为，HDTV转播技术能够极大的提升人们对奥运会的观感，能够给人们呈现出更加精彩、更加具有冲击力的画面，能够吸引更多的观众观看奥运会。但是，在HDTV转播技术尚未成熟，尚未形成产业化的当时，大范围的利用HDTV转播技术转播奥运会是不现实的。

随着HDTV产业的成熟，特别一些国际广播电视领域的专业厂家已经生产出了从采集设备、传输设备到接收设备等一系列的产品，产业化的进程已经飞速的启动。在2008年奥运会前，HDTV技术完全能够担负起奥运会转播的重任。因此，负责2008年奥运会转播工作的北京奥林匹克广播公司(BOB)已经提出了在2008年奥运会上，采用HDTV技术制作全部奥运会信号。这一技术的应用，也体现出北京奥组委提出的“科技奥运”的精神。作为为BOB公司提供全部通信服务的中国网通集团公司，将会根据HDTV技术的特点，建立HDTV通信服务体系，这一体系也将在奥运会期间支撑奥运会的全部转播工作。

奥运会电视传送需求特点

奥运会的比赛囊括了几乎全部体育项目，是世界上最大规模的体育比赛。北京2008年奥运会的赛场分布广泛，比赛数量众多，对整个通信服务的要求也是十分复杂。信号传输需求的主要特点如下。

本地带宽需求巨大

根据广播电视用户的需求，1路HDTV信号的传输即为1.5Gbps带宽；1路SDTV(标准清晰度电视)的信号也需要传输270Mbps的带宽。而目前传输的语音通路仅为64kbps，传输一路HDTV信号，就需要2.4万路语音通路的传输能力。粗略估算，本地总传输容量即为900G。

国际传输需求大

HDTV信号在IBC(国际广播中心)制作完成后，将会根据授权转播商(RHB)的要求传送至本国的总部，进行播出。由于有大约200余家国际电视台或传媒集团参与报道，因此需要提供强大的国际传输能力将信号安全、稳定地传输至目的国。

可靠性要求高

由于奥运会世界瞩目，在奥运会的服务当中，出现任何事故，所造成的影响都是国际性的。因此要求采用最安全可靠的网络结构，并利用各种手段确保通信服务的万无一失。

种类复杂

虽然媒体服务网络主要提供HDTV信号传送，但是，仍然有为数众多的SDTV信号需要利用网络进行传递。
HDTV通信服务网络的构建原则

根据以上需求特点，HDTV传送网络应符合以下构建原则。

建设高稳定性网络

网络的稳定性是完美完成媒体视频通信服务的前提条件。因此在建设过程中，必需要考虑到安全、稳定的运行。HDTV通信服务网络将会对所传输的重要信号进行备份传输，使用备份的物理路由，同时对于网络中涉及的重要设备进行N+1备份。这样，无论从电路还是设备上，都具备了高度的稳定性。

建设高安全的传送网络

为了防止恶意篡改信号内容或非法加载节目源，在使用开放通路进行传输时，需要对节目源信息进行加密处理，并建立严密的视频监控系统和网络管理系统，确保信号的安全使用。

建设灵活性的传送网络

在奥运会期间，由于比赛的精彩激烈，经常会发生意外的比赛结果。这些结果也造成了媒体会在短时间内提出一些突发性的业务需求。为应对这一需求，HDTV通信服务网络应能完全满足突发性需求，并且建立健全的后台管理系统对这一需求进行及时有效的管理。

合理利用现有资源

构建HDTV通信服务网络时，需要充分考虑利用现有资源。这样，既能够满足赛时转播的需要，又可以在赛后不至于留下巨大的设备负担，造成浪费。
HDTV通信服务网络结构

从2008年奥运会开始，国际奥委会(IOC)设立了奥林匹克广播公司(OBS)作为将来各届奥运会的奥林匹克广播组织。国际奥委会已要求北京奥组委使用OBS作为北京奥运会的广播组织。为了更加有效的行使OBS的职能和责任，北京奥组委和OBS建立了北京奥林匹克转播有限公司(BOB)。BOB公司将制作全部基于HDTV信号标准的国际公用电视信号，并协助授权转播商制作自身的单边信号(仅供自身使用的电视信号)。中国网通做为北京2008年奥运会固定通信领域合作伙伴，将根据BOB的需要，建立HDTV通信服务网络，并根据授权转播商的需要，提供国际传输服务。

届时，场馆各摄像点的视频信号将通过BOB布放的视频电缆传送到场馆媒体主控机房，加入场馆现场声，共同组成公共信号，通过中国网通提供的从场馆至国际广播中心的视音频通路传送到国际广播中心各授权转播商的编辑机房，经过后期编辑合成(插入场馆评论员席音频信号)后，通过中国网通丰富的国际海光缆及卫星资源，传送到各国电视台，再由各国电视台传送到全球亿万观众的电视机前。

奥运会期间由场馆采集到的信号有三种：
*由主转播商(BOB)采集的现场公共视音频信号，即公共信号；
*由各授权转播商采集的现场单边视音频信号，即单边信号；
*采集的媒体评论员席的音频信号。

在网络结构上，HDTV通信服务网络分为三层：汇聚层、分发层、传送层。网络结构如图1所示。

通过这一服务网络，完成HDTV信号从场馆发送端传递到用户的全部过程。

具体各层完成的功能如下：
*汇聚层：将各场馆视音频信号传送到IBC，实现视音频流的汇聚。
*分发层：将汇聚到IBC的视音频流信号分发到各转播持有者媒体机房。
*传送层：将各电视转播权持有者编辑成功的视音频流信号经卫星和海底光缆、陆缆传送到指定的总部。
HDTV通信服务本地汇聚网络中关键技术

全程光缆双路由保护

由于奥运会主要的赛事均集中于北京的比赛场馆，因此，为了尽可能的提供高质量的HDTV信号，用户要求采用全程无损伤的传送信号。根据目前的技术发展状况，本网络主要依托于本地丰富的光缆网络资源，利用暗光纤(Dark Fiber)提供每路1.5Gbit/s的网络传输带宽。为了确保信号传送的安全性，采用全程光缆双路由保护，即在每个场馆至国际广播中心的光缆通路上，提供至少2条完全无任何交叉点的光缆路由，保障全程无任何可能的单点故障发生。这一保护方式，结合信号分级策略能够满足奥运会对HDTV信号高品质传输的要求。

信号分级备份策略

对于公用信号这种最重要的信号，在发送端采用双路并送方式，同时从两个路由进行发送。这样，能够从网络结构上提供最安全的传输通道。

对于单边信号，其重要性小于公用信号，采用分路由传送方式进行传送。即在第一路由和第二路由上，分别传输不同的单边信号。同时，这两个光缆路由中均备份足够的光纤资源供故障时倒换使用。

无线备份措施

为了进一步确保安全性，根据需要，将在场馆和国际广播中心之间建立卫星或微波传输链路进行备用，当地面网络出现重大障碍时，提供可供选择的无线备用方式。确保重要信号的传输万无一失。
根据这一思路，本地汇聚网网络组织结构图如图2所示。
HDTV通信服务长途汇聚网络中关键技术

长途汇聚网的主要目的是将外地场馆制作的HDTV信号传送至北京国际广播中心。由于外地场馆距离北京距离十分远，不能够采用光纤直接连接传送。因此，必须依托于目前广泛采用的电信网络承载信号传输。长途汇聚网络传输HDTV信号必须解决压缩算法和网络组织方式两大问题。

压缩技术选择

HDTV信号因其带宽巨大(1.5Gbps)，直接在传输网上进行传输将形成巨大的传输成本，因此，必须采用压缩技术进行压缩传输。

目前国际流行的HDTV压缩技术主要有基于MPEG-2 以及MPEG-4 AVC压缩算法的技术，并且这两种算法都有已经商业化的传输设备所支持。由于奥运会的HDTV信号主要都是赛场采集的快速运动的图像画面，要求尽可能的提供高质量的画面；同时，由于比赛采访的需要，要求采用低延迟的模式。基于这两个因素，在奥运会的长途汇聚网中，应采用MPEG-2压缩算法对HDTV信号进行压缩后，再行传输。

传输网络架构方式

本长途传输汇聚网将采用已经成熟的自动交换光网络(ASON)网络技术承载传输所需要的带宽。与传统网络不同，ASON技术引入了控制平面，形成了在功能上由传送平面、控制平面和管理平面构成的体系结构。ASON传送平面提供一个从端点到另一个端点的双向或单向信息传送，完成光信号传输、复用、配置保护倒换和交叉连接功能。传送平面可以由基于SDH或者OTN技术的设备构成。ASON控制平面通过信令提供建立、拆除和维护端到端连接的能力。网络发生故障时，控制平面执行保护和恢复功能。ASON管理平面实现对传送平面、控制平面以及系统的管理功能，确保所有平面之间的协同工作。

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