張明智（作者單位：沈陽廣播電視臺）

衛(wèi)星車高清升級設(shè)計(jì)與實(shí)踐

張明智
（作者單位：沈陽廣播電視臺）

沈陽廣播電視臺為了滿足臺內(nèi)新聞突發(fā)和全運(yùn)會信號傳遞，于2010年購入三訊道數(shù)字衛(wèi)星車。為適應(yīng)高清發(fā)展的需要，原有三訊道數(shù)字衛(wèi)星車急需高清升級改造。改造后的衛(wèi)星車，為全高清信號錄制、傳輸，同時兼顧標(biāo)清，能完成大型綜藝節(jié)目和體育賽事的級聯(lián)功能，具有高質(zhì)量的視、音頻技術(shù)指標(biāo)。

1　視頻系統(tǒng)

本車系統(tǒng)采用高清視頻，采用2+1訊道，配置2套索尼HDC1580R高清攝像機(jī)，其傳輸方式采用光纖傳輸?shù)姆绞健?套索尼pdw-700加無線微波LINK通過無線微波傳回，如有需要可連接2套索尼pdw-700通過視頻線接外接口箱傳回，實(shí)現(xiàn)2+1+2訊道。視頻切換、監(jiān)視系統(tǒng)均為純高清。

圖1　視頻系統(tǒng)圖

切換臺選用crossover公司SOLO 1級M/E高清切換臺，切換臺配置輸入12路，可選輸出6路。10直切鍵，切換臺的大部分輸入信號直接從信號源接入，還有2路信號從高清視頻矩陣中調(diào)配。

選用16×16 Harris高標(biāo)清兼容矩陣作為應(yīng)急切換和系統(tǒng)信號調(diào)度。包括外來信號在內(nèi)的所有信號源信號以及切換臺M/E的PGM、PVW、CLEANFEED和AUX輸出信號均輸入矩陣中。在系統(tǒng)中矩陣擔(dān)負(fù)了應(yīng)急通道、分配通道、監(jiān)視通道以及畫面動態(tài)監(jiān)看等信號的調(diào)度功能。矩陣配置了1個控制面板供導(dǎo)演選取監(jiān)看畫面、錄像機(jī)選源信號使用。

選取2臺索尼高清藍(lán)光錄像機(jī)，可以錄制高清和標(biāo)清信號，滿足現(xiàn)有高標(biāo)清兼容的情況，完美保證節(jié)目錄制。圖1為視頻系統(tǒng)圖。

2　音頻系統(tǒng)

音頻系統(tǒng)是以數(shù)字調(diào)音臺01V96為核心，輔之以加解嵌板、音分板和監(jiān)聽部分構(gòu)成的。該車另購了一塊與調(diào)音臺相配的16路數(shù)字音頻擴(kuò)展卡，音頻系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對外來的16路模擬音頻及16路數(shù)字音頻進(jìn)行同時處理，調(diào)音臺的輸入輸出支持A/A、A/D、D/A、D/D等四種模式。與模擬調(diào)音臺相比使用數(shù)字調(diào)音臺可大大簡化音頻的周邊系統(tǒng)。作為一款小型數(shù)碼調(diào)音臺，01V96具有提供無損的24-bit/96kHz數(shù)字音頻處理功能，以及同時40路的混音能力。01V96廣泛應(yīng)用于多軌錄音、立體聲縮混和環(huán)繞聲制作，特別適合小型中小型轉(zhuǎn)播車的使用。完全滿足新聞突發(fā)、小型綜藝活動、訪談、

會議的轉(zhuǎn)播及音頻制作，能夠完成立體聲制作的記錄、傳輸和監(jiān)聽。本音頻系統(tǒng)硬件具有以下特點(diǎn)。

圖2　音頻系統(tǒng)圖

（1）具有17個100 mm的電動衰減器。衰減器可以用于控制輸入通道，輔助發(fā)送和母線輸出，衰減器的功能可以由四個可選的軟件層來決定。

（2）內(nèi)置一塊320×240像素的液晶顯示屏，一方面方便查閱目前通道的狀況，另一方面可以通過監(jiān)看屏幕狀態(tài)調(diào)節(jié)按鈕和控制器來改變選中通道的均衡參數(shù)。

（3）具有8個可以自定義的功能鍵，可以控制和預(yù)置01V96的各種內(nèi)部參數(shù)。

（4）具有ADAT光纖接口。

（5）輸入和輸出端口特性：具有12個帶48 V幻象供電的話筒/線路輸入和4個線路輸入；沈陽廣播電視臺衛(wèi)星車上已安裝了16路數(shù)字?jǐn)U展卡，支持16路數(shù)字音頻信號的輸入及輸出；任意一個母線輸出和通道插入都可以路由到4個Omni輸出；單獨(dú)的立體聲輸出和監(jiān)聽輸出；輸入分配可以分配輸入信號到需要的路徑上；輸出分配可以分配母線輸出信號和輸入通道直接把信號輸出到需要的輸出連接頭。衛(wèi)星車的監(jiān)聽部分由一臺RM-2監(jiān)聽單元和二支監(jiān)聽耳機(jī)組成。

音頻傳輸采用3種方式：第一，綜合電纜，信號通路包括4路音頻輸入、4路音頻輸出、2路視頻信號和1路220V電源；第二，多心電纜，2路音頻通路，2路視頻通路；第三，攝像機(jī)隨機(jī)話筒通道拾音。圖2為音頻系統(tǒng)圖。

3　衛(wèi)星系統(tǒng)

我們選用ku波段工作頻率是12～18GHz，帶寬800MHz。ku波段頻率高，波長短，受地面無線電干擾小。在效率和增益相同的情況下，ku波段天線口徑比C波段口徑小。

3.1編碼調(diào)制器（1:1備份+倒換控制器）

在衛(wèi)星系統(tǒng)中，TANDBERG E5788編碼調(diào)制一體機(jī)能夠?qū)崟r將輸入的視音頻信號進(jìn)行高清MPEG-2的4:2:2P@HL、 4:2:0MP@HL和標(biāo)清MPEG-2的4:2:2P@ ML、4:2:0MP@ML編碼，該碼流速率在1.5～90Mbps連續(xù)可調(diào)，客戶可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求設(shè)定該值（通常該值越大，說明壓縮率越小，圖像質(zhì)量越高）。其中編碼器配置了BISS加擾功能，可以對傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行簡單的7位密鑰加密，以保證傳輸信號的產(chǎn)權(quán)不被侵犯。E5788內(nèi)置有符合DVB‐S標(biāo)準(zhǔn)的QPSK調(diào)制器，通過購買的軟件授權(quán)，可升級到支持8PSK/16QAM調(diào)制，升級后的調(diào)制器能夠?qū)⒕幋a器輸出的DVB-ASI碼率進(jìn)行信道編碼和QPSK/8PSK/16QAM調(diào)制。為提高傳輸效率，E5788選配有符合DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)的QPSK/8PSK調(diào)制器，比DVB-S標(biāo)準(zhǔn)可節(jié)約30%租星帶寬。同時提供監(jiān)視輸出接口。支持多種視頻輸入方式，即內(nèi)嵌音頻信號的HD/SDI數(shù)字信號、模擬復(fù)合視頻信號、模擬平衡音頻信號和AES/ EBU數(shù)字音頻輸入信號。每臺編解碼器具備3路ASI單節(jié)目碼流輸出，輸出的1

路ASI碼流進(jìn)入跳線排，供RX1290解碼器ASI輸入閉環(huán)監(jiān)測。其中備用編碼器輸出另一路ASI碼流輸入到主編碼器的ASI復(fù)用板卡的輸入口。主編碼器中配置ASI Remux板卡，實(shí)現(xiàn)2路碼流復(fù)用到一路輸出。在系統(tǒng)配置的1:1熱備份系統(tǒng)中，使用倒換控制器可以手動或自動在主備設(shè)備之間進(jìn)行切換；尤其在自動模式下，當(dāng)主用設(shè)備發(fā)生故障時，系統(tǒng)鏈路會自動切換到備用設(shè)備，確保直播任務(wù)的順利完成。

3.2Xicom XTD-400K TWTA室外型高功放

Xicom XTD-400K是一款低安裝成本、長壽命的功率放大器。它消除了以往放大器需要外保護(hù)以及天線與放大器之間的長波導(dǎo)聯(lián)接的缺點(diǎn)，例如，400W外置功放由于使用更短的波導(dǎo)，其輸出的EIRP相當(dāng)于一臺安裝在室內(nèi)機(jī)架上的600W功放。同時RF濾波器、冷卻裝置和監(jiān)控系統(tǒng)均包含在功放內(nèi)，它具有高可靠性、低維護(hù)成本和低替換成本等特點(diǎn)。XTD-400K使用了高效率的行波管，其優(yōu)點(diǎn)是減少了主功率的開銷、降低了工作時的內(nèi)部溫度、擴(kuò)展了可靠性，這些優(yōu)點(diǎn)在線性及飽和工作模式下同樣有效。內(nèi)建的L-Band BUC取代了一個獨(dú)立的ODU外設(shè)，L-Band輸入信號以及一個10MHz的參考信號僅通過一根同軸線纜輸入。XTD-400K支持單機(jī)工作、1:1、1+1相位疊加的工作模式，一個外置的控制器可讓用戶在本地對高功放進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

3.3車載天線

高功放自動倒換開關(guān)輸出的射頻信號通過波導(dǎo)進(jìn)入車載天線發(fā)射上星。整個車載天線系統(tǒng)由天饋系統(tǒng)、天線伺服系統(tǒng)、天線控制系統(tǒng)組成。我們選用的是英國Vislink集團(tuán)Advent公司專門為車載式衛(wèi)星地球站設(shè)計(jì)的NewSwift1.8 m Ku天線，該天線具有尺寸小、重量輕（120Kg）和增益高、抗風(fēng)能力強(qiáng)、使用耐久性好、發(fā)送和接收頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)。其特點(diǎn)是，最新的HD型號天線設(shè)計(jì)可安放2臺400W或750W TWTA高功放的設(shè)備艙。極大地節(jié)省車內(nèi)空間，減少了射頻波導(dǎo)的損耗。在天線控制方面，配置的是Advent公司ACU5000系列中的ACU5216天線控制器，內(nèi)置信標(biāo)接收機(jī)，配有GPS、電子羅盤、水平測量儀，通過計(jì)算得出衛(wèi)星指向參數(shù)。對天線的極化角、方位角、俯仰角等進(jìn)行控制，具備自動定位、極化轉(zhuǎn)換、自動/手動控制天線展開和收藏等功能。天線控制器可存儲達(dá)100顆衛(wèi)星參數(shù)和800個城市坐標(biāo)信息，實(shí)時顯示天線角度等參數(shù)，通過簡單方便的前面板操作即可自動控制天線的展開和收攏。天線控制器根據(jù)信標(biāo)接收機(jī)反饋的信標(biāo)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)自動精準(zhǔn)的對準(zhǔn)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)“一鍵通”對星。在應(yīng)急情況下可手動調(diào)整衛(wèi)星天線。

4　外來接口箱

外接口處預(yù)留了豐富多樣的接口，多個可輸入高標(biāo)清信號，多個PGM高標(biāo)清以及模擬信號、多個可選的矩陣以高標(biāo)清以及模擬信號、多個音頻數(shù)字以及模擬的輸入輸出信號，通話2線4線接口、網(wǎng)線接口、TEL接口等可滿足與臺里六訊道高清車無縫級聯(lián)。

衛(wèi)星車高清升級后分擔(dān)了部分六訊道高清車制播任務(wù)，緩解了臺里轉(zhuǎn)播車使用緊張，轉(zhuǎn)播地點(diǎn)停車難的問題。