李 嘉，胡振光

（江蘇省廣播電視總臺(tái)，南京，210013）

技術(shù)研究

江蘇衛(wèi)視高清頻道本地上星平臺(tái)設(shè)計(jì)和運(yùn)行

李 嘉，胡振光

（江蘇省廣播電視總臺(tái)，南京，210013）

隨著遠(yuǎn)程加密技術(shù)得以解決，江蘇省廣播電視臺(tái)從經(jīng)濟(jì)和安全性等方面考慮，決定江蘇衛(wèi)視高清頻道轉(zhuǎn)為本地上星，并開(kāi)展了高清頻道上星平臺(tái)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工。項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工以安全、實(shí)用、創(chuàng)新為基本原則，分別開(kāi)展播出系統(tǒng)、上星運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)、機(jī)房及環(huán)境保障系統(tǒng)、運(yùn)維可視化等分系統(tǒng)的建設(shè)。

高清電視；衛(wèi)星；AVS+；可視化

1 項(xiàng)目背景

隨著遠(yuǎn)程加擾等技術(shù)問(wèn)題的解決，同時(shí)從經(jīng)濟(jì)性和安全性等方面考慮，經(jīng)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)責(zé)任人研究決定將江蘇衛(wèi)視高清頻道轉(zhuǎn)至江蘇廣播電視衛(wèi)星地球站本地上星，并建設(shè)高清頻道上星平臺(tái)系統(tǒng)。

2 平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

衛(wèi)視高清頻道上星平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工，主要由節(jié)目播出系統(tǒng)、上行運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)、機(jī)房及環(huán)境保障系統(tǒng)、平臺(tái)運(yùn)維管理可視化等組成。如圖1所示。

2.1 節(jié)目播出系統(tǒng)

節(jié)目播出系統(tǒng)用于衛(wèi)視高清節(jié)目信號(hào)源的傳輸、編碼處理；節(jié)目流復(fù)用、加密、調(diào)制；中頻信號(hào)變頻、高頻放大直至天線(xiàn)發(fā)射上星。由信號(hào)源引接、節(jié)目加密、編碼復(fù)用調(diào)制、高頻放大、天饋線(xiàn)及備播系統(tǒng)等部分組成，如圖2所示。

系統(tǒng)信號(hào)源引接部分設(shè)計(jì)為雙路由、交叉自動(dòng)切換模式。衛(wèi)視高清頻道信源從總臺(tái)播控中心以HD-SDI格式通過(guò)兩個(gè)不同路由的光纖通道傳送至衛(wèi)星地球站機(jī)房。為確保上星節(jié)目信號(hào)不中斷，配置有本站應(yīng)急信號(hào)源，采用硬盤(pán)播出設(shè)備提供帶臺(tái)標(biāo)的應(yīng)急備播節(jié)目。應(yīng)急信號(hào)源通過(guò)人工跳線(xiàn)方式接入后級(jí)分配器。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖2 節(jié)目播出系統(tǒng)

在加密上，考慮到各地接收用戶(hù)轉(zhuǎn)換的經(jīng)濟(jì)性和便捷性，江蘇衛(wèi)視高清本地上星的節(jié)目加擾仍采用上海文廣互動(dòng)平臺(tái)。各地高清接收用戶(hù)從上海SiTV獲得智能卡和授權(quán)，用來(lái)解擾江蘇衛(wèi)視高清頻道節(jié)目。本地自發(fā)上星系統(tǒng)割接后，由于加密平臺(tái)保持不變，因此現(xiàn)有的用戶(hù)智能卡仍然可以繼續(xù)使用。系統(tǒng)在編碼、復(fù)用、加密及調(diào)制方面，采用AVS+的編碼方式，碼流經(jīng)復(fù)用器加擾，調(diào)制器采用DVB-S的QPSK調(diào)制方式。

系統(tǒng)高頻天饋系統(tǒng)由上變頻器、3kW高功放，1︰1天線(xiàn)倒換開(kāi)關(guān)及天線(xiàn)等設(shè)備組成。調(diào)制器輸出的中頻信號(hào)分別送入相應(yīng)的上變頻器，變頻后送入3kW高功放進(jìn)行功率放大，最后經(jīng)天線(xiàn)倒換開(kāi)關(guān)切換至發(fā)射天線(xiàn)上星傳輸。為了確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和高效運(yùn)行，系統(tǒng)建設(shè)嘗試了以下創(chuàng)新：

（1）冗余備份方式：高清頻道上星平臺(tái)主用播出系統(tǒng)的設(shè)備采用1+1熱備份通道方式配置，主備通道間配置四級(jí)交叉切換保護(hù)。為確保上星節(jié)目播出的安全可靠性，還配備了可獨(dú)立承擔(dān)節(jié)目上行傳輸?shù)膫浞萆闲邢到y(tǒng)。

（2）設(shè)備機(jī)架布局：高清頻道上星平臺(tái)機(jī)房設(shè)計(jì)借助以往經(jīng)驗(yàn)及各設(shè)備廠家數(shù)據(jù)為依據(jù)，綜合分析比對(duì)各設(shè)備傳輸損耗、故障類(lèi)型、故障概率、故障處理時(shí)間以及值班人員處理時(shí)間等數(shù)據(jù)，將應(yīng)急處理頻率、處理時(shí)間及處理難度要求高的小信號(hào)設(shè)備分布在靠近值啊人員的1號(hào)機(jī)房，將同等要求較低的高頻設(shè)備分布于較遠(yuǎn)的2號(hào)機(jī)房。

（3）AVS+編碼方式的應(yīng)用：江蘇衛(wèi)視高清頻道上星平臺(tái)在編碼方式上選擇了AVS+的編碼方式，并經(jīng)過(guò)了前期的試運(yùn)行播出測(cè)試進(jìn)行了大量的驗(yàn)證和布局，測(cè)試結(jié)果滿(mǎn)足各項(xiàng)指標(biāo)要求。AVS+編碼方式是我國(guó)自主研發(fā)的第二代信源編碼標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)不斷的更新和優(yōu)化，AVS+編碼方式已經(jīng)成為我國(guó)成本低廉而編碼質(zhì)量更優(yōu)的核心技術(shù)，并成為未來(lái)在廣電領(lǐng)域推廣的主要編碼方式。

2.2 上行運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)

該系統(tǒng)提供上下行鏈路重要節(jié)點(diǎn)的節(jié)目?jī)?nèi)容監(jiān)視、信號(hào)流傳輸監(jiān)視、上行功率控制以及系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控、網(wǎng)管數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ?，如圖3所示。

圖3 上行運(yùn)行監(jiān)管

為了確保監(jiān)管有效，提高監(jiān)管效率，高清頻道上星平臺(tái)監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行了以下的建設(shè)創(chuàng)新：

（1）衛(wèi)星播出平臺(tái)管控的高度集中，設(shè)備分布式的架構(gòu)：高清平臺(tái)監(jiān)管系統(tǒng)在監(jiān)管內(nèi)容上兼顧上行系統(tǒng)、下行系統(tǒng)和運(yùn)維輔助系統(tǒng)；在監(jiān)管參數(shù)上涵蓋了碼流監(jiān)看、內(nèi)容監(jiān)看、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)看、告警提示等內(nèi)容；網(wǎng)管系統(tǒng)通過(guò)全景信號(hào)監(jiān)控、設(shè)備網(wǎng)管監(jiān)控、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控等系統(tǒng)形成多維度、全方位的管控體系。在監(jiān)管內(nèi)容上，系統(tǒng)將所有內(nèi)容集中到同一機(jī)房；而在架構(gòu)上被監(jiān)管各分系統(tǒng)具備獨(dú)立的系統(tǒng)架構(gòu)和傳輸路由，與播出相關(guān)的主要系統(tǒng)監(jiān)管信號(hào)分別通過(guò)網(wǎng)管鏈路、分割換面鏈路和風(fēng)格鏈路傳輸，保持了各分系統(tǒng)的獨(dú)立性，避免了各分系統(tǒng)的相互干擾。

（2）高清頻道衛(wèi)星上星平臺(tái)監(jiān)管系統(tǒng)的鏡像分布：為了確保監(jiān)管的高度可靠，高清平臺(tái)的監(jiān)管系統(tǒng)，除了對(duì)各監(jiān)管相關(guān)設(shè)備配備STS供電之外，還分別在1號(hào)和2號(hào)機(jī)房以主備鏡像的方式設(shè)置監(jiān)管中心，日常播出情況下，以1號(hào)機(jī)房監(jiān)管為主，在特殊情況下以2號(hào)機(jī)房監(jiān)管為輔設(shè)置替代1號(hào)機(jī)房進(jìn)行平臺(tái)監(jiān)管。

2.3 電源及環(huán)境保障系統(tǒng)

本系統(tǒng)提供衛(wèi)星地球站設(shè)備系統(tǒng)的電源保障、機(jī)房溫濕度保障、機(jī)房?jī)?nèi)部監(jiān)視及天線(xiàn)場(chǎng)安全保障等功能，如圖4所示。

圖4 電源及環(huán)境保障系統(tǒng)

系統(tǒng)在電源保障上，高低壓供配電系統(tǒng)具備兩路外電接入，具有自動(dòng)互投功能。應(yīng)急供電系統(tǒng)配備300kW自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)。供配電系統(tǒng)由專(zhuān)門(mén)的動(dòng)力部門(mén)負(fù)責(zé)，地球站僅需負(fù)責(zé)機(jī)房?jī)?nèi)部供電的保障。內(nèi)部電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)按照每臺(tái)UPS能夠承載系統(tǒng)全部負(fù)荷運(yùn)行的要求，配置兩臺(tái)60kVA UPS獨(dú)立供電，電池后備時(shí)間滿(mǎn)足60分鐘全負(fù)荷運(yùn)行。同時(shí)在主要監(jiān)控設(shè)備用電上均使用STS供電。

系統(tǒng)在環(huán)境保障上集成了對(duì)機(jī)房溫濕度、機(jī)房視頻監(jiān)視及天線(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)視等內(nèi)容的監(jiān)管。

2.4 平臺(tái)運(yùn)維管理可視化建設(shè)

高清平臺(tái)在系統(tǒng)運(yùn)維上，以不增加人員負(fù)擔(dān)，提高人員值班效率為原則。在設(shè)備機(jī)柜分布和機(jī)架分布及監(jiān)管內(nèi)容上與原有標(biāo)清播出平臺(tái)對(duì)照分布，充分考慮了人類(lèi)習(xí)慣性操作的行為特征，在應(yīng)急處理方式上也盡量保持與原有標(biāo)清平臺(tái)的兼顧融合，便于值班人員參照原有平臺(tái)分析處理各種突發(fā)狀況，既減少了因新平臺(tái)上線(xiàn)而產(chǎn)生的值班負(fù)擔(dān)，又避免了因?yàn)榕嘤?xùn)增加的時(shí)間成本，同時(shí)結(jié)合人員的職能合理調(diào)整提高了人員的值班工作效率。

高清平臺(tái)在運(yùn)維管理上，創(chuàng)新使用了自主研發(fā)的地球站安播平臺(tái)流程可視化管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星地球站運(yùn)維管理的可視化。管理者可以多角度、多視點(diǎn)地掌握衛(wèi)星站安全播出、運(yùn)維管理、事業(yè)建設(shè)、資產(chǎn)管理的動(dòng)態(tài)，并且根據(jù)各種數(shù)據(jù)分析結(jié)果，及時(shí)調(diào)整人員和資源配置，提高管理效率，提升安全播出保障水平。同時(shí)采用了自主研發(fā)的仿真系統(tǒng)為人員培訓(xùn)和播出系統(tǒng)優(yōu)化研究等活動(dòng)提供了可視化的有效手段。

3 結(jié)束語(yǔ)

高清視頻業(yè)務(wù)的廣泛推廣是國(guó)家媒體發(fā)展的大勢(shì)所趨，衛(wèi)星通信又是廣播電視覆蓋的重要途徑，所以高清頻道上星平臺(tái)的建設(shè)優(yōu)化研究有著重要的意義。江蘇衛(wèi)視高清頻道上星平臺(tái)建設(shè)，本著確保安全播出，合理引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的原則設(shè)計(jì)建設(shè)，系統(tǒng)通過(guò)總局各項(xiàng)驗(yàn)收，試播期間運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足各接收前端對(duì)接受信號(hào)的質(zhì)量要求。

Jiangsu Satellite TV HD Channel Local Broadcasting Platform’S Design and Operation

Li Jia,Hu Zhenguang
(JiangSu Broadcasting Corporation,Nanjing,210013)

With the realization of remote encryption technology，Consider the economy and security，The JiangSu Broadcasting Corporation decided that the Jiangsu satellite channel in local broadcast.They design and construction to the principle of safety and practical innovation.The Project contains Broadcast system、Operation supervision system、P&E Supervision System and Visual system for operation and maintenance management.

High definition television;Satellite;AVS+;Visualization

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.05.006

TN938，TN943.3

A

1672-7274（2016）05-0019-03