江蘇省廣播電視總臺(tái)高清衛(wèi)星傳輸車設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)家廣播電影電視總局廣發(fā)[2009]58號(hào)《廣電總局關(guān)于促進(jìn)高清電視發(fā)展的通知》的精神，包括江蘇衛(wèi)視在內(nèi)的九家衛(wèi)視于2009年9月28日完成了衛(wèi)視高清頻道的建設(shè)、播出，隨之推動(dòng)了節(jié)目的高清化發(fā)展，為進(jìn)一步滿足臺(tái)內(nèi)各頻道、欄目對(duì)高清節(jié)目的衛(wèi)星傳輸及SNG的需求，在總臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)的統(tǒng)一部署下，于2011年1月份啟動(dòng)了高清衛(wèi)星傳輸車的項(xiàng)目建設(shè)。

一. 項(xiàng)目定位

確定高清衛(wèi)星傳輸車的定位決定著整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方向及思路，進(jìn)而影響著具體系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，本項(xiàng)目中高清視頻信號(hào)的制作、切換及傳輸雖是重點(diǎn)，但不是實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)。因此在滿足一定的高清節(jié)目制作能力的基礎(chǔ)上，由于現(xiàn)階段標(biāo)清衛(wèi)星傳輸?shù)男枨罅窟€很多，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)兼顧了標(biāo)清信號(hào)的制作與傳輸，更好的利用新建衛(wèi)星車實(shí)現(xiàn)資源共享。

設(shè)計(jì)初期對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的具體目標(biāo)總結(jié)如下：

1. 能滿足小型訪談?lì)惞?jié)目高、標(biāo)清信號(hào)的現(xiàn)場(chǎng)制作；

2. 能完成文藝晚會(huì)、體育賽事等高、標(biāo)清信號(hào)的衛(wèi)星傳送；

3. 能滿足突發(fā)事件SNG現(xiàn)場(chǎng)第一時(shí)間的連線需求；

二. 項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路

系統(tǒng)總體架構(gòu)圖是以車體改造為橋梁，視音頻、上下行系統(tǒng)有著較為松散的架構(gòu)。輸入包括電源、視音頻信號(hào)、攝像機(jī)微波、內(nèi)外通話、攝像機(jī)適配器、衛(wèi)星下行信號(hào)等等；輸出包括視音頻信號(hào)、射頻上行信號(hào)。

1. 車體

車體采用奔馳SPRINT 524車型進(jìn)行改裝，該車體是現(xiàn)階段少數(shù)獲得國(guó)四認(rèn)證的適合改裝中型衛(wèi)星車的車體，該車采用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，具有一定的空間及載重能力，同時(shí)又具有較好的機(jī)動(dòng)性能。改裝后車體配置獨(dú)立發(fā)電機(jī)以及在線式UPS，確保整車在各種環(huán)境下都可以獨(dú)立工作。車體內(nèi)部布局示意圖如下：

2. 上下行系統(tǒng)

上下行系統(tǒng)主要用于完成高清、標(biāo)清電視信號(hào)的衛(wèi)星傳輸。系統(tǒng)示意圖如下：

根據(jù)南京市的雨區(qū)分布特點(diǎn)，并綜合現(xiàn)在高功放外置等優(yōu)勢(shì)因素，系統(tǒng)采用Ku波段進(jìn)行傳輸，并能完成高清、標(biāo)清電視信號(hào)的衛(wèi)星傳輸，編碼系統(tǒng)采用能支持MPEG-2、MPEG-4 AVC/H.264 HD/SD 4：2：2編碼，并且為了保證上行系統(tǒng)的安全可靠，整個(gè)上行鏈路按照1：1備份進(jìn)行設(shè)計(jì)，并可實(shí)現(xiàn)交叉?zhèn)浞荨?/p>

3. 視頻系統(tǒng)

視頻系統(tǒng)采用高標(biāo)清兼容的切換臺(tái)，設(shè)計(jì)了3個(gè)訊道使用適配器實(shí)現(xiàn)演播室攝像機(jī)的功能，能外接3個(gè)EXT通道以滿足SNG連線快速反應(yīng)的需求，配置2個(gè)無(wú)線攝像機(jī)微波通道增加系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)能力，2路VTR通道滿足錄制需求。高標(biāo)清切換臺(tái)兼容1080 50i/576 50i等多種高標(biāo)清格式，每路輸入信號(hào)支持10bit幀同步功能，有4路輸入通道內(nèi)置上變換功能。為保證系統(tǒng)應(yīng)急功能的完善，配備了高清16×2應(yīng)急切換開關(guān)作為切換臺(tái)的應(yīng)急備份。

周邊機(jī)箱在設(shè)計(jì)上充分考慮了主備概念，在鏈路設(shè)計(jì)上，保證主備鏈路所采用的設(shè)備不在同一機(jī)箱，保證不會(huì)因?yàn)闄C(jī)箱故障導(dǎo)致鏈路中斷。

視頻系統(tǒng)末端對(duì)PGM高清最末級(jí)信號(hào)進(jìn)行下變換處理，為外接口板提供標(biāo)清PGM信號(hào)的擴(kuò)展功能。

4. 音頻系統(tǒng)

音頻系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架安裝模式的模擬音頻調(diào)音臺(tái)，采用12路模擬調(diào)音臺(tái)完成包括攝像機(jī)通道、外接通道等音頻信號(hào)的接入以及混音輸出，同時(shí)系統(tǒng)具備高清音頻多聲道（嵌入音頻）的監(jiān)聽、監(jiān)測(cè)能力；調(diào)音臺(tái)的信號(hào)源主要包括CCU、外接口板的MIC輸入和LINE輸入、VTR及CD測(cè)試音源。由于調(diào)音臺(tái)收到機(jī)架安裝的條件所限，路數(shù)較少，其他諸如無(wú)線攝像機(jī)、解碼器音頻及相關(guān)線路音頻的擴(kuò)展等都是采用接入音頻跳線排的方式采用跳線的方式進(jìn)行擴(kuò)展，以滿足不同制作條件下對(duì)音頻系統(tǒng)的相關(guān)要求。

5. 通話系統(tǒng)

通話系統(tǒng)按完善的內(nèi)通、外通功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有無(wú)線通話、固定電話接入、移動(dòng)電話接入功能，同時(shí)還設(shè)計(jì)有調(diào)頻發(fā)射、無(wú)線對(duì)講等輔助備份通話設(shè)備。通話調(diào)音臺(tái)作為通話系統(tǒng)的核心完成多路通話信號(hào)源的混合、分配、通道控制功能。該通話調(diào)音臺(tái)具備8個(gè)線路輸入通道；同時(shí)具備2個(gè)獨(dú)立、可以控制的輸出主通道；該通話調(diào)音臺(tái)可以提供便捷的通道控制能力，確保通道間互不干擾。

衛(wèi)星車的通話系統(tǒng)由于其相對(duì)使用環(huán)境的特殊性，經(jīng)過前幾年的使用需求和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，通過合理配置設(shè)備、取長(zhǎng)補(bǔ)短，現(xiàn)階段基本只要在攝像與衛(wèi)星車之間視頻信號(hào)能送回來的范圍內(nèi)，都可以保障通話暢通，更好的滿足了節(jié)目部門的需求。

6. 無(wú)線攝像系統(tǒng)

為了提高節(jié)目制作的整體制作水平和手段，提高新聞節(jié)目的時(shí)效性與機(jī)動(dòng)性，高清衛(wèi)星車系統(tǒng)融入了無(wú)線微波攝像機(jī)并對(duì)其技術(shù)提出了較高要求。無(wú)線微波發(fā)射單元是攝像機(jī)高清信號(hào)處理的核心部分，其功能和性能指標(biāo)必須優(yōu)越，系統(tǒng)采用的是LINK公司的高清無(wú)線傳輸設(shè)備，該設(shè)備一直是以高質(zhì)量、低延時(shí)作為產(chǎn)品的特點(diǎn)。采用的調(diào)制方式是Link公司研發(fā)的LMS-T技術(shù)，提供10/20MHz的射頻帶寬，該技術(shù)是在充分吸收DVB-T的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展形成的更好的調(diào)制技術(shù)，比采用DVB-T的廠家所提供信源編碼方案的有效碼率可以提高一倍。在接收端采用分集式信號(hào)接收機(jī)，為方便快速使用，接收機(jī)采用固定于車體的方式，采用兩個(gè)接收天線，當(dāng)某一路徑的數(shù)據(jù)包損壞時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切換到另一個(gè)路徑信號(hào)來恢復(fù)受損的數(shù)據(jù)包從而合成最終的輸出信號(hào)。無(wú)線攝像系統(tǒng)的引入，方便了進(jìn)行非視距移動(dòng)微波傳輸，同時(shí)極大的提高了新聞直播的“戰(zhàn)斗力”，使得衛(wèi)星車在停放尋星時(shí)有了更大范圍的選擇。

三. 項(xiàng)目關(guān)鍵功能

1. 上行系統(tǒng)全鏈路監(jiān)控管理平臺(tái)

上行系統(tǒng)中配置有覆蓋全鏈路的設(shè)備管理平臺(tái)，通過該平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)上下行鏈路中的所有設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)更改、狀態(tài)查詢以及控制功能，并以系統(tǒng)框圖方式或設(shè)備的實(shí)際布局顯示鏈路中設(shè)備的工作狀態(tài)，能實(shí)時(shí)響應(yīng)設(shè)備的報(bào)警信息，以圖形化的形式顯示于管理平臺(tái)上，可通過衛(wèi)星車配備的備用監(jiān)看系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示，隨時(shí)觀察上行系統(tǒng)的工作狀態(tài)。該功能很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)上行鏈路系統(tǒng)級(jí)的監(jiān)看，通過全鏈路監(jiān)控管理平臺(tái)的手段，更好的提高了信號(hào)傳輸鏈路的高可靠性。

2. 自動(dòng)尋星系統(tǒng)

系統(tǒng)中配置的天線控制器內(nèi)置信標(biāo)接收機(jī)，只需將常用衛(wèi)星的信標(biāo)輸入衛(wèi)星信息庫(kù)中，配合電子羅盤、GPS等信息，操作人員僅需簡(jiǎn)單的選擇欲使用的衛(wèi)星，天線控制器即可完成全自動(dòng)尋星過程，整個(gè)過程不超過5分鐘。該功能能讓工作人員在尋星過程中處理其他相關(guān)設(shè)備的設(shè)置，減少衛(wèi)星車準(zhǔn)備時(shí)間，更好的體現(xiàn)衛(wèi)星車的快速報(bào)道能力。由于自動(dòng)尋星功能的引入，在不增加系統(tǒng)準(zhǔn)備時(shí)間保障新聞直播快速機(jī)動(dòng)性的前提下，可減少1名技術(shù)人員配置，大大降低勞動(dòng)力成本。

3. 高標(biāo)清兼容的衛(wèi)星車系統(tǒng)

系統(tǒng)中采用了松下公司的兼容高標(biāo)清信號(hào)的AV-HS450MC數(shù)字多格式切換臺(tái)，通過對(duì)切換臺(tái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置即可完成高標(biāo)清格式的轉(zhuǎn)換，整個(gè)視頻系統(tǒng)的周邊設(shè)備均為高清配置，可向下兼容標(biāo)清信號(hào)，加上兼容高標(biāo)清信號(hào)的DVB編碼器，整個(gè)衛(wèi)星車系統(tǒng)既可完成高清信號(hào)的制作、傳輸，亦可完成標(biāo)清信號(hào)的制作、傳輸，更好的體現(xiàn)車輛的適應(yīng)性，在高標(biāo)清過渡時(shí)期，更好的發(fā)揮其功能。

4. 完善的主備同步系統(tǒng)

在衛(wèi)星車系統(tǒng)中，由于車內(nèi)機(jī)架空間以及整車預(yù)算的考慮，一般僅配置一臺(tái)同步機(jī)，完成整車的同步鎖相，無(wú)疑這將成為同步系統(tǒng)中的單一崩潰點(diǎn)，為了避免發(fā)生這樣的故障，在不增加設(shè)備和預(yù)算的前提下通過對(duì)切換臺(tái)特性的調(diào)研，實(shí)現(xiàn)了同步系統(tǒng)的雙備份功能

由于該款切換臺(tái)具有REF和REF環(huán)出兩個(gè)接口，當(dāng)切換臺(tái)定義在外部同步模式下，這兩個(gè)接口分別定義為外部同步信號(hào)輸入和同步信號(hào)環(huán)通輸出功能；當(dāng)采用切換臺(tái)內(nèi)部同步模式后，這兩個(gè)接口就同為BB信號(hào)輸出口。因此，當(dāng)主同步機(jī)發(fā)生故障時(shí)，只需要切換臺(tái)參數(shù)設(shè)置中更改為內(nèi)部同步模式，通過2組跳線直接將原先由同步機(jī)為中心的鎖相系統(tǒng)更改為由切換臺(tái)為中心的鎖相系統(tǒng)，有效避免了同步系統(tǒng)的單潰點(diǎn)。

5. 多手段的通話系統(tǒng)

在我臺(tái)原有2輛標(biāo)清衛(wèi)星車的實(shí)際連線工作的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，結(jié)合欄目編導(dǎo)人員對(duì)通話的需求，在本系統(tǒng)中配置了多種手段的通話措施，包括可編組的通話調(diào)音臺(tái)，可分別與攝像、主持人進(jìn)行獨(dú)立通話；配置通話主站，可在大型轉(zhuǎn)播活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)PARTYLINE的級(jí)聯(lián)；無(wú)線電話橋、有線電話橋?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)播與演播室之間的溝通；FM發(fā)射機(jī)和手持對(duì)講系統(tǒng)可有效增加通話距離。通過多樣性的手段，更好的做好通訊保障工作。

6. 完善的監(jiān)看系統(tǒng)

根據(jù)車體的相關(guān)參數(shù)，充分考慮了安全性和內(nèi)部空間布局的平衡，監(jiān)看系統(tǒng)也采用了主備的關(guān)系。

主監(jiān)看系統(tǒng)采用Miranda的多畫面分割器配合42”監(jiān)視器的方式，備監(jiān)看系統(tǒng)采用松下切換臺(tái)自帶的多畫面分割器輸出信號(hào)配合24\"專業(yè)LCD監(jiān)視器。同時(shí)備路監(jiān)看系統(tǒng)采用HDMI的方式連接上行系統(tǒng)全鏈路監(jiān)控管理平臺(tái)，在備用系統(tǒng)未使用的狀態(tài)下，用于監(jiān)看上行系統(tǒng)全鏈路監(jiān)控管理平臺(tái)內(nèi)容。

通過主備監(jiān)看系統(tǒng)的配合使用，不但大大提高監(jiān)看的可靠性，通過共享備監(jiān)視器的方式也體現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控上行系統(tǒng)全鏈路監(jiān)控管理平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，更好的為安全服務(wù)。

高清衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車正式投入使用后，在實(shí)踐中不但滿足了日常各種突發(fā)新聞的SNG連線工作，同時(shí)也經(jīng)歷了眾多場(chǎng)大型節(jié)目錄制及轉(zhuǎn)播的相關(guān)需求，通過實(shí)踐證明系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全滿足設(shè)計(jì)初衷，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，受到了各節(jié)目部門的肯定。