鶴崗電視臺高清電視轉(zhuǎn)播車的設(shè)計與實施

鶴崗廣播電視臺

鶴崗電視臺于2012年籌建電視高清轉(zhuǎn)播車計劃，通過多方面論證和實際考察及當前鶴崗電視臺技術(shù)狀況，經(jīng)濟條件等多方面因素考慮，計劃上6+1訊道錄制及衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)高清轉(zhuǎn)播車。建成后滿足對鶴崗各種大中型文藝演出、體育賽事、重大活動的直播和錄播制作，同時滿足高清與標清電視節(jié)目的轉(zhuǎn)播及制作要求。即要考慮當前需要又要考慮將來發(fā)展空間，在整體設(shè)計上要有高質(zhì)量要求，確保在今后傳輸轉(zhuǎn)播信號過程具有較高安全播出廣播級電視水準。

一.系統(tǒng)設(shè)計的思想

鶴崗轉(zhuǎn)播車的設(shè)計應選用先進成熟可靠穩(wěn)定技術(shù)和設(shè)備，具備有超前高清理念及向4K、8K以發(fā)展的空間與當前的國內(nèi)外先進技術(shù)水平看齊。使其功能完全合理，設(shè)備齊全具有一個功能完善高清電視轉(zhuǎn)播平臺。對直播車的整體布局，設(shè)備規(guī)模選型.監(jiān)控系統(tǒng)要求及電源設(shè)備、傳輸設(shè)備應作合理布局等。使整個系統(tǒng)功能清晰合理.簡潔明了.同時具備一定有升級擴展能力，系統(tǒng)具有較強合理的應急方案，可以在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對設(shè)備進行集中設(shè)置和監(jiān)控，確保整體設(shè)計達到高質(zhì)量.高水平傳輸。

二.整車選型設(shè)計和布局

通過多方考證，我臺最終選用了梅塞德斯奔馳公司的威雷（Vario）816D，該車型為箱式貨運車，轉(zhuǎn)播車總長7.21米，寬2.2米，高3.473米，內(nèi)部可用空間長4.93*1.90*1.93米，滿載總質(zhì)量7490kg，載重3485kg，為了合理布局從分利用空間，轉(zhuǎn)播車工作區(qū)可劃分為導演工作區(qū)、視頻工作區(qū)、音頻工作區(qū)、技術(shù)工作區(qū)、字幕等區(qū)域，技術(shù)系統(tǒng)主要包括視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)等。轉(zhuǎn)播車傳輸系統(tǒng)要求具備衛(wèi)星、光纜、微波3種技術(shù)方式。車廂內(nèi)的尾部設(shè)計為電纜及光纜區(qū).用來安裝發(fā)電機.隔離變壓器.電源電纜和攝像機電纜等器材。如圖1

在設(shè)備操作高度、監(jiān)看角度、擺放位置等方面均按設(shè)計要求而進行的，充分考慮工作人員在工作時舒適性。完全滿足鶴崗地區(qū)節(jié)目轉(zhuǎn)播制作的需要（如圖2）。

由于車體在車頂安裝Ku波段衛(wèi)星天線、空調(diào)、微波天線、GPS天線、室外型高功放等附件，并為用戶提供一個可承重的多功能高位作業(yè)平臺，根據(jù)設(shè)計要求為了保證車體在工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性，平臺采用鋁骨架、鋁蒙皮結(jié)構(gòu)。平臺外蒙皮采用2mm厚鋁板拼焊而成。平臺表面鋪花紋防滑鋁板，重量輕、外形美觀、滿足使用強度要求，并具有良好的耐腐蝕性。為滿足改裝后車廂的強度，廂式車的改裝需要在車廂內(nèi)襯一層鋼骨架。附加的鋼骨架同原車主承荷梁和地板相連接形成一個行架結(jié)構(gòu)，具有很高的抗扭曲、剪切變形能力和很高的抗震能力。車體內(nèi)兩側(cè)和頂部也要做骨架用來加強支撐，以增加車體結(jié)構(gòu)強度，側(cè)壁骨架和頂部骨架相連接，使車內(nèi)部件和頂部部件的作用力全部作用于骨架和地板，保證了車體改裝后的整體結(jié)構(gòu)強度，還配置了4個液壓電動支腿穩(wěn)定支撐系統(tǒng)，車體在傳輸信號穩(wěn)定起了關(guān)鍵作用，特別是在衛(wèi)星和微波傳輸由為重要。

三.系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)要求

視頻系統(tǒng)以高清數(shù)字電視信號為內(nèi)核，系統(tǒng)完全具備高清及標清信號的制作能力，具有完善的4：3和16：9的節(jié)目制作環(huán)境。高清視頻節(jié)目信號制作格式為1080/50i（如圖3）。

音頻系統(tǒng)能夠完成單聲道、立體聲的制作、記錄、傳輸和監(jiān)聽。具有獨立的各類音頻信號輸出功能。在系統(tǒng)技術(shù)中對監(jiān)看、監(jiān)聽、及其各種控制信號輸出、操作方面都做了具有合理的科學性充分考慮。

1.視頻攝像系統(tǒng)設(shè)計

攝像機訊道設(shè)計為6臺有線訊道+1臺無線訊道。系統(tǒng)攝像機選用6臺索尼公司HSC E80/CF CNB和一臺無線攝像機選用PDW-680 SYM。

攝像機HSC-E80/CF CNB，支持1080/50i信號格式，使用2/3英寸3CCD，除了具有低功耗，無垂直拖尾，動態(tài)范圍高，圖像傳輸高等特點。具有自動鏡頭誤差補償以及輔助聚焦功能，彩色矩陣校正功能，高清返看輸出，高清本機信號輸出，尋像器輸出，雙通道MIc輸入、雙通道通話耳機XLR-5型接口；攝像機應具備使用大鏡頭適配器的功能，全機架寬1.5RU高，有4路高清輸出HD SDI輸出，輸出信號可以在HD/SD之間切換。有1路模擬輸出。攝像機與基站之間采用數(shù)字三同軸電纜傳輸，通過基站傳輸距離最遠600米。

一臺無線攝像機選用PDW-680 SYM使用非磁帶存儲介質(zhì)，搭載了三片2/3英寸，具有F13（50i）的高靈敏度，出色的低照表現(xiàn)，可避免強光帶來的垂直拖尾現(xiàn)象；支持高清（MPEG

HD422/HD420）和標清（MPEGIMX50/40/30，DVCAM）兩種格式的記錄能力，素材連續(xù)拍攝功能，以及間隔拍攝，慢快門。豐富的AV/IT接口，具有以太網(wǎng)口、雙路HD/SD SDI接口，以及1394接口等；工作頻段：用戶指定，200MHz頻率范圍內(nèi)步進1MHz可調(diào)。調(diào)制方式：COFDM 2K QPSK（16QAM、64QAM可選）視頻壓縮標準：H.264、4：2：2支持所有標清和高清格式的標準分辨率，采用獨有的C OFDM解調(diào)技術(shù)和先進的天線分集接收技術(shù)，無論對弱信號環(huán)境、多徑干擾環(huán)境、高速移動環(huán)境等都具備優(yōu)良的接收性能，帶幀同步功能。

2.視音頻系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計

視音頻及同步系統(tǒng)均采用主備通道+跳線，各重要分系統(tǒng)的核心設(shè)備也都配備雙電源，配備適合直播使用的視音頻延時器，并提供應急切換開關(guān)，確保轉(zhuǎn)播安全可靠。

（1）視頻切換設(shè)備選用6+1個訊道信號傳輸并且具備有一定擴展空問能力，節(jié)目制作。根據(jù)直播車空間我臺選用了SONY公司的MVS 3000∥C CNB多格式切換器，ICP3000∥C CNB 2M/E中心控制面板，具有24路輸入、12路輸出，具有高清內(nèi)核的切換臺，高清信號（包括同步后的級聯(lián)信號）可以直接接入使用，標清信號可經(jīng)過切換臺內(nèi)置的上變換處理后使用，內(nèi)置DVE特技功能，可以制作卷頁、彩剪等特技效果，并同時配備3個鍵，還具有視頻幀存和鍵幀存功能。可滿足直播需要和后期制作的需要。切換臺是系統(tǒng)中心，必需穩(wěn)定可靠，所有信號均通過切換臺調(diào)動，是目前最高質(zhì)量切換臺，目前可滿足高標清制作，同時可設(shè)為標清系統(tǒng)，所有設(shè)置及聯(lián)線均不用調(diào)整，只需要菜單開關(guān)設(shè)置即可。

數(shù)字視頻矩陣采用AXON公司s C G3232S00型號多碼流高標清矩陣32×32的混合型矩陣作為系統(tǒng)信號的調(diào)度中心，所有信號源、切換臺各級M/E的PGM、PVW、CLEANOUT和AUx、節(jié)目總輸出等高清和標清兩種信號都分別輸入到中心矩陣中。在矩陣中環(huán)接上/下/交叉變換器、嵌入/解嵌器等，擔負了制作通道、分配通道、技術(shù)監(jiān)視通道、應急通道、以及畫面動態(tài)監(jiān)看等信號的調(diào)度功能（如圖4）。

3.音頻系統(tǒng)設(shè)計

音頻系統(tǒng)由YAMAHA01V96i數(shù)字調(diào)音臺6個擴展槽精準的24-bit/96-kHz。格音頻和高性能的前級話放96 kHz規(guī)格的40路輸入18總線混音能力，具有靈活的控制和跳線能力的通道功能，先進的綜合效果器，4個以44.1/48kHz規(guī)格運行，或2個以88.2/96kHz規(guī)格運行大型LCD、100毫米電動推子和專門的場景記憶鍵共同組成豐富的操作界面，強大的配對和編組功能，提高混音效率滿足大量用途的豐富連接和擴展能力，I/O擴展槽便于以多種格式進行擴展。備用調(diào)音臺選用STDIOMASTER 122BP，備用調(diào)音臺10通道，12個輸入混頻器，頻段均衡器，每個通道上都帶雙輔助發(fā)送（一推子前，推子后）和聲像控制。8個麥克風通道平衡XLR麥克風插孔線路輸入和2個立體聲通道平衡插孔輸入。記錄/重放的立體聲插座可以連接MP3等設(shè)備，雙10段條形圖視覺上給人的主要輸出信號電平指示。48V幻象電源和主立體聲輸出使用平衡式的XLR插座。8平衡立體聲輸入，4組立體聲輸出。切換后具有緩沖電路；本電路采用場效應管輸入的運算放大器，大大減小了切換引起的開關(guān)噪音；輸出音量可調(diào)節(jié)，輸出采用平衡式，由精品運放組成正反式電壓跟隨器產(chǎn)生幅值相等、相位相反的平衡信號。調(diào)音臺輸出PGM信號送到音頻分配器后再分別送到衛(wèi)星編碼器、錄像機及車體內(nèi)相關(guān)連接口板等系統(tǒng)。圖5調(diào)音臺。

4.控制系統(tǒng)技術(shù)

RCP 1000U/SYM作為系統(tǒng)Tally顯示和UMD源名信息控制核心，RCP設(shè)備是通過TSL協(xié)議和XY協(xié)議讀取視頻矩陣和視頻切換臺的交叉點信息，在將這些信息根據(jù)用戶進行處理后輸送Tally信息和信源名信息到攝像機系統(tǒng)、視頻切換臺、屏幕分割器、UMD進行矩陣和切換臺的互聯(lián)，進入矩陣的源名信息可由切換臺跟隨顯示，信源名稱可在所有監(jiān)視系統(tǒng)上顯示出來。而且還能通過串口協(xié)議、并口Tally信息輸入輸出方式實現(xiàn)與外系統(tǒng)級聯(lián)。（Tally）信號將會無縫切換。系統(tǒng)狀態(tài)改變時，（Tally）和源名信息不會丟失和跳變。

5.信號傳輸系統(tǒng)技術(shù)

在鶴崗主城區(qū)內(nèi)把電視信號傳送回臺內(nèi)的傳輸設(shè)備-微波系統(tǒng)、光發(fā)射端機、車載衛(wèi)星系統(tǒng)。在鏈路傳輸應采用國際標準。既信號采用MPEG-2標清4：2：0；H.264 HD 4：2：0編碼，傳輸采用DVB$2＼DVB S＼QPSK調(diào)制，視頻信號可以625行PAL制式模擬符合信號，SDI和HD-SDI串行數(shù)字分量信號，音頻信號為模擬平衡輸入信號，AES/EBU數(shù)字音頻信號和嵌入SDI信號中傳輸?shù)臄?shù)字音頻信號。

（1）車載微波發(fā)射單元工作頻段：200MHz頻率范圍內(nèi)步進1MHz可調(diào)。發(fā)射及接收設(shè)備HL-WLL60HD遠距離微波發(fā)射HL-WLL65HD微波接收單元。調(diào)制方式：COFDM2K QPSK。

發(fā)射天線：全向鞭狀天線（5.5dB增益），輸出功率：5w-10w，通道帶寬：8MHz，誤碼率：≤10-6；傳輸距離：20公里

接收機：采用獨有的COFDM解調(diào)技術(shù)和先進的天線分集接收技術(shù)，無論對弱信號環(huán)境、多徑干擾環(huán)境、高速移動環(huán)境等都具備優(yōu)良的接收性能。針對COFDM實時圖象傳輸系統(tǒng)，可以解調(diào)2/4/6/7/8MHz帶寬的COFDM信號。二路高/標清白適應數(shù)字SDI視頻輸出：（75 ohm，BNC接口*2）。

（2）HD-SDI高清數(shù)字視頻光端機

cYBER公司的cHM高清數(shù)字光端機，全數(shù)字、無壓縮、高清光纖傳輸自動適應SDI 143、177、270、360、540、1483.5、1485Mbps具有減小信號抖動電路，可以很好地處理畸變信號，單級傳送距離可達100Km，系統(tǒng)拓撲可點對點、點對多點支持嵌入音頻sDI高、標清視頻信號；選用1550nm、DWDM光傳輸方式，通過光復接實現(xiàn)多路信號傳輸，發(fā)送機和接收機可以互換使用，當用作接收機時，還具有光中繼功能。視頻輸入通道數(shù)1。

（3）車載衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)天線1.6米Ku波段AVL1612K衛(wèi)星天線.功放是T04UOK u波段400瓦全天侯高功率放大器，調(diào)制編碼和數(shù)字衛(wèi)星接收機采用Harmonic公司Ellipse2000和Proview2900設(shè)備，上行頻率為13.75～14.5GHz，下行頻率為10.95～12.75GHz，發(fā)射增益為46 dBi（典型值）。

接收增益為43.7 dBi（典型值），交叉極化性能：35dB，指向穩(wěn)定性<0.5dB全自動尋星，峰值查找、使用GPs調(diào)整交叉極化，自動羅盤，電平感應器可自行輸入期望的衛(wèi)星參數(shù)，車載衛(wèi)星系統(tǒng)應采用進口HarInonic公司Proview2900數(shù)字衛(wèi)星接收一體機，具備高度自動化水平，應特別注意對東北地區(qū)寒冷冬季的低溫適應能力，支持高、標清電視信號傳輸，高清信號應與中央電視臺、黑龍江電視臺兼容。

6.配電系統(tǒng)

配電系統(tǒng)是整車傳輸廣播電視信號關(guān)鍵，電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，直接影響廣播電視信號的質(zhì)量傳輸，并且還承擔著重大新聞事件傳送要求。整車電源系統(tǒng)分主供電系統(tǒng)、輔助供電系統(tǒng)、應急供電系統(tǒng)、車載取力發(fā)電機四部分。配電系統(tǒng)應安全可靠，三相電壓平衡，系統(tǒng)設(shè)計余量大于30%，電氣系統(tǒng)應具備防浪涌保護裝置。供電部分主輸入具備低壓/過壓、低流/過流以及錯位偏移保護功能。配備低場/低飽和的隔離變壓器及電源穩(wěn)壓器，防止空調(diào)啟動對播出設(shè)備的影響，適應-35℃～+50℃的環(huán)境溫度。

（1）主供電系統(tǒng)：采用AC 380V/50Hz三相和AC220V/50Hz單相系統(tǒng)，PE安全地線獨立；18KVA及以上的全封閉式三相隔離變壓器，在線式UPS電源，山特STK車載專用，功率3KVA配8快17AH電池，滿負荷放電時間>30分鐘。

（2）輔助供電系統(tǒng)：無外接電源時，由蓄電池供給電纜盤驅(qū)動、照明、支撐控制、車外照明、報警設(shè)備等供電。充電器可全自動快速充電。

（3）車載取力發(fā)電機，水牛牌，輸出功率≥7.5kW。發(fā)電機，使整車各個系統(tǒng)的設(shè)備電源再設(shè)計上都具備有雙電源供電，電源系統(tǒng)可制動切換，這樣才能保證在傳輸電視節(jié)目，制作不會受影響，確保傳輸電視節(jié)目直播安全。圖6配電系統(tǒng)。

7.其他系統(tǒng)設(shè)計

（1）監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計

在滿足轉(zhuǎn)播車技術(shù)監(jiān)測系統(tǒng)方案的電視墻分割布局圖，并留有冗余量，方便將來系統(tǒng)擴展。技術(shù)監(jiān)測系統(tǒng)同步機選用LEADER公司LT4400多格式同步視頻信號發(fā)生器作為主備同步機。可提供安全區(qū)標志、內(nèi)嵌音頻以及外部基準信號輸入的外同步鎖相功能和三路獨立的模擬黑場信號與三電平同步輸出功能。具有可任意設(shè)置格式和輸出信號時基，具備了用于同步音頻信號的48 kHz字時鐘輸出，有測試信號數(shù)字接口，可輸出數(shù)字視頻測試信號，一臺BB C6840主備同步自動倒換器，同步系統(tǒng)和帶有色同步模擬黑場信號輸入；可在模擬黑場和串行數(shù)字視頻、以及標準清晰度電視、高清晰度電視和數(shù)字音頻信號之間切換、在主同步機出現(xiàn)故障的情況下系統(tǒng)會自動倒換到備份同步機，這樣可系統(tǒng)可以所有設(shè)備不受同步機的影響。

視頻監(jiān)視系統(tǒng)采用LEADER公司LV5381波形矢量示波器作為視頻監(jiān)視，可同時監(jiān)看4路攝像機的波形和矢量信號，并進行付載波相位的比較，使用分屏器方式，方便色域符合型監(jiān)視特性，導播KPGM和PVM監(jiān)視畫面≥24時，分割畫面數(shù)量≥16個。技術(shù)區(qū)主監(jiān)視畫面為17時，并提供8個攝像機訊道監(jiān)看畫面，2路下變換后標清監(jiān)看畫面、2路延時后標清監(jiān)看畫面。錄像區(qū)提供2臺放像機、2臺錄像機信號監(jiān)看畫面。

（2）通話系統(tǒng)

通話系統(tǒng)我們采用美國CLEARCOM公司最新推出PARTY Line內(nèi)部通話系統(tǒng)，安裝方便，擴展性強，選用一臺MS-704四路通話為主站供導播使用，一臺MS-702二路通話為分站，通道連接帶串環(huán)輸出，每個通道有獨立的通話開關(guān)，單用戶和多用戶通話，通話質(zhì)量高。MOTORALA中繼站及配套6個無線對講，與內(nèi)部通話之間能無障礙聯(lián)系。

（3）Tally和UMD系統(tǒng)設(shè)計

對切換臺和矩陣的輸出都能夠提供顏色及字符的提示，自動完成PGM，PVW源名顯示和TALLY指示能夠跟隨信號變化而改變。對于錄制、慢動作、返送等也能夠提供顏色及字符的提示；UMD單元盡可能支持中文顯示，字符大小可定義，UMD單元點亮區(qū)域為字符部分，要求在常態(tài)下字符顯示為綠色，可根據(jù)切換功能顯示為黃色、紅色。

（4）衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)

時鐘系統(tǒng)由一臺GPS自動校時母鐘和一臺單聯(lián)19英寸1U子鐘組成。具有軟件判斷功能，直觀指示信號搜索、跟蹤和失鎖等狀態(tài)。可校準各種具有標準時間接口的廣播電視設(shè)備。

四.結(jié)束語

鶴崗電視臺高清轉(zhuǎn)播車從設(shè)計規(guī)劃到實施歷時將近兩年時間2014年5月正式投入使用。經(jīng)過世界杯女子籃球比賽和其他大型綜合節(jié)目現(xiàn)場直播實際使用的考驗，高清轉(zhuǎn)播車在使用時所有設(shè)備及功能均能正常使用，高質(zhì)量的節(jié)目制作效果和操作控制系統(tǒng)的靈活受到技術(shù)制作人員好評。高清轉(zhuǎn)播車使用后提高了鶴崗電視臺節(jié)目綜合制作能力和硬件設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，也為今后鶴崗電視臺制作出優(yōu)質(zhì)電視節(jié)目提供良好技術(shù)保障。