境外衛星電視節目收轉播出平臺的設計與實現

魯德娟

（中視衛星電視節目有限責任公司，北京 100038）

1 引言

根據《境外衛星電視頻道落地管理辦法》，通過衛星方式傳送的境外電視節目（以下簡稱境外衛星電視節目）在中國境內落地須經過廣電總局批準后，統一由中視衛星電視節目有限責任公司收轉播出，二次上行至亞太6C衛星，供全國三星級以上賓館、涉外公寓等擁有境外衛星電視接收許可證的單位收視。

目前，現有境外衛星電視節目收轉播出平臺是2002年在原“村村通”直播平臺基礎上擴建而成，隨著廣播電視技術的不斷發展，原有系統存在基礎設施不足、技術架構不完善、監測手段有待加強、系統設備老化嚴重等問題，切實影響了境外衛星電視節目的安全運行。

按照總局62號令相關要求，為全面確保境外衛星電視節目的安全播出，亟待重新搭建一套系統完備、科學規范、運行高效的全方位、全流程衛星電視節目收轉播出平臺。

2 系統設計原則

（1）系統功能完備、實用高效。按統一規劃、統一標準、統一設計的原則，新建收轉播出系統功能齊全、結構完善，選用成熟可靠的技術和先進的設備，易于管理和維護，系統的軟硬件滿足7×24小時穩定運行，符合中華人民共和國國家標準及國家廣播電視總局制定的相關行業標準和技術規范。

（2）基礎建設一步到位。結合收轉播出平臺所在位置、現有業務需求及業務發展對收轉播出平臺位置、機柜數量、供配電、消防等基礎設施的需求進行統一規劃，將基礎設施建設一步到位，避免平臺運行期間基礎設施的大范圍改造，對安全播出造成威脅。

（3）系統保障措施全面、可靠。平臺建設運用多種傳輸手段，采取全面的安全保護措施，關鍵設備采用雙系統運行，重點環節可以采用“主-備-備”方式進行系統加固，并具備異態自動倒換功能，實現毫秒級的無縫切換。同時關鍵設備采用多種控制手段，確保在單一設備被破壞的情況下整個系統的正常運行，保證節目播出的安全可靠。

（4）監測手段真、全、準。在播出鏈路上的關鍵節點、節目輸出點以及接收的信源進行多角度、多環節、多方式的視音頻監看監聽，采用模塊化設計、分布式結構，具備錄音、錄像或者監測信息存儲等功能，對關鍵節點電視節目及信號的質量和效果進行監測，并對異態進行自動報警。同時，通過大數據分析等技術，強化監測報警的準確性，有效提高系統應急反應和處理能力。

3 系統實現方案

境外衛星電視節目收轉播出平臺在原播出平臺基礎上進行重新搭建，新平臺具備40套衛星電視高標清節目收轉播出、雙CA同密加擾、數字化播出及系統級備份功能，該平臺由9個系統構成，其中：信源接收系統可實現境外平臺所有衛星信源信號的采集和傳輸。信號解擾系統實現異地信源與本地應急信源的解擾輸出。信號處理系統實現境外平臺信源制式轉換，特殊標識疊加、10秒延時播出，并為綜合智能管理系統及有害信息處理系統提供信號。編碼復用系統實現境外平臺信號的編碼、復用、加擾。條件接收系統實現對境外平臺節目條件接收控制。信號傳輸適配系統實現編碼復用后ASI信號轉化為DS3信號，并通過SDH系統傳輸至無線局。綜合智能管理系統實現播出環節各設備的統一管理、實時監控和全景展示，同時可實現對播出鏈路各重要節點信號的自動監測報警及錄像等功能。

播出網絡為境外平臺播控平臺提供網絡支撐。供配電及輔助設施為播出機房提供穩定安全的電力供給、制冷及防雷保護等基礎保障。

（1）系統架構。境外衛星電視節目收轉播出平臺通過光纜接收北京地球站采集的主備兩路信源，與本地應急信源同時進行信源接收，經信號解擾、信號調度、信號處理、編碼復用、二次加密后，形成4個傳輸流，傳送至無線局三個地球站，二次上行至亞太6C衛星進行播出，系統架構如圖1所示。

圖1 境外衛星電視節目收轉播出系統架構圖

（2）系統流程。境外衛星電視節目收轉播出平臺信號流程如圖2所示。

圖2 境外衛星電視節目收轉播出系統信號流程圖

（3）信源接收系統。為提高境外平臺信源接收質量，經技術測試和專家論證，該系統通過“異地采集、光纜傳輸、機房接收”方式從無線局北京地球站采集境外電視節目原始衛星信號，通過主備不同路由光纜將主備兩路信源ASI碼流信號傳輸至收轉播出機房。為保證境外平臺信源安全，擬采用“1+1+1”系統模式，即北京地球站主備采集和境外衛星電視節目收轉播出機房應急采集的方式進行衛星信源接收。

（4）信號解擾系統。通過北京地球站采集的兩路信源通過光纜傳輸至境外衛星電視收轉播出平臺后，與本地應急采集的信源分別接入境外衛星電視節目專用接收機進行解擾，之后分別進入2套二選一設備，實現互為主備機制，即地球站主備路信號冗余，地球站備路信號與應急信號冗余。

（5）信號處理系統。信號解擾系統輸出的SDI信號進入跳線板，跳線板輸出SDI信號經視分后進入制轉、臺標、延時設備，將部分NTSC制轉換為PAL制信號、疊加臺標，并對信號進行10秒延時處理。此外，備系統中的制轉臺標延時設備其中一路輸送至主用矩陣設備，為主備信號快速調度打好基礎。

（6）編碼復用系統。該系統按照高標清同播、數字化標準搭建，由編碼復用標清系統和編碼復用高標清混合系統構成。其中：編碼復用標清系統各碼流沿用MPEG-2編碼方式，采用“N+1”設備級備份架構，即N臺主編碼器+1臺備編碼器+2臺主備冗余復用器+2臺主備冗余網管。編碼器采用SDI輸入，IP輸出并接入復用器中，復用器會輸出ASI信號，ASI信號通過信號傳輸適配系統傳輸至無線局。編碼復用高標清混合系統也采用“N+1”設備級備份架構，即N臺主編碼器+1臺高標清備編碼器+2臺主備冗余復用器+2臺主備冗余網管。

（7）條件接收系統。為滿足業務發展要求，進一步保障節目傳輸接收的安全，此次條件接收系統計劃采用雙CA同密技術，即保留目前愛迪德CA系統，在另外增加一個CA系統對同一個碼流進行加擾。加擾復用器與不同CA系統建立連接，按照循環周期向所有CA系統發出每套節目的控制字，每套CA系統的ECMG輪流向加擾復用器發出授權控制信息ECM，并由同密同步器分別注入到碼流中，每套CA系統由各自的EMMG生成授權管理信息EMM并分別注入到碼流中。

（8）信號傳輸適配系統。信號傳輸適配系統是編碼復用系統的下一個環節，將ASI碼流信號進行信道適配，通過不同路由傳輸至信號上行單位的必要過程。該系統主要由ASI二選一切換開關，ASI分配器，跳線板，ASI/DS3適配器和SDH傳輸設備組成。

（9）綜合智能管理系統（監測、網管）。該系統由一體化云監測系統和綜合網管系統組成，其中，一體化云監測系統對收轉播出平臺各環節進行全方位監測監控，且重點環節上屏分區監看，同時具備聲光語音報警等相關功能，并且支持MPEG-2、AVS+和H.264高標清解碼能力，具備解碼、集中解擾、監測報警、碼流錄制、IP云監看、視頻存儲等相應功能。綜合網管系統對平臺設備及環境運行狀態進行完整的監控管理、配置下發和應急切換，并圖形化顯示各重要節點設備。

（10）播出網絡。該網絡具備自動化冗余功能，提高網絡安全防御能力，考慮到安全播出工作的重要性，此次境外平臺編碼復用系統、條件接收系統等主要安播系統的網絡架構設計為主備冗余網絡連接模式，同時將各系統主備網絡信號分別連接至主備核心交換機。

（11）供配電及輔助設施。該部分由工藝外電配電、工藝負荷供配電及消防、防雷等輔助設施組成。其中，工藝外電采用來自不同變壓器、不同路由的市電。工藝負荷供配電采用兩路UPS電源供電，兩路UPS設備獨立分列運行，各帶一部分負荷，當一路失電時，另一路可帶全部負荷；單電源設備配備STS靜態轉換開關。按總局62號令要求，滿負荷帶載的后備時間在30分鐘以上。

4 系統特點

（1）信源異地傳輸。由于境外衛星電視節目收轉播出機房無法大量搭建大型衛星接收天線，為提高信源接收質量，經技術測試和專家論證，本平臺首次采用主備信源異地、遠距離傳輸接收的方式，從北京地球站采集原始衛星信號，并通過主備不同路由光纜將主備兩路完全不同的信源ASI碼流信號傳輸至新建收轉播出平臺進行接收。同時，為進一步增強信源信號的可靠性，本地搭建小型應急天線接收信源信號，與地球站主備信源信號形成“1+1+1”三級備份接收模式，確保信源接收的可靠性。

（2）全冗余架構。根據總局62號令要求，境外衛星電視節目收轉播出平臺建設采用1+1方式配置備播出系統，并實現主備系統可獨立播出互補抗干擾能力，同時關鍵部分又可交叉冗余，全方位確保境外衛星電視節目優質高效穩定播出。

（3）高標清同播。為實現境外衛星電視節目高標清同播要求，本平臺采取高清信號接收，在信號處理系統矩陣輸出后再進行信號分配，分別進入高清編碼器和標清編碼器來實現高標清同播能力。在實現高標清同播的同時，本平臺還可實現信源接收系統、信號解擾系統和信號處理系統的統一調度、統一處理。

（4）全流程監測。本平臺實現了境外衛星電視節目收轉播出全流程全方位的監聽、監測，并對平臺信號流程及信號監測情況進行全景展示，實時呈現系統運行情況，并直觀掌握異態發生區域、故障點，出現故障及時處理。

（5）人工智能預判。為更好的發揮安播數據的作用，基于全景展示系統，與信號鏈路流程圖、全景展示、設備綜合管理等系統進行聯動，在分析并確定故障原因后，根據獲取的報警信息自動生成對應的操作策略，并直觀反饋至值班人員，同時根據策略顯示與事故相關單位或部門的聯系方式，做到最大程度幫助值班人員快速處理安播事故。

此外，當人工智能預判系統檢測出多個報警信息時，可自動生成多個應急策略，并根據報警的嚴重性和節目的重要程度來判定應急策略的顯示邏輯和顯示順序。該系統搭建后可為值班人員提供安播事故處置方法，依次操作，解決故障，恢復播出。

5 結束語

境外衛星電視節目收轉播出平臺承擔著將經總局批準落地的境外衛星頻道的節目信號進行信源接收、信號處理、編碼復用、加密加擾、信道適配、二次上星的安全播出任務，年播出量約30萬小時，是國內惟一的境外衛星電視收轉播出平臺。該平臺的重新搭建并投入使用，全方位提升了境外衛星電視節目的播出質量和安全運行能力，為全國境外衛星電視節目特許用戶接收更加優質高效的播出信號奠定了基礎。