地方廣播電視節目通過直播衛星傳輸覆蓋應用研究

梁 波

（云南省曲靖市廣播電視臺，云南 曲靖 655000）

1 項目背景

1.1 基本概況

曲靖市位于滇東，面積2.89萬平方公里，山區占比達93%，海拔從695 m到4 017 m。轄9個縣區、137個鄉鎮，人口為617萬人，其中城鎮306萬人，鄉村311萬人。全市有線電視用戶81萬戶，不通光纜的山區還有54萬戶、300多萬農村受眾無法收聽收看本地節目。

1.2 地方廣播電視節目上星的意義

邊遠山區要實現地方廣電節目信號的全覆蓋，需在傳統有線網絡的基礎上輔以地面無線發射或衛星信號覆蓋的方式。采用地面無線發射覆蓋設備，資金投入巨大，地方財力將無法承受。通過直播衛星，應用加密技術，實現行政轄區內的定向傳輸覆蓋，原有村村通和戶戶通直播衛星用戶重新搜索后就能收聽收看本地廣電節目。這是解決地方廣電節目信號傳輸覆蓋范圍投入最小的方式。

2 總體方案

曲靖市廣播電視臺廣播電視信號定義為“云南曲靖地方節目包”，通過中星9號直播衛星信號接收管理系統，在本臺對音視頻信號進行編碼后，經光纖專網跨省傳輸到北京，在衛星直播中心進行解碼和加密后，上傳至中星9號11A轉發器，實現地方節目信號在曲靖市山區、半山區有線網絡信號覆蓋盲區范圍內的傳輸。曲靖市地方節目信號通過直播衛星傳輸覆蓋如圖1所示。

圖1 曲靖市地方節目信號通過直播衛星傳輸覆蓋示意圖

3 曲靖市廣播電視臺節目源前端集成

3.1 編碼復用

曲靖市廣播電視臺建設一套編碼復用系統，將本臺廣播電視節目編碼復用后，傳輸至國干網云南省節點。其中，編碼復用器按照1：1配置，將輸入的SDI電視信號和AES/EBU廣播信號進行編碼復用后，傳輸至交換機。按照電視4.5 Mb·s-1，廣播133 kb·s-1進行編碼，視頻采用MPEG2方式編碼，音頻采用MPEG1 Layer2方式編碼[1]。主、備交換機經過IP碼流切換開關進行保護，主路信號接至省網傳輸設備，備路直通接至傳輸設備。前端集成編碼復用傳輸如圖2所示。

圖2 前端集成編碼復用傳輸

3.2 信號傳輸

主、備TS over IP信號分別經云南省網傳輸設備傳輸至云南省網絡公司，即中國有線云南節點。

3.3 網絡管理及信號監測

按照總局安全播出管理的規定，曲靖市廣播電視臺建設本地音視頻信號監控系統，對各關鍵節點播出信號進行監測，內容包括主備用信號源檢測、關鍵節點信號監測（IP信號）以及衛星機頂盒回傳信號監測。

4 地方音視頻節目包專網傳輸

4.1 云南省干網

曲靖市廣播電視臺將含廣播電視信號的主備兩路TS over IP碼流通過省網不同路由利用光纜傳輸至云南省網絡公司，即中國有線云南省節點，經適配后接入國干網傳輸設備。

4.2 國干網

包括曲靖1套電視節目和1套廣播的主備TS over IP信號經過適配后接入國干網，傳送至北京中國有線首站。為確保信號傳輸安全，整個傳輸環節分別采用路由、復用環、通道環以及端口SNCP選收相結合的多種保護方式。傳輸過程涉及到的電源、板卡、支路及備用線路均采用主、備工作方式，具備“網絡通道、傳輸設備及關鍵節點無交叉的雙備份”傳輸保障機制，滿足安播管理相關規定。

4.3 京內環網

中國有線首站將接收到的曲靖市廣播電視臺節目主、備路TS流適配成ASI信號后接至復用器，與其他直播衛星定向覆蓋業務一同復用傳輸，經中國有線與衛星直播中心之間的SDH 10G環網傳輸至衛星直播中心作為主、備用信號源。除在干線網首站設置主備信號的監測點及環回監測點外，還將對主備路信號配置DS3下業務端口用于業務監測。

5 直播衛星播控中心機房前端系統

5.1 節目集成

衛星直播中心配置主、備解碼器，主路與中國有線的主備適配器后的保護切換矩陣連接，備路與備適配器后的分配器連接，分別用來接收干線網傳輸的主、備用“云南曲靖地方節目包”信號。其中，電視信號按SDI方式輸出，廣播信號按AES/EBU方式輸出，主備信號再經二選一切換矩陣輸出后接入系統。

編碼器按照12+12配置，“曲靖地方節目包”占用其中的1主1備。其中電視節目平均按照4.5 Mb·s-1、廣播節目按照133 kb·s-1進行編碼。編碼后，輸出信號分別進入主、備復用器。復用器按照1∶1配置，曲靖地方節目與其他地方節目共同進行動態統計復用，以保證節目優質和高效的集成傳輸。復用器內置CA卡，保證加密信息復用到碼流中。主、備同步輸出2路有效總碼率約為12 Mb·s-1的信號，獨立進入主備切換矩陣后，各自輸出1路ASI信號，分別作為直播衛星上行信號。

直播衛星播控機房前端信號采集、編碼復用及監測系統如圖3所示。

5.2 節目包管理

直播衛星戶戶通和村村通用戶管理系統具備定位、節目及用戶管理等功能。在系統中添加“云南曲靖地方節目包”，通過節目加密、信息管理及節目包管理等綜合手段，確保只有云南省曲靖市內的直播衛星用戶可以接收“云南曲靖地方節目包”。

5.3 節目加密和業務信息生成

目前，衛星直播中心采用NDS對接收進行加密。使用該系統對新增的“云南曲靖地方節目包”信號進行加密，全市統一使用同一個Bouquet ID，僅對曲靖市注冊用戶按本項目中曲靖業務主體的具體需求發送節目授權。衛星直播中心配備綜合信號制播系統，完成EPG信息的制作和播出以及業務信息的生成和播出，生成符合上星技術播出要求的專用信息表。

5.4 碼流監測

衛星直播中心在現有網絡技術架構下各增加1套廣播、電視節目的監控設備。對信號傳輸通道、播出通道及上星信號各主要節點進行監控和數據分析，監測內容包括主備音視頻信號監控、關鍵傳輸環節ASI信號監測以及通過衛星天線接收的回傳信號監控。所有數據錄制并存儲不少于一周時間[2]。

5.5 節目上行

地方包節目傳輸和上行系統參數同現有11A轉發器節目一致，由無線局呼市地球站主站上行，北京地球站公共備站上行。

圖3 直播衛星播控機房前端信號采集、編碼復用及監測系統框圖

6 鏈路協調及任務劃分

由曲靖市廣播電視臺和衛星直播中心共同與相關單位簽訂三方運行維護協議，劃清維護界面，明確維護責任。鏈路協調及具體維護界面劃分如圖4所示。

圖4 鏈路協調及具體維護界面劃分框圖

根據圖4的界面劃分，各單位具體負責內容如下：

（1）曲靖市廣播電視臺完成節目源傳輸前端建設，并負責將節目接入干線網；

（2）中國有線負責將曲靖市廣播電視臺節目通過干線網雙路由傳輸至衛星直播中心；

（3）衛星直播中心進行解碼、編碼及復用、加密、播出監聽監看、節目包管理及用戶管理；

（4）無線局負責進行節目集成碼流傳輸和調制上行；

（5）中國衛通負責中星9號衛星空間段的安全。

7 安全播出保障及應急協調

日常運行播出保障工作由衛星直播中心牽頭協調組織，各播出單位按照分段負責、及時響應的原則，分別制定本環節的安全播出保障方案，同時與上下游單位明確責任，建立應急協調機制。任何時刻應以“第一時間恢復播出”為根本原則，發現播出異態時，除及時排查自身問題外，還應及時與上下游單位聯絡溝通，積極配合異態排查工作，并按照總局安全播出匯報有關流程進行匯報，同時通報衛星直播中心。衛星直播中心在協調解決異態后，負責向監管中心進行匯報。

8 結 語

通過直播衛星，曲靖市廣播電視臺可實現“曲靖地方廣播電視節目”在曲靖市山區、半山區有線網絡信號覆蓋盲區范圍內的傳輸，解決了山區群眾無法收聽收看本地廣播電視節目的問題。