地面數字電視信號源系統改造

朱忠寶

【摘要】隨著無線模擬電視的關停和數字電視的不斷向縱深推進，廣播電視無線發射臺站的數字化轉型也隨之而來。作為安全播出重要環節之一，數字電視信號源系統建設直接影響著安全播出質量。本文通過對數字電視信號源的介紹，客觀分析七九四臺早期數字電視信號源系統存在的諸多缺陷與不足，全面介紹七九四臺2020年對該系統實施的技術改造，以及改造后系統的運行狀況。本文介紹的技術改造方案，具有較好的社會實用價值，值得數字電視無線發射臺站借鑒應用。

【關鍵詞】數字電視;信號源系統;技術改造;主備獨立。

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.06..033

按照《貴州省中央廣播電視節目無線數字化覆蓋工程》技術方案的規劃，貴州省廣播電視局七九四臺轉播央視電視節目12套和貴州本地電視節目4套。其中數字電視39頻道轉播CCTV-1，CCTV-2，CCTV-4，CCTV-10，CCTV-12，CCTV-13，CCTV-14，CCTV-15，并以單頻網方式實現無線覆蓋。數字電視13頻道轉播央視頻道CCTV-9，CCTV-11，CCTV-17，CCTV-News和貴州本地電視節目4套，并以多頻網方式實現無線覆蓋。數字電視信號源系統建設是該無線數字化覆蓋工程非常關鍵的一項。

1. 數字電視信號源

地面數字電視轉播的12套央視節目信號源主要來自中星6A和中星6B。而本地4套節目主要來自于當地廣電網絡公司，通過專用光纖進行有線傳輸，最后在接收端通過udp尋址解碼獲取。

在中星6A上，單頻網轉播的8套央視節目打包在一個頻點上，多頻網轉播的4套央視節目打包在另外一個頻點上，詳細分布如表1所示（數據來源：中文尋星網）。使用中星6A信號作為信號源時，單頻網轉播的8套央視節目已經復用打包好，只需要用專用接收機解調出來就可以直接送給39CH發射機激勵器。多頻網的4套央視節目則需要逐一解調出來與本地4套節目信號復用打包，再送給13CH發射機激勵器。

而在中星6B上，轉播的12套央視節目分布在3個不同的頻點上，詳細分布如表2所示（數據來源：中文尋星網）。使用中星6B作為信號源時，不管是單頻網還是多頻網，都需要逐一解調出來，通過復用打包后，再送給發射機激勵器。因此，使用中星6B作為信號源時，要比使用中星6A復雜一些。要建設以中星6A與中星6B互為獨立主備的數字電視信號源系統，就更加復雜。

2. 早期方案

七九四臺早期的數字電視信號源系統于2017年建成使用，建設方案如圖1（雙箭頭虛線表示雙絞線IP信號，單箭頭實線表示射頻信號或TS流）所示。系統建成后，使用該系統為地面數字電視發射提供信號源，對七九四臺地面數字電視發射系統進行調試運行，直到2020年實施技術改造。

隨著對地面數字電視發射技術的了解不斷深入，逐漸發現該套數字電視信號源系統存在諸多的缺陷與不足，一定程度上存在安全播出隱患。較為突出的有幾個方面：一是接線混亂，為了達到目的，不折手段的在設備之間亂搭亂接，造成信號流向在圖紙上得不到清晰體現。二是衛星接收天線無備份，存在安全隱患。三是設備浪費，衛星接收機、碼流切換器、復用器的使用數量偏多，使建設成本大額增加。四是無信源監測，系統故障時不易快速發現，存在安全隱患。五是主備不獨立，中星6A信號與中星6B信號開始復用后，主備信號分不清，不滿足主備獨立要求。六是冗余過度，碼流信號反復的切換、編轉碼、復用，造成過度冗余備份。七是設備編號混亂，使圖紙變得復雜。八是系統摻插CDR，CDR信號來源和碼流分配均有借助該系統設備完成，達不到獨立要求。

3. 技術改造

七九四臺多次組織專業技術人員對數字電視信號源系統進行技術研討，深入分析早期系統方案的缺陷與不足。最終認為非常有必要進行技術改造，以提升安全播出質量，減輕檢修維護壓力。

技術改造需求：一是要裁減設備，考慮把不是必須要的設備裁減留作備用。二是適當增加必要設備，考慮增加衛星接收天線，作為備份。三是要實現信號源信號可視化監測，考慮增加多畫面監聽監看，監測碼流分配器輸出信號。四是清晰信號流向，考慮不需要復用的信號流向為：功分器→接收機→碼流切換器→激勵器，需要復用的信號流向：功分器→接收機→編轉碼器→數據交換機→復用器→碼流切換器→激勵器。五是實現主備物理分離，考慮主、備信號源設備安裝在不同的機柜。六是要科學擺放與布線，考慮兩個機柜設備對稱擺放，并按照信號流向，從下往上依次擺放設備。七是要給設備科學規劃IP地址和編號，考慮按照設備空間位置順序進行設置。八是要數字電視與CDR分離開，不再共用衛星接收天線和碼流分配器等設備。

七九四臺經過反復的技術研究，不斷的技術改進。最終得出一套較為完整，且能滿足技術改造需求的地面數字電視信號源系統改造方案（如圖2所示）。

方案說明：（一）頻點1是39CH（單頻網）信號源，頻點2是13CH（多頻網）信號源。在單個機柜里，中星6A為主用信號，中星6B為備用信號，廣電網絡公司專用光纖用于傳輸4套本地節目。（二）中星6B衛星接收機輸入為3路，原因是中星6B上12套央視節目分3個頻點打包傳輸。（三）方案中使用的復用器是北京數碼視訊的設備，雖然自帶編轉碼功能，但接口數量受限，因此要先對中星6B的12套央視節目進行編轉碼，再以IP碼流的形式統一傳輸給復用器。（四）碼流切換器有多組獨立板卡，每組獨立板卡能夠實現3切2，頻點1與頻點2雖然接在相同的碼流切換器上，但分別接在不同的板卡上。（五）設備位置擺放按照：接收機→編轉碼器→交換機→復用器→碼流切換器→碼流分配器，先主后備，先頻點1、再頻點2、后光纖信號，從下到上的原則。設備的IP地址和編號根據設備位置確定，A機柜設備An的IP地址主機位為10n，B機柜設備Bn的IP地址主機位為20n，不需要網管的設備所對應的主機位保留不用。（六）A、B機柜均采用UPS獨立不間斷供電，并采取了多重防雷措施。

方案分析：首先，實現主、備信號源機柜相互獨立，同時主、備信號源機柜設備位置對稱、配置相同，給檢修維護帶來極大的便利。其次，新增一副中星6A衛星接收天線、一副中星6B衛星接收天線，實現衛星信號源備份。再次，新增兩套多畫面監測，分別監測主、備機柜碼流分配器輸出信號，實現對信號源信號的實時可視化監測。然后，裁減了衛星接收機、碼流切換器、復用器的數量，設備資源得到節約。最后，系統不再與CDR共用設備，且兩個機柜獨立UPS不間斷供電，使得該系統更加安全可靠。

七九四臺數字電視信號源系統改造后，經過長時間的運行，系統特別穩定，未出現過任何安全播出事故，從根本上更加有力地保障了地面數字電視發射信號源系統安全，全面減輕了檢修維護的壓力。本次技術改造也將作為七九四臺一項工程技改項目申報貴州省2021年度廣播電視科技創新獎，希望該技改方案能夠得到更多的推廣應用。