浙江國際影視中心衛星接收系統的設計與建設

李一君

（浙江廣播電視集團，浙江 杭州 310005）

0 引 言

浙江國際影視中心（以下簡稱影視中心）是浙江廣播電視集團（以下簡稱集團）投資建設的綜合文化創意產業園區，是浙江省重點文化產業項目。園區內進駐了集團下屬的新藍網、新媒體（IPTV）、好易購頻道、云平臺等多家單位和業務部門。各單位的專業系統分布于影視中心制作綜合大樓，業務涉及臺內外信號直播、轉播和收錄，信號源需求數量大、要求高。相比其他傳輸方式，衛星接收在安全性和穩定性方面優勢十分明顯，是廣播電視信號的重要傳輸方式。

1 系統概述

衛星接收系統是影視中心大型基帶IP總控的重要組成部分，由衛星天線陣列、L-BAND矩陣、解調及傳輸等設備組成，接收的信號主要是中央廣播電視總臺信號和其他省級衛星電視臺信號。系統接收的衛星信號以多種信號格式分發傳輸給新藍網、好易購、IPTV、云平臺等單位使用。

2 系統設計與建設

2.1 系統位置和布局

衛星接收系統立足于使用單位的實際需求，綜合考慮信號格式和用途，采用統一接收、按需分發的模式。接收端以C波段和KU波段的接收天線為主，16座天線形成接收矩陣，根據信號頻點互為主備，并有電動天線作為機動補充。

如圖1所示，統一接收的衛星天線矩陣分布安裝在影視中心裙樓樓頂。影視中心制作業務集中在裙樓，以演播室集群方式實現大型綜藝、訪談等類型節目的錄制。裙樓配置非編（含音頻）制作網和錄音棚、配音間，以文件化、網絡化方式完成后期合成。裙樓包含2 500 m2，1 200 m2，600 m2，280 m2等面積不同的多個演播室[1]，樓頂規劃衛星基礎架構，并設有輔助機房。

圖1 影視中心主樓和裙樓樓頂平面示意

系統中的L-BAND矩陣、解調和傳輸設備集成于主樓四樓的總控機房。衛星天線接收信號后，從裙樓頂輔助機房通過樓宇間光纜傳輸送至主樓總控機房，信號分配后接入L-BAND矩陣靈活調度或固定傳輸至使用單位。

2.2 信號需求和系統架構

衛星接收系統面對的用戶主要是新藍網、新媒體（IPTV）、好易購頻道以及云平臺等使用單位。各單位對信號的內容需求中，固定接收的主要是中央廣播電視總臺各套節目、省級衛星電視臺上星節目和部分收費節目，接收節目達99套，分布于65個頻點，另有非固定的信號回傳需求。綜合考慮信號需求、地理位置和接收能力，系統規劃接收中星6A（C）、中星6B（C）、亞太5號（KU）、亞太6號（KU）、亞洲4號（C/KU）、亞洲5號（C/KU）、亞洲7號（C）、中星9號（KU）和泛美8號（C）等衛星。

衛星接收系統架構如圖2所示。衛星天線接收信號后，以主備冗余光纖鏈路進行傳輸，經RF分配放大器分配后，傳輸至各使用單位。根據使用方對信號格式的不同要求，系統提供了多種接入方式。

圖2 衛星接收系統架構圖

（1）對于新藍網和云平臺，在總控系統處進行集中解調，并將信號匯聚后，以TS流方式傳輸至新藍網和云平臺使用。

（2）對于好易購，總控系統提供6路L-Band矩陣輸出，接入好易購系統，由對方自行調度L-BAND矩陣并解調信號使用。

（3）對于IPTV，通過光分配直接將8路L-Band信號全部送至IPTV系統，由對方自行解調使用。

（4）對于播出中心，總控系統與播出中心的L-Band矩陣互連，設置8路互通通道，將L-Band信號通過光纜跨江傳輸至集團本部的播出機房使用。

2.3 衛星信號接收

2.3.1 接收天線配置

衛星接收天線共16座，在天線基礎架構上分為兩列各8座部署。相鄰天線立柱之間相隔為6 m，交叉安裝。接收天線布局如圖3所示。其中，黃色標識為4.5 m口徑C波段后饋天線7座，綠色標識（大）為4.5 m口徑Ku波段后饋衛星天線2座，綠色標識（小）為3.0 m口徑Ku波段后饋天線5座，藍色標識為4.5 m口徑通信電動衛星天線2座，作為機動接收天線。按衛星接收極化，每座天線輸出2路信號，共計輸出L-Band信號32路。接收天線賦形環焦設計，立柱式座架，主反射面和副面都為高精度鋁制反射面，采用醇酸白色面漆雙層保護。鋼結構件采用先噴氟碳底漆，后噴氟碳面漆雙重保護，抗腐能力強。

圖3 接收天線分布

2.3.2 接收天線基礎

天線基礎架構南北長約63 m，東西寬約9 m的矩形區域，總面積約560 m2，構架梁面標高為30.95 cm。梁柱混凝土強度等級為C35，天線預埋鋼材材質為Q235B。

架構上的接收天線基礎需要在安裝前進行現場澆筑，其施工工藝直接影響天線牢固度，需要注意以下幾個方面。

（1）基礎中的鋼筋間要用牢固縛扎或焊接，以防澆注混凝土時產生偏移。

（2）在澆注混凝土之前，地腳螺栓的位置要放準確，并將地基板與附近鋼筋焊牢，在澆注過程中各點間的尺寸要反復校核。

（3）混凝土強度須達到C30以上。

（4）在混凝土澆注過程中，必須振動夯實。

（5）基礎平面必須平整，整個基礎表面的水平度應在±3 mm以內。

杭州在夏秋季節多有臺風天氣。臺風破壞力強，最大風速達12至13級，風速大于32.7 m·s-1，天線底座安裝的防風等級需要依照滿足35 m·s-1風速強度建設。如圖4所示，4.5 m口徑的天線底座在35 m·s-1風速強度下，A，B點受到的拉力2 820 N，壓力2 155 N，剪力2 360 N，D點受到的拉力3 810 N，壓力5 640 N，剪力795 N，C點受到的剪力為2 760 N。天線安裝充分考慮抗風強度和房屋結構強度核算，以保證房頂架構基礎對天線的承重力和滿足天線風載要求。

圖4 天線底座結構

2.3.3 射頻饋線接入和防雷

衛星天線饋線由高頻頭（Low Noise Block，LNB）輸出后，經過橋架進入裙樓頂的輔助機房，在此對饋線系統和所有衛星天線采取防雷措施。LNB的供電由機房內L-Band光發模塊提供。送至總控機房光收模塊接收后接入L-Band分配進行分配與使用。

為了防止雷擊對天線的損害，每臺衛星天線的接地線都連接在基礎下的接地鍍鋅扁鋼[3]，將所有天線接入防雷地網。在進入橋架前的饋線上安裝接地卡子，將其接地線與橋架接地相連，當發生雷擊饋線時，通過接地卡子引入與橋架相連的平臺防雷地網。

2.3.4 除雪系統

天線接收效果受環境條件的影響較大，特別當反射面和饋源口積雪時，效率會顯著降低，同時噪聲溫度也會升高，從而干擾天線的接收和發射。杭州雖然地處江南，每年降雪量不高，但是為了保證極端天氣下的接收質量，在4座4.5 m口徑的天線上配置了全幅除雪和饋源除冰裝置。

除雪系統由天線主反射面除雪裝置、饋源口除雪裝置、驅動單元、遠程控制單元以及手動自動轉換裝置組成。反射面除雪采用電熱型，將電熱材料、耐高溫保溫材料等依次鋪設在天線反射面背面[2]，加電工作時，電熱元件產生的熱量傳至天線表面，使冰雪融化并不能積存，加熱速度快，加熱均勻。每塊面板背部的加熱部分都是相互獨立的，可進行上、下半扇區分別控制，其中饋源口除雪裝置和反射面下半區除雪裝置是一體的控制模塊，都由遠程控制單元控制。

2.3.5 輔助機房配置

輔助機房主要用于L-Band光傳輸模塊、L-Band有源分配放大模塊和交換機等專業設備安置，以及衛星天線和除雪系統的供電。機房配置線槽、靜電地板及空調，通過48芯的光纖通路連接主樓總控機房。機房配置主、備UPS電源和動力電。

2.4 本地信號調度

L-Band矩陣是衛星接收系統的調度核心，系統采用48路輸入、32路輸出的I/O配置規模，前級按照頻點和頻道數量分別配置1分8和1分16的有源功分，后級配置一定數量的接收解調器和衛星接收機，以滿足固定接收和臨時接收的需求。如圖5所示，固定解調接收的衛星信號包括央視高標清共28套節目和省級衛視高標清48套節目，在接收解調器處解調后，以TS流的形式匯聚后傳輸下游，主要用于云平臺收錄和新藍網使用。

圖5 信號解調解碼傳輸

衛星接收機作為臨時接收信號使用。L-Band信號經衛星接收機解調解碼后，輸出至IP網關，然后進入總控的基帶IP矩陣，并以SDI over IP的信號格式靈活調度給需求單位。

2.5 異地調度備份

集團總部位于主城區，與影視中心隔江相望，兩地距離數十公里。總部的兩個樓頂平臺共有13副衛星天線，覆蓋接收中星6A、中星6B、亞洲五號、亞洲七號、亞洲九號等多個常用衛星，主要用于中央廣播電視總臺轉播、現場直播和新聞回傳。

由于受到場地客觀條件限制，安裝的天線尺寸多為1.8～3 m的小口徑天線，接收能力和信號強度較為普通，抗干擾能力差。另外，總部地處市中心繁華區域，受到高樓的遮擋問題無法避免。

影視中心開闊的地理優勢，為集團衛星接收異地備份提供了得天獨厚的基礎條件。衛星接收系統通過長距離的L-Band光端機，以3條不同的光纜路由，跨越錢塘江連接集團本部系統，實現兩地間衛星信號的資源共享，為《新聞聯播》轉播、重要保障期節目轉播和重大活動直播等保障提供有力的技術支撐。

3 接收干擾應對

3.1 5G干擾應對

商用的5G信號工作頻率在3 400～3 600 MHz，而C波段高頻頭工作頻率范圍是3 400～4 200 MHz。在實際使用場景中，運營商的5G設備會給C波段衛星正常接收帶來嚴重干擾，造成接收的信號出現視頻頻繁卡頓、大面積馬賽克和靜幀黑屏等現象。通過測試，3 700～4 200 MHz的窄帶濾波器可以使3 600 MHz以下的頻率信號衰減50 dB以上[4]。在5G正式商用后，衛星接收系統中所有的C波段接收天線都安裝了窄帶濾波器，較好地解決了5G干擾問題。

3.2 雷達干擾應對

影視中心位于杭州蕭山區，地勢平坦，園區內布局開闊，沒有高層建筑遮擋。園區附近10 km有機場，存在機場雷達干擾的可能性。針對該問題，在接收天線樣式選擇上，系統所有口徑天線都采用了后饋式，通過曲面二次反射聚焦，噪聲系數小，旁瓣性能優越[5]，同時采用高精度高頻頭，最大程度實現抗干擾的目的。

4 結 語

衛星傳輸仍是現階段不可替代的信號安全傳輸方式，重要節目的直播、轉播和收錄都對衛星傳輸有較強的依賴。衛星接收系統接收范圍大，接收能力強，是影視中心多個播出平臺的重要信號源，也是相關業務的關鍵技術支撐，同時為本部的信號接收提供了異地備份功能，極大提升了兩地協同安全播出保障的能力。