電視播控衛(wèi)星接收系統(tǒng)研究

畢志剛

（大連新聞傳媒集團(tuán)技術(shù)中心，遼寧 大連 116023）

0 引 言

衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)是指利用衛(wèi)星發(fā)送或轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，以供公眾直接接收的無線通信業(yè)務(wù)[1]。衛(wèi)星接收系統(tǒng)是衛(wèi)星廣播電視業(yè)務(wù)中用來接收衛(wèi)星信號(hào)的技術(shù)系統(tǒng)，在電視播控系統(tǒng)中使用比較廣泛，根據(jù)用途分類，主要有轉(zhuǎn)發(fā)站、單收站以及家用直播衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)。

安全播出是電視播出業(yè)務(wù)的重中之重。衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)作為電視播控系統(tǒng)的信號(hào)源之一，要從系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)與應(yīng)用兩個(gè)層面為電視播控系統(tǒng)提供信號(hào)鏈路保障，確保電視節(jié)目安全優(yōu)質(zhì)播出。

1 大連新聞傳媒集團(tuán)電視播控衛(wèi)星接收系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)

1.1 總 述

大連新聞傳媒集團(tuán)電視播控系統(tǒng)（原大連廣播電視臺(tái)電視播控系統(tǒng)）中的衛(wèi)星接收系統(tǒng)主要由衛(wèi)星天線系統(tǒng)（包括天線和高頻頭）、中頻矩陣、功分器、衛(wèi)星接收機(jī)等組成。如圖1所示。

圖1 衛(wèi)星信號(hào)接收系統(tǒng)示意圖

衛(wèi)星天線接收指定的衛(wèi)星、固定頻段的衛(wèi)星下行信號(hào)，經(jīng)高頻頭降頻后的中頻信號(hào)進(jìn)入中頻矩陣或功分器。中頻矩陣可自由調(diào)度不同的衛(wèi)星天線的輸入信號(hào)，分發(fā)給相應(yīng)的衛(wèi)星接收機(jī)。為了防止中頻矩陣故障導(dǎo)致線路信號(hào)中斷，系統(tǒng)中配置功分器作為中頻矩陣的備份傳輸鏈路。同時(shí)，功分器還可作為部分長期固定不變的信號(hào)鏈路一部分，直接連接衛(wèi)星接收機(jī)。衛(wèi)星接收機(jī)將輸入的信號(hào)解碼后傳送至總控矩陣，或者根據(jù)需要直接送給分控播出切換臺(tái)或切換器（這種情況是為了減少重要節(jié)目如《新聞聯(lián)播》信號(hào)傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，作為其中一路信號(hào)使用，可與總控系統(tǒng)信號(hào)互為主備）。

1.2 衛(wèi)星天線系統(tǒng)

衛(wèi)星天線的作用是收集由衛(wèi)星傳來的微弱電磁波信號(hào)。衛(wèi)星信號(hào)通過拋物面天線的反射后集中到焦點(diǎn)處，實(shí)現(xiàn)電磁波的能量的聚集，通過饋源和高頻頭，就可以接收到衛(wèi)星波束信號(hào)[2]。衛(wèi)星電視頻段主要有C頻段、Ku頻段及Ka頻段[3]。本系統(tǒng)中的部門自有衛(wèi)星天線有9個(gè)，主要負(fù)責(zé)接收C波段和Ku波段衛(wèi)星信號(hào)，分別對(duì)應(yīng)1號(hào)—9號(hào)天線。其中，1，2號(hào)天線接收中星6D信號(hào)，3，4號(hào)天線接收中星6B信號(hào)。1，2，3號(hào)天線主要用來接收《新聞聯(lián)播》《遼寧看新聞》高標(biāo)清衛(wèi)星信號(hào)，4號(hào)天線作為備份天線。5，6號(hào)天線接收亞洲5號(hào)Ku波段信號(hào)，8，9號(hào)天線接收亞洲9號(hào)Ku波段信號(hào)，主要用來對(duì)接本單位衛(wèi)星車，完成數(shù)字 衛(wèi) 星 新 聞 采 集（Digital Satellite News Gathering，DSNG）、賽事直播以及其他節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)直播等工作任務(wù)。7號(hào)天線對(duì)接相關(guān)合作單位衛(wèi)星車，實(shí)現(xiàn)C波段的DSNG和賽事直播等。各天線具體用途如表1 所示。

1.3 中頻矩陣

中頻信號(hào)的管理是衛(wèi)星接收系統(tǒng)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。如何管理多路輸入中頻信號(hào)，如何靈活可靠地傳送這些中頻信號(hào)，是一個(gè)核心的技術(shù)問題。本系統(tǒng)采用昆泰16×16中頻矩陣，能夠解決目前系統(tǒng)對(duì)于中頻信號(hào)的管理和切換，可以將多達(dá)16路的衛(wèi)星天線接收的信號(hào)任意切換給16路輸出的任意一路。該中頻矩陣支持雙電源自動(dòng)切換，提供高效可靠的切換模塊，不僅可以靈活方便地將衛(wèi)星信號(hào)切給任意一路交換機(jī)，還提供相應(yīng)的冗余模塊等高可靠性的技術(shù)支持，并可通過異步串行通信端口或以太網(wǎng)（TCP/IP）進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

本系統(tǒng)中頻矩陣接了13路輸入信號(hào)，分別是有線衛(wèi)星天線信號(hào)和部門自有衛(wèi)星天線信號(hào)，輸出9路信號(hào)分別連接9臺(tái)衛(wèi)星接收機(jī)。如圖2所示。

圖2 衛(wèi)星接收系統(tǒng)拓?fù)鋱D（高清信號(hào)）

1.4 衛(wèi)星接收機(jī)

衛(wèi)星接收機(jī)又叫綜合接收解碼器（Intergrated Receiver Decoder，IRD）[4]，在衛(wèi)星接收系統(tǒng)中的主要功能是將衛(wèi)星天線接收來的經(jīng)過降頻的中頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解擾、解碼，輸出視音頻信號(hào)或數(shù)據(jù)流。本系統(tǒng)中原有24臺(tái)衛(wèi)星接收機(jī)，目前經(jīng)常使用的有9臺(tái)，主要用來接收高清衛(wèi)星信號(hào)，包括5臺(tái)PBI接收機(jī)和4臺(tái)愛立信接收機(jī)。PBI接收機(jī)性能指標(biāo)符合《廣播電視先進(jìn)音視頻編解碼 第1部分：視頻》（GY/T 257.1—2012）AVS+行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，支持AVS+/DRA解 碼及MPEG-2，MPEG-4 AVC/H.264解 碼。愛立信接收機(jī)不支持AVS+解碼，只支持MPEG-2、MPEG-4 AVC/H.264解碼[5]。這兩種品牌的接收機(jī)都支持CI解擾，通過更換不同的PCMCIA模塊接收各種加密的衛(wèi)星/有線/地面數(shù)字電視信號(hào)。此外，衛(wèi)星接收機(jī)不僅僅支持Tuner輸入，也支持ASI輸入和TS/IP輸入，信號(hào)經(jīng)過解調(diào)、解擾后再通過其內(nèi)置的再復(fù)用器模塊，可以靈活地對(duì)多種輸入碼流進(jìn)行再復(fù)用處理并重新生成單節(jié)目或多節(jié)目流，通過ASI與IP輸出給后端設(shè)備。在本系統(tǒng)中，PBI接收機(jī)主要負(fù)責(zé)接收AVS+編碼格式信號(hào)，愛立信接收機(jī)負(fù)責(zé)接收H.264、MPEG4編碼格式信號(hào)。

2 衛(wèi)星接收系統(tǒng)在電視播控系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 轉(zhuǎn)播《新聞聯(lián)播》和《遼寧新聞》

對(duì)于地方電視臺(tái)來說，轉(zhuǎn)播中央新聞聯(lián)播和省級(jí)新聞節(jié)目，既是政治任務(wù)也是技術(shù)任務(wù)。如何做到安全播出《新聞聯(lián)播》和《遼寧新聞》，是電視播控部門的重要課題。本文主要從信號(hào)鏈路角度，探討在確保安全播出的條件下，衛(wèi)星接收系統(tǒng)在轉(zhuǎn)播工作中的應(yīng)用。

根據(jù)《廣播電視安全播出管理實(shí)施細(xì)則》的規(guī)定要求，所播節(jié)目均應(yīng)具備至少兩路不同傳輸路由的信號(hào)源。送往播控系統(tǒng)的《新聞聯(lián)播》和《遼寧新聞》播出信號(hào)源一般由衛(wèi)星廣播信號(hào)、光纖信號(hào)和微波信號(hào)三大信號(hào)源組成。三者中優(yōu)先選擇衛(wèi)星信號(hào)作為主用的播出信號(hào)，當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)出現(xiàn)噪聲、中斷等異常情況時(shí)采用光纖信號(hào)播出，微波信號(hào)作為二備信號(hào)。如此選擇的原因就是衛(wèi)星信號(hào)傳輸比較穩(wěn)定，信號(hào)延遲低，而光纖信號(hào)的最大問題就是延遲較高。在實(shí)際應(yīng)用中，光纖信號(hào)相對(duì)衛(wèi)星信號(hào)有3 s以上的延遲。

在本單位播控系統(tǒng)中，《新聞聯(lián)播》使用4臺(tái)衛(wèi)星接收機(jī)解碼的4路信號(hào)作為播控系統(tǒng)的信號(hào)源，分別使用部門衛(wèi)星天線輸出的中頻信號(hào)、有線前端衛(wèi)星天線輸出的中頻信號(hào)、國干網(wǎng)光纖信號(hào)以及數(shù)字微波網(wǎng)信號(hào)作為衛(wèi)星接收機(jī)的輸入信號(hào)，為《新聞聯(lián)播》節(jié)目播出提供一主三備4路信號(hào)。這4路信號(hào)包含了3種不同的信號(hào)鏈路，分別來自4個(gè)不同的設(shè)備，提供4路信號(hào)作為播控系統(tǒng)的輸入信號(hào)，既滿足了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，也給節(jié)目播出提供了強(qiáng)壯的路由選擇。《遼寧新聞》的路由設(shè)計(jì)與《新聞聯(lián)播》的路由設(shè)計(jì)方案類似，這里不再贅述。

2.2 衛(wèi)星信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)直播

從表1可以看出，衛(wèi)星接收系統(tǒng)除了轉(zhuǎn)播《新聞聯(lián)播》和《遼寧新聞》，還承擔(dān)著外場(chǎng)電視節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)直播的信號(hào)傳輸任務(wù)。外場(chǎng)電視節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)直播任務(wù)包括新聞現(xiàn)場(chǎng)直播、大型活動(dòng)及體育賽事等外場(chǎng)電視信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)直播的遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸任務(wù)，比如每年的地方“兩會(huì)”、中國足球超級(jí)聯(lián)賽賽事及馬拉松賽事等等。為實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)直播，衛(wèi)星接收系統(tǒng)中有5個(gè)部門自有天線和3個(gè)有線前端衛(wèi)星天線共8個(gè)天線可用于衛(wèi)星信號(hào)接收天線，衛(wèi)星接收機(jī)集群中有2臺(tái)衛(wèi)星接收機(jī)（13#、14#）用做專門的現(xiàn)場(chǎng)直播衛(wèi)星信號(hào)的接收與解碼，9#、10#接收機(jī)作為現(xiàn)場(chǎng)直播的備用接收機(jī)，在衛(wèi)星接收機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候，接替故障接收機(jī)的工作任務(wù)，確保電視節(jié)目播出安全。

3 結(jié) 語

衛(wèi)星信號(hào)是電視信號(hào)的有效傳播手段之一。衛(wèi)星接收系統(tǒng)作為衛(wèi)星電視系統(tǒng)不可或缺的一部分，在廣播電視播控及總控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。強(qiáng)壯的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、合理的應(yīng)用，是衛(wèi)星接收系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，也是電視節(jié)目安全優(yōu)質(zhì)播出的重要保障技術(shù)手段之一。當(dāng)前這套衛(wèi)星接收系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，在各應(yīng)用層面展現(xiàn)出預(yù)期的強(qiáng)大功能，確保了電視節(jié)目安全優(yōu)質(zhì)播出。