京滬高鐵鋪軌儀式衛(wèi)星直播技術總結

范袁飛，鄭 銳，孫 悅

（揚州廣播電視總臺 制播技術部，江蘇 揚州 225009）

1 引言

2010年，揚州廣播電視總臺衛(wèi)星車參與了京滬高速鐵路現場直播任務，成功連線了中央電視臺新聞頻道、國際頻道以及東方衛(wèi)視，實現了現場視音頻信號的高質量傳輸。筆者對本次京滬高速鐵路鋪軌儀式的衛(wèi)星直播方案及流程進行了總結。

2 衛(wèi)星直播前的技術準備

為了高質量、高效率地完成此次京滬高鐵鋪軌儀式的直播任務，出發(fā)之前，揚州廣播電視總臺制播技術部門周密安排，反復推敲直播技術方案，多方面考慮直播過程中可能面臨的突發(fā)情況，制定應急預案。針對中央電視臺提出的設備需求，結合技術方案的具體情況一一落實，確保整個鋪軌儀式期間的直播工作萬無一失。

衛(wèi)星車到達徐州后，衛(wèi)星車相關技術人員立即趕往鋪軌儀式的直播現場，進行現場勘查。由于此次直播央視選用的是亞5衛(wèi)星，方位角大概在南偏西的位置上，所以應該注意該方向是否有明顯物體遮擋。當時現場正在進行施工建設，地面低洼不平，考慮到可能會對衛(wèi)星車穩(wěn)固平衡造成影響，技術人員聯系到當場的中鐵建設局負責人，詳細說明了當時情況和技術要求。鐵路建設指揮處緊急調來推土壓路機，迅速提供了一塊平整的地面，保證了衛(wèi)星天線準確尋星定位，使得當天央視制作的新聞從徐州順利通過衛(wèi)星發(fā)往中央臺。反復模擬了第二天直播時的流程，調試檢測了整個系統。

3 衛(wèi)星直播的視音頻制作系統

本次直播視頻信號采用模擬輸入，4路模擬視頻信號直接連接到衛(wèi)星車的后接口板CAM3，CAM4，SDI1，SDI2，其中SDI1和SDI2的2個接口直接連接AWSG500的模擬視頻接口，而CAM3和CAM4信號經過2塊帶幀同步功能的視頻模數轉換器板卡DEC1002，轉換為與系統同步的SDI數字視頻信號。同時，CAM3和CAM4信號經模數轉換通過分配板卡進入VD1602數字視頻16×2切換開關，作為視頻應急切換信號。

同樣采用的4路模擬音頻信號直接與后接口板的CAM3L，CAM3R，CAM4L，CAM4R 連接，這 4 路音頻信號直接與AWS-G500的音頻信號輸入口連接。但AWSG500可以輸入8路模擬音頻信號，而其本身只有6路音頻推子，所以必須調整好AWS-G500的音頻指派。衛(wèi)星車上左右兩只音箱分別監(jiān)聽由AWS-500輸出的ESDI PGM信號解嵌出的L，R聲道的聲音。另外4路模擬音頻進入具有12路輸入的模擬調音臺RX1202FX，作為備用調音信號。

4 衛(wèi)星直播的衛(wèi)星傳輸系統

衛(wèi)星傳輸系統由AWS-G500輸出的加嵌SDI信號送到COMSTREAM SE4000編碼調制器，通過設置SE4000選擇正確的視音頻源和傳輸的音頻數量。視音頻信號經過數字壓縮編碼通過編碼器形成ASI流，然后通過SE4000內置的調制器進行QPSK調制，以L波段信號送到綜合跳線板上。通過跳線板將L波段信號送到CPI 1∶1室外型Ku頻段200 W功率放大器T02U0中，T02U0含有L波段-Ku頻段的上變頻器模塊（BUC），將L波段變頻后放大通過波導倒換開關輸出至AVL 1.6 m車載天線1612K，將視音頻信號發(fā)送到衛(wèi)星。同時，衛(wèi)星傳輸系統配置了2臺高功放，構成主、備冗余備份工作方式，由高功放控制器SRCU自動控制主備切換。天線接收衛(wèi)星信號時，低噪聲鎖相環(huán)下變頻器LNB變頻輸出L波段信號，再經1∶4功分器將兩路信號送入綜合跳線板供接收機和頻譜儀使用。衛(wèi)星直播視音頻系統和傳輸系統見圖1。

5 衛(wèi)星車的相關技術操作

本次直播主要拍攝鋪軌機車從遠處緩緩駛來并將鋼軌鋪設在無砟軌道上的細節(jié)鏡頭，所以4個攝像機的機位作如下布置，將其中的CMA3作為主機位來拍攝出鏡連線記者，CAM4作為拍攝鋪軌機車緩緩駛去的鏡頭，CAM5拍攝迎面而來的鋪軌機車的鏡頭，最后的CAM6是搖臂鏡頭。4路模擬音頻信號輸入中的2路分別設置為CAM3主機位的采訪傳聲器輸出和現場聲機頭傳聲器的輸出，其余2路則設置為CAM5的現場聲機頭傳聲器輸出，以烘托出軌儀式的現場氣氛。直播開始時，通過操作AWS－G500的音頻推子，可以靈活掌握4路音頻輸入的大小。

衛(wèi)星車的后部設有車載發(fā)電機，啟動發(fā)電機之前必須先打開發(fā)電機的散熱風扇，觀察發(fā)電機上的溫度表和油壓表。衛(wèi)星車的中艙設有配電系統，配電柜上有用于檢測電源的顯示儀表，包括用于顯示外電、UPS和發(fā)電機的交流電壓表（220 V），電源頻率表（50 Hz），交流電流表。在觀察輸出電源一切正常后，展開支撐腿，確認車體停放穩(wěn)固，無明顯晃動。豎起數字微波發(fā)射和接收天線。打開天線控制器的一鍵尋星鍵即長按天控器上的“+”鍵2 s，進入一鍵尋星功能，此時系統即可根據設置開始尋星。在確認一鍵尋星之前，將其中的目標星參數改為東經100.5°亞5衛(wèi)星，而將參考星的軌道設置為138°，同時將接收方式改為水平接收。在天線進行一鍵尋星的同時，將頻譜儀連接到天線的LNB接口上，觀察亞5衛(wèi)星的信標信號強度，以確認是否真正對準所需的目標衛(wèi)星。當衛(wèi)星天線鎖定目標衛(wèi)星后，設置編碼調制器SE4000的相關參數，首先將編碼器的輸入源選擇為加嵌SDI信號，然后進入Quickset/Output/Modulator選單項，設置編碼調制器的上行頻率、符號率、FEC糾錯率等。同樣，打開接收機后首先將輸入源選擇為RFA，然后進入Details/Input/Config/Demod選單項，設置接收機的下行接收頻率、符號率、FEC糾錯率等。

直播開始前，首先將SE4000/OUTPUT/Modulator Modulator Enable和SE4000/OUTPUT/Modulator Modulator Enable Status設置為OFF狀態(tài)。此時，編碼器無激勵信號輸出。與衛(wèi)星公司進行功率標定時，使用單載波方式傳送，即將SE4000/OUTPUT/Modulator Carrier Type設置為CW（單載波）。同時將SE4000/OUTPUT/Modulator Modulation Power設置為最低－25 dBm，即約 3 μW。

設置以上設備后，對高功放進行通電預熱，預熱結束后按AMP按鍵，使屏幕顯示1號功放狀態(tài)，按TRANSMIT鍵則工作，按STANDBY鍵則處于待機狀態(tài)。再按AMP鍵，使屏幕顯示2號功放狀態(tài)，按TRANSMIT鍵則工作，按STANDBY鍵則處于待機狀態(tài)。其中，AMP1和AMP2是互為熱備份的，一旦其中的一個發(fā)生故障，則功放倒換盒會自動倒換到另一個。直播開始時，使高功放控制器提前2 min處于SUBMIT狀態(tài)，以便于高功放預熱。然后將SE4000/OUTPUT/Modulator Modulator Enable和SE4000/OUTPUT/Modulator Modulator Enable Status設置為ON狀態(tài)。在保持與衛(wèi)星公司通話的同時，將SE4000/OUTPUT/Modulator Modulation Power=項的數值設置逐步提高，直到衛(wèi)星公司叫停。將SE4000/OUTPUT/Modulator Carrier Type=項設置為NORM。此時，編碼器由單載波輸出轉為已調制載波輸出，即開始發(fā)射傳輸節(jié)目。直播開始后，實時觀察功放狀態(tài)和功放輸出功率。當時在徐州當地天氣良好的情況下，輸出功率約41 dBm，下行接收Eb/N0=13。傳輸節(jié)目工作結束后，此時高功放溫度可達到70℃～80℃，先將高功放的功率調到最小，然后將高功放控制器1和2置于STANDBY狀態(tài)，停止高功放的運行，等溫度降到30℃以下（一般經過20 min）充分冷卻后方可切斷電源。如果高功放在高溫的狀況下，突然切斷電源關機，會使內部熱量未散于外部，造成溫差，若此時空氣中有水分，就會在高功放里產生水蒸氣，影響高功放的壽命，嚴重時會燒掉高功放。

6 衛(wèi)星直播時遇到的問題和解決方法

在本次直播技術方案的擬定和具體實施中，碰到以下幾點問題：

1）信號源的數字與模擬選擇。鋪軌儀式上有4個機位。其中出鏡記者的主機位本打算用SDI數字輸出，以確保此次重大電視直播的信號質量。但中央臺的4臺DVCPRO 50的機器中有一臺是SDI輸出，考慮到色調不統一，就沒采用自帶的2臺數字藍光攝像機，而準備將帶有SDI輸出的DVCPRO 50作為主機位，其余采用模擬輸出。但在臨近直播時，突然發(fā)現帶有SDI輸出主機位的DVCPRO 50攝像機VIDEO OUT數字接口有問題，傳輸到切換臺的畫面有明顯抖動，于是采用模擬輸出，將視頻輸出改為MONITOR OUT輸出。雖然信號是簡單地從數字到模擬的改變，放棄了對信號質量的要求，但卻完全保證了信號畫面的穩(wěn)定和安全播出傳輸，這在重大新聞直播中至關重要。

2）衛(wèi)星上下行參數的及時調整。采用衛(wèi)星作為信號直播傳輸時，上行頻點上的信號一定要與衛(wèi)星公司確認好是否當時采用此頻點的信號沒有其他干擾，一旦采用的上行頻點被干擾，將在直播過程中造成不可估量的損失。本次鋪軌儀式直播前，已經與中央臺確認過上下行頻點，然而當時距直播開始僅1 min時，中央臺卻臨時決定更改上下行參數，本臺技術人員及時調整，保證了直播信號的準時優(yōu)質傳輸。

3）電源的熱備份。衛(wèi)星轉播車采用3種供電方式，即UPS直流電池供電、車載科勒發(fā)電機、外接市電。本車配備了2臺3 kV·A功率等級的UPS，并且車內所有技術設備的用電均通過UPS供電，UPS電源單獨續(xù)供電的工作時間可達30 min以上。而且外接電源和發(fā)電機取電都經過UPS電源處理才進入系統，保證無論采取任何方式供電，系統都可以獲得穩(wěn)定的直流電源，實現了對設備的保護和供電方式的零時間無縫切換。在臨近直播時，外接市電曾發(fā)生2次停電情況，技術人員及時將電源切換開關打到發(fā)電機上。此前，車載發(fā)電機啟動處于熱運行中，其中UPS的過渡作用尤為重要。

7 小結

在本臺技術人員和央視的共同努力下，京滬高速鐵路鋪軌儀式的直播活動最終圓滿完成。盡管京滬高速鐵路鋪軌儀式的直播連線加在一起不過數十分鐘，但只有各部門各崗位人員的通力合作、精心準備和沉著應對，才能使直播任務順利完成。