衛(wèi)星地球站傳輸系統(tǒng)迭代趨勢研究

+ 李一帆 廣東省廣播電視衛(wèi)星地球站

衛(wèi)星地球站傳輸系統(tǒng)迭代趨勢研究

+ 李一帆 廣東省廣播電視衛(wèi)星地球站

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展中衛(wèi)星地球站傳輸系統(tǒng)發(fā)展需求，根據(jù)系統(tǒng)現(xiàn)狀、新技術(shù)特征和發(fā)展趨勢，介紹迭代思維在地球站傳輸系統(tǒng)趨勢研究中的可行性。結(jié)合當(dāng)今技術(shù)瓶頸與新技術(shù)比對(duì)、相關(guān)政策規(guī)定和可能發(fā)展方向分析，研究傳輸系統(tǒng)中衛(wèi)星廣播體系、信源編碼，信道編碼、天饋系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及附屬設(shè)備等多個(gè)方面的迭代發(fā)展趨勢，得出系統(tǒng)朝大容量、高效率、多任務(wù)、交互式等目標(biāo)迭代的結(jié)論。

衛(wèi)星地球站；迭代；AVS+；ABS-S；標(biāo)準(zhǔn)

1 概述

馬云在2015年烏鎮(zhèn)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)閉幕式上提到：“我們正進(jìn)入從IT向DT時(shí)代的轉(zhuǎn)型”。其中DT意指Data Technology數(shù)據(jù)處理技術(shù)。在從信息時(shí)代向數(shù)據(jù)時(shí)代轉(zhuǎn)型的大背景下，已涌現(xiàn)出IOT物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、認(rèn)知無線電（CR）等新技術(shù)新應(yīng)用。為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的新需求，國家在2013年就發(fā)布了“寬帶中國”實(shí)施方案，部署了2020年前寬帶發(fā)展目標(biāo)，對(duì)廣播電視行業(yè)傳輸技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展極具啟發(fā)性和指導(dǎo)意義。

在國家全面推廣三網(wǎng)融合的趨勢下，廣電傳輸系統(tǒng)建設(shè)已不再局限于傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，而是要建成雙向、寬帶、融合、智慧的下一代廣播電視網(wǎng)NGB（Next Generation Broadcasting Network），成為信息化、寬帶化發(fā)展藍(lán)圖中重要一員。目前，廣電總局在全面加快有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)雙向化的同時(shí)，也著手實(shí)現(xiàn)有線無線衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)融合，促使三種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通和智能協(xié)調(diào)覆蓋［1］。

衛(wèi)星地球站在傳統(tǒng)廣播電視信號(hào)覆蓋傳輸網(wǎng)絡(luò)中處于關(guān)鍵的安全播出地位。但其傳輸系統(tǒng)在DVB-S標(biāo)準(zhǔn)體系下運(yùn)行了十多年，已和當(dāng)今新技術(shù)漸行漸遠(yuǎn)，不能滿足未來大容量、智慧、節(jié)能、雙向、多業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢。而視音頻編碼技術(shù)、調(diào)制方式和芯片技術(shù)發(fā)展又為傳輸系統(tǒng)升級(jí)提供技術(shù)保證。因此在現(xiàn)時(shí)審時(shí)度勢、立足長遠(yuǎn)，把握技術(shù)發(fā)展趨勢，思考系統(tǒng)發(fā)展方式，對(duì)傳輸系統(tǒng)健康發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。本文將根據(jù)已公布的有關(guān)政策、試驗(yàn)情況和新技術(shù)特征，對(duì)衛(wèi)星地球站傳輸系統(tǒng)的迭代發(fā)展趨勢進(jìn)行研究分析。

2 現(xiàn)狀與趨勢分析

2.1 現(xiàn)狀分析

當(dāng)前國內(nèi)省級(jí)衛(wèi)星地球站主要承擔(dān)單向衛(wèi)視和電臺(tái)廣播的單一性質(zhì)業(yè)務(wù)，下行接收主要作自身監(jiān)測用，不支持多業(yè)務(wù)和信號(hào)交互，與異構(gòu)網(wǎng)兼容性不佳。

由于采用DVB-S技術(shù)體系，信源主要支持MPEG-2編碼，少數(shù)臺(tái)站已使用H.264和AVS+信源編碼。信道編碼方式為QPSK 3/4FEC，升余弦濾波滾降系數(shù)α限定為0.35，少數(shù)臺(tái)站使用DVB-S2，α取值0.2。中頻信號(hào)為70MHz，上星采用6GHz的C波段信號(hào)，占用一個(gè)36MHz衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。如圖1所示。傳輸系統(tǒng)由信源系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、供電系統(tǒng)以及網(wǎng)管監(jiān)錄、抗干擾和散熱等子系統(tǒng)構(gòu)成。包括了編碼器、光端機(jī)、復(fù)用器、ASI切換開關(guān)、調(diào)制器，上變頻器、高功放、波導(dǎo)開關(guān)和帶伺服系統(tǒng)的衛(wèi)星天線群等傳輸設(shè)備。編碼器、調(diào)制器、上變頻、高功放等關(guān)鍵上行設(shè)備以國外品牌為主，天線以及伺服系統(tǒng)除外和下行系主要已采用國產(chǎn)設(shè)備。傳輸信號(hào)主要采用SDI、ASI或DS3接口格式，TS over IP接口格式呈普及趨勢，特別在下行系統(tǒng)的應(yīng)用備受關(guān)注。傳輸系統(tǒng)信號(hào)分發(fā)主要基于ASI體系的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式。備。傳輸信號(hào)主要采用SDI、ASI或DS3接口格式，TS over IP接口格式呈普及趨勢，特別在下行系統(tǒng)的應(yīng)用備受關(guān)注。傳輸系統(tǒng)信號(hào)分發(fā)主要基于ASI體系的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式。

圖1　衛(wèi)星地球站傳輸系統(tǒng)原理圖

2.2 趨勢分析

趨勢一，隨著高清衛(wèi)甚至超高清衛(wèi)視節(jié)目的普及，未來衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)將向更大傳輸容量和更高頻譜利用率方向發(fā)展。趨勢二，傳輸信號(hào)IP化和傳輸設(shè)備集成化趨勢。趨勢三，傳輸技術(shù)從國際標(biāo)準(zhǔn)體系（DVB技術(shù)體系）向國家自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)體系過渡的趨勢。采取自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)，除了性能更優(yōu)、更能滿足實(shí)際需求外，還有專利授權(quán)方式簡單、費(fèi)用低的優(yōu)勢，利于引導(dǎo)自主體系關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)，從國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展根本需求和行業(yè)長遠(yuǎn)利益看其有利益巨大的，從依靠“外援”到“全華班”，值得期待。趨勢四，在未來較長時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)星地球站將承擔(dān)更多信號(hào)覆蓋任務(wù)，除標(biāo)、高清衛(wèi)視節(jié)目信號(hào)覆蓋，還將在數(shù)字電視地面廣播傳輸（DTMB）、調(diào)頻數(shù)字音頻廣播（CDR）等覆蓋工程中扮演重要角色。地球站傳輸任務(wù)和安全播出要求呈遞增趨勢。

3 傳輸系統(tǒng)迭代

迭代，是指一個(gè)重復(fù)反饋過程的過程，每一次迭代的結(jié)果都會(huì)作為下一次迭代的初始值，從而不斷逼近目標(biāo)或結(jié)果。迭代具有環(huán)境導(dǎo)向型、行為試探性和過程周期性等特征［2］，在方法論上要求具備遞進(jìn)式策略、演進(jìn)式策略和重大設(shè)計(jì)策略。在競爭環(huán)境復(fù)雜多變、市場不確定性高，未來需求仍未被完整確定的情形下，迭代是一種尋求突破的思維方式。對(duì)于長期性項(xiàng)目，迭代的成本比項(xiàng)目失敗的風(fēng)險(xiǎn)成本低很多。

在互聯(lián)網(wǎng)中最成功的案例就是微信［3］。正是運(yùn)用迭代策略，微信從一個(gè)平凡的后起之秀迅速發(fā)展至今超群絕倫。廣播電視系統(tǒng)也有許多迭代案例，如模擬向數(shù)字、標(biāo)清向高清、抗干擾自動(dòng)加功率系統(tǒng)的不斷修正完善，從AVS到AVS+等。衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)涉及眾多技術(shù)體系和傳輸環(huán)節(jié)，下文根據(jù)傳輸系統(tǒng)的不同環(huán)節(jié)分別研究迭代趨勢。

3.1 編碼標(biāo)準(zhǔn)迭代

對(duì)傳輸系統(tǒng)性能影響最大的是信源編碼和信道調(diào)制技術(shù)。其中編碼標(biāo)準(zhǔn)的迭代體現(xiàn)在視頻和音頻上兩方面。在視頻方面，目前主流編碼技術(shù)有MPEG-2、H.264和AVS+等，多數(shù)省級(jí)衛(wèi)星地球站上行播出的標(biāo)清或高清衛(wèi)視節(jié)目視頻編碼仍為MPEG-2。2012年7月，國家廣電總局頒布了AVS+行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。AVS+采用多項(xiàng)自主創(chuàng)新新技術(shù)，可在較低復(fù)雜度下實(shí)現(xiàn)與H.264相當(dāng)?shù)募夹g(shù)性能，編碼效率是MPEG-2的兩至三倍，技術(shù)方案更簡潔，芯片實(shí)現(xiàn)難度更低，許可費(fèi)極低。2013年底，AVS+和DRA雙標(biāo)準(zhǔn)捆綁應(yīng)用在廣州DTMB項(xiàng)目中試驗(yàn)成功，驗(yàn)證了AVS+和DRA集成編碼技術(shù)替代MPEG-2或H.264/AC-3標(biāo)準(zhǔn)的可行性。2014年3月，《廣播電視先進(jìn)視頻編解碼（AVS+）技術(shù)應(yīng)用實(shí)施指南》應(yīng)運(yùn)而生，AVS+按照快速推進(jìn)、平穩(wěn)過渡、增量優(yōu)先、兼顧存量的原則在衛(wèi)星電視和衛(wèi)星廣播的應(yīng)用［4］。省級(jí)衛(wèi)星地球站信源編碼將完成由MPEG-2向AVS+迭代。

音頻標(biāo)準(zhǔn)方面，目前AVS+音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)仍未正式頒布，基于AVS+的HDTV電視音頻仍采用杜比AC-3或DTS，并預(yù)留了AVS+音頻編碼接口。2007年自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)DRA（國標(biāo)多聲道數(shù)字音視頻編碼技術(shù)）批準(zhǔn)為國標(biāo)，支持立體聲和多聲道環(huán)繞聲，能以很低的解碼復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)國際先進(jìn)水平的壓縮效率［5］。工業(yè)和信息化部2016年第3號(hào)公告中SJ/T 11594.1-2016和SJ/T 11594.2-2016明確規(guī)定了地面數(shù)字電視、有線數(shù)字電視和衛(wèi)星數(shù)字電視接收終端產(chǎn)品中AVS+和DRA解碼標(biāo)準(zhǔn)。如今DRA已成為直播衛(wèi)星、有線數(shù)字電視臺(tái)、中國移動(dòng)多媒體廣播（CMMB）、CDR和單頻網(wǎng)的音頻解碼標(biāo)準(zhǔn)。DRA取代MPEG-2或AC-3成為衛(wèi)星電視伴音編碼標(biāo)準(zhǔn)指日可待。

地球站需更考慮對(duì)四種環(huán)節(jié)設(shè)備進(jìn)行迭代：（1）具備AVS/AVS+和DRA/DRA+編碼性能編碼器；（2）具備AVS/AVS+和DRA/DRA+解碼功能解碼器（衛(wèi)星接收機(jī)）或轉(zhuǎn)碼器；（3）含有軟件解碼的網(wǎng)管系統(tǒng)需升級(jí)能解碼AVS/AVS+和DRA/DRA+軟件解碼器，或更換為具有AVS+解碼的獨(dú)立顯卡和DRA解碼能力的聲卡；（4）按需更換成能與AVS+編碼器聯(lián)控的統(tǒng)計(jì)復(fù)用器。

3.2 信號(hào)格式和設(shè)備功能迭代

隨著有線網(wǎng)絡(luò)雙向化、有線無線衛(wèi)星融合網(wǎng)絡(luò)建成以及超級(jí)Wi-Fi在TVWS頻段的應(yīng)用，IP便于實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)支持和傳輸交互數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，使廣播信號(hào)能在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)兼容傳播，使用統(tǒng)一協(xié)議和接口，利于信號(hào)共享、分配、傳輸、儲(chǔ)存。IP傳輸體系將逐漸替代ASI體系的可能，但不會(huì)一蹴而就。

信號(hào)格式、接口和協(xié)議的統(tǒng)一會(huì)促使傳輸設(shè)備趨向集成化、多功能化發(fā)展，以便于更高效快捷的運(yùn)維。在2016年CCNB上已有多家廠家展出新型AVS+/ DVB-S2/DTMB綜合一體機(jī)，支持多業(yè)務(wù)，提供豐富的接口，既可作編解碼用、也可作為復(fù)用器或調(diào)制器用，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、多機(jī)互備，便于維護(hù)，大大縮小故障修復(fù)時(shí)隙，減少備機(jī)數(shù)量，降低經(jīng)費(fèi)費(fèi)用。

3.3 信道傳輸標(biāo)準(zhǔn)迭代

目前最成功的衛(wèi)星廣播標(biāo)準(zhǔn)仍為DVB-S，歐洲第二代衛(wèi)星廣播系統(tǒng)DVB-S2和我國擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)衛(wèi)星廣播系統(tǒng)ABS-S標(biāo)準(zhǔn)性能相當(dāng)，因采用先進(jìn)的信道編碼技術(shù)和高階調(diào)制方式，具有更低滾降系數(shù)，支持多格式多業(yè)務(wù)和交互業(yè)務(wù)，傳輸容量比DVB-S提升30%［6］，更適合當(dāng)今或未來衛(wèi)星廣播的發(fā)展需求。2014年DVB組織在DVB-S2基礎(chǔ)上擴(kuò)展出DVBS2X，相比DVB-S2可以更低成本實(shí)現(xiàn)更高頻譜利用率和更大接入速率，更適合移動(dòng)和交互服務(wù)。

由表1知，ABS-S和DVB-S相比仍各有優(yōu)劣。相比DVB-S2，ABS-S信道編碼采用無外碼設(shè)計(jì)，LDPC算法比DVB-S優(yōu)，幀結(jié)構(gòu)簡單，碼字長度短，降低了編碼和系統(tǒng)復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)成本低；目前解碼芯片支持8PSK/45MSPS，適合我國衛(wèi)星直播轉(zhuǎn)發(fā)器情況；支持IP等交互業(yè)務(wù)和AVS/AVS+和DRA等國標(biāo)，更符合安全播出持續(xù)發(fā)展的長遠(yuǎn)需求。目前ABS-S用于我國衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)，采用Ku波段實(shí)現(xiàn)“村村通”覆蓋。

表1　DVB-S、DVB-S2、ABS-S標(biāo)準(zhǔn)主要特點(diǎn)比較

衛(wèi)星廣播標(biāo)準(zhǔn)的迭代和大范圍普及不會(huì)一蹴而就，傳輸系統(tǒng)上需要高性能調(diào)制器以及大批衛(wèi)星接收機(jī)來支持。現(xiàn)存大量的接收機(jī)和相關(guān)環(huán)節(jié)還需要一個(gè)較長的市場消化過程。在AVS+編碼性能和ABS-S自身技術(shù)不斷迭代進(jìn)步后，國標(biāo)極有取代DVB體系成為我國甚至國際衛(wèi)星廣播標(biāo)準(zhǔn)的潛力。

表2　C波段和Ka波段特點(diǎn)對(duì)比

3.4 天饋系統(tǒng)迭代

這里的天饋系統(tǒng)主要指高功放、波導(dǎo)與和衛(wèi)星天線（含伺服系統(tǒng)），主要完成射頻信號(hào)通過C波段對(duì)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器傳送。衛(wèi)星地球站目前也將長期使用速調(diào)管大功率放大器（KPA），因速調(diào)管放大技術(shù)十分成熟，同時(shí)在進(jìn)行窄帶、大功率、固定業(yè)務(wù)等廣播電視業(yè)務(wù)上行應(yīng)用時(shí)，比采用行波管高功放（TWTA）和固態(tài)高功放（SSPA）具備更高的效率和三階互調(diào)指標(biāo)［7］。但目前C和Ku頻段的衛(wèi)星軌道資源緊張，隨著高清和超高清衛(wèi)星電視發(fā)展需求，頻段資源日益緊張，因此衛(wèi)星通信向著具有更高頻率、頻帶更寬的Ka波段發(fā)展。Ka寬帶衛(wèi)星采用點(diǎn)波束和頻率復(fù)用技術(shù)，具有大容量、大帶寬、高速雙向傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，通信容量是傳統(tǒng)C、Ku衛(wèi)星的幾十倍，是“寬帶中國”戰(zhàn)略發(fā)展方向之一，其缺點(diǎn)是雨衰影響很大，表2列出C波段和Ka波段主要特征和區(qū)別。

不過現(xiàn)在向Ka轉(zhuǎn)變的定論尚早。首先，需要更先進(jìn)的衛(wèi)星廣播標(biāo)準(zhǔn)與之匹配，才能支持Ka 衛(wèi)星點(diǎn)波速天線；其次，廣播用Ka波段星上下行余量不確定，地球站整體余量設(shè)計(jì)增加將提高成本。再有，解決雨衰影響的電平和功率控制系統(tǒng)技術(shù)措施未有標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)管和應(yīng)對(duì)措施未完備。因此目前采用C波段的天饋系統(tǒng)配置方式無疑是當(dāng)下綜合經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和可靠性考量下最適宜的技術(shù)配置方式。

3.5 供配電系統(tǒng)迭代

省級(jí)衛(wèi)星地球站的播出設(shè)備用電和室內(nèi)照明屬于廣電系統(tǒng)一級(jí)負(fù)荷，高低壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)目前還沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，只有62號(hào)令有相關(guān)規(guī)定。供配電系統(tǒng)的迭代主要體現(xiàn)在高低壓一二次接線方式的優(yōu)化、置換開關(guān)和UPS系統(tǒng)的更新?lián)Q代上。

高低壓一二次結(jié)線方式現(xiàn)時(shí)最主要的目標(biāo)還是使其整體合理化、規(guī)范化，力求從設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工、配置上使系統(tǒng)隱患風(fēng)險(xiǎn)降至最低。配置上符合雙路專線獨(dú)立供電、分列運(yùn)行、主備設(shè)備分路供電、關(guān)鍵設(shè)備具備雙電源供電等基本要求。

其中UPS系統(tǒng)的迭代不可不提。根據(jù)CTresearch和賽迪發(fā)布的2014-2015年中國UPS產(chǎn)品市場年度報(bào)告顯示，模塊化UPS的市場增長速度已經(jīng)遠(yuǎn)超UPS整體市場，模塊化已代表UPS發(fā)展趨勢。模塊化UPS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，整機(jī)由N個(gè)功率模塊、靜態(tài)開關(guān)模塊、監(jiān)控模塊等組成，總諧波失真（THDI）低、輸入功率因數(shù)高、環(huán)保性好、逆變效率高（98%以上）、節(jié)能省電等特點(diǎn)。N+X（X≥2）控制冗余方式比冗余1+1塔式UPS系統(tǒng)可靠性更高，還便于擴(kuò)容。最重要是可在線熱插撥和在線更換模塊、在線維護(hù)，降低了維護(hù)難度、減少維護(hù)時(shí)間。

3.6 監(jiān)測系統(tǒng)迭代

目前衛(wèi)星地球站檢測系統(tǒng)主要由網(wǎng)管系統(tǒng)、調(diào)度切換系統(tǒng)、監(jiān)錄系統(tǒng)和環(huán)境檢測等子系統(tǒng)組成，同時(shí)還有發(fā)電機(jī)組、波導(dǎo)充氣機(jī)狀態(tài)、UPS及電池狀態(tài)監(jiān)測等細(xì)分的獨(dú)立子系統(tǒng)。未來檢測系統(tǒng)的發(fā)展趨勢將往集成化、智能化、云計(jì)算方向發(fā)展，以縮短值班人員對(duì)事故的判斷分析時(shí)間，進(jìn)一步提高事故處理的響應(yīng)速度和效率。

集成化是把所有子系統(tǒng)集中在一臺(tái)服務(wù)器監(jiān)測，消除信息孤島，使一臺(tái)服務(wù)器可以監(jiān)測全系統(tǒng)設(shè)備和信號(hào)的實(shí)時(shí)參數(shù)和工作狀態(tài)。節(jié)省監(jiān)控臺(tái)空間，便于查看和備份維護(hù)。云計(jì)算是根據(jù)目前各省級(jí)地球站傳輸設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)信息上傳北京系統(tǒng)的發(fā)展方向預(yù)測，通過長期運(yùn)行將積累運(yùn)行參數(shù)和事故處理等海量數(shù)據(jù)。未來通過云計(jì)算升級(jí)改造，可以為各地球站提供運(yùn)維預(yù)警輔助信息、遠(yuǎn)端診斷等云服務(wù)。

智能化主要體現(xiàn)在預(yù)警、智能維護(hù)輔助［8］、周期統(tǒng)計(jì)分析、模擬演練、數(shù)據(jù)庫自動(dòng)備份等。智能維護(hù)輔助功能能在出現(xiàn)某一環(huán)節(jié)某一參數(shù)或狀態(tài)告警后，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)應(yīng)急預(yù)案、操作指南和事故處理歷史日志彈出相關(guān)的維修處理建議，輔助值班員迅速了解、分析和解決問題。周期統(tǒng)計(jì)分析是系統(tǒng)按每周/月/季/年周期性自動(dòng)生成報(bào)表，提供對(duì)運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警次數(shù)、事故類型自動(dòng)分類分析等；仿真演練是提供某些在播而不能隨便操作的三維傳輸設(shè)備虛擬界面供值班員操作練習(xí)，同時(shí)還提供多種仿真故障事件情景供應(yīng)急演練。云計(jì)算和智能化需要重點(diǎn)建設(shè)運(yùn)維知識(shí)庫、完善知識(shí)沉淀和錄入應(yīng)急預(yù)案等。

3.7 傳輸任務(wù)迭代

地球站目前主要傳輸標(biāo)清和高清衛(wèi)視以及電臺(tái)節(jié)目為主，未來傳輸任務(wù)的迭代則是向多業(yè)務(wù)邁進(jìn)，成為多種信號(hào)覆蓋技術(shù)體系的前端關(guān)鍵鏈路。

首先，隨著HD甚至UHD電視節(jié)目的涌現(xiàn)以及技術(shù)條件和監(jiān)管條例的成熟，地球站將承擔(dān)越來越多的HD甚至UHD衛(wèi)視節(jié)目傳輸任務(wù)，需要規(guī)劃好信號(hào)源傳輸路由、機(jī)房空間、用電負(fù)荷、散熱系統(tǒng)以及新天線安裝場所應(yīng)對(duì)更多上行系統(tǒng)建設(shè)。

同理，DTMB和CDR的衛(wèi)星上行任務(wù)暫時(shí)由北京中央級(jí)地球站承擔(dān)，伴隨某些省級(jí)地球站技術(shù)條件成熟，日后某些衛(wèi)視節(jié)目或會(huì)逐漸回歸本地上行。越來越多地球站將會(huì)成為DTMB、CDR甚至“DTMB+超級(jí)wifi+5G覆蓋體系”中重要的一環(huán)。這些技術(shù)體系的成熟，也使得在廣電網(wǎng)絡(luò)中開展交互數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸。任務(wù)種類和數(shù)量的增加使安全播出要求愈發(fā)提高，需要與之對(duì)應(yīng)的更完善、更全面的保障體系支持。

3.8 容災(zāi)系統(tǒng)迭代

根據(jù)總局62號(hào)令第二章第十一條第五點(diǎn)要求指出，省級(jí)衛(wèi)星地球站應(yīng)該配置完整、有效的容災(zāi)系統(tǒng)，以確保衛(wèi)視節(jié)目安全可靠。容災(zāi)系統(tǒng)的迭代是一個(gè)需要不斷完善互備聯(lián)絡(luò)協(xié)助機(jī)制，建設(shè)容災(zāi)高效可靠的控制網(wǎng)絡(luò)、完備的災(zāi)備站系統(tǒng)以及應(yīng)急信號(hào)源傳輸系統(tǒng)［9］。

容災(zāi)方案有兩方面的建設(shè)，一方面是地球站自身的配置，如利用閑置設(shè)備搭建備份應(yīng)急上行鏈路，同時(shí)配備應(yīng)急墊播信號(hào)源和柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)對(duì)因?yàn)?zāi)害天氣或突然情況造成的信號(hào)源傳輸或市電中斷。另一方面為異址容災(zāi)配置。一種是總局為各省級(jí)衛(wèi)星地球站配置的中央級(jí)災(zāi)備站，能獲取各站信號(hào)源，具有多極化、多頻段，具備同時(shí)上行多套節(jié)目的能力。另一種是臨近省份地球站之間成立互備互助方案，使協(xié)議內(nèi)每個(gè)地球站都是其它協(xié)議地球站的代播站，站與站之間通過光纜或VSAT小型衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸信號(hào)源［9］。其次，利用電視臺(tái)衛(wèi)星上行車應(yīng)急代播，但由于衛(wèi)星車多有臨時(shí)任務(wù)無法及時(shí)響應(yīng)，作為容災(zāi)代播不可靠。

但以上提到方案在衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí)也會(huì)造成播出中斷。所以還需配置災(zāi)備星，建立災(zāi)備星并發(fā)機(jī)制。當(dāng)主用轉(zhuǎn)播衛(wèi)星出現(xiàn)故障，由地球站備用天線通過應(yīng)急上行鏈路并發(fā)節(jié)目信號(hào)，或直接把主用天線轉(zhuǎn)向?qū)?zhǔn)宅備星上行代播。災(zāi)備系統(tǒng)除了本身技術(shù)體系建設(shè)外，還需要建立完善災(zāi)備操作協(xié)議、災(zāi)備系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)細(xì)則和加強(qiáng)值班人員的培訓(xùn)演練。

3.9 散熱系統(tǒng)迭代

根據(jù)以上分析，地球站的傳輸機(jī)房設(shè)備呈遞增趨勢。設(shè)備的增多必然要考慮散熱系統(tǒng)的擴(kuò)容和改造，實(shí)現(xiàn)熱量高效排放、節(jié)能省電、節(jié)約機(jī)房空間等目標(biāo)。目前，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備壽命及可靠性最大化，地球站傳輸機(jī)房的散熱主要靠精密空調(diào)將機(jī)房溫度為23℃±1℃，相對(duì)濕度范圍在30%～50% R.H。

熱管散熱是未來機(jī)房散熱考慮和選用的極具潛力的一種技術(shù)。分利用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過任何已知金屬的導(dǎo)熱能力［10］，具有散熱效率高，節(jié)省空間和用電量優(yōu)勢。未來將出現(xiàn)專為高功放散熱設(shè)計(jì)的低能耗、高效率的熱管換熱裝置，以及傳輸機(jī)房設(shè)計(jì)的熱管與壓縮制冷循環(huán)復(fù)合智能空調(diào)一體機(jī)。

4 總結(jié)與建議

通過對(duì)衛(wèi)星站傳輸系統(tǒng)迭代趨勢和有關(guān)技術(shù)的研究分析，可預(yù)測未來衛(wèi)星地球站傳輸系統(tǒng)講發(fā)展為傳輸任務(wù)更多、效率更高、容量更大、技術(shù)環(huán)節(jié)更集成更簡潔、傳輸保障更安全、監(jiān)控更智能、運(yùn)維更便捷的一個(gè)傳輸系統(tǒng)。但從目前來說，有些問題需思考斟酌：（1）傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備目前仍主要使用進(jìn)口品牌產(chǎn)品，故障件更換周期長，價(jià)格昂貴。必須加快國有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)迭代步伐，積極引導(dǎo)國內(nèi)具備技術(shù)力量的廠家對(duì)編解碼關(guān)芯片和關(guān)鍵傳輸設(shè)備進(jìn)行研發(fā)。成熟的標(biāo)準(zhǔn)、國家積極引導(dǎo)和低授權(quán)費(fèi)有利于市場生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)可靠的國產(chǎn)設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)傳輸系統(tǒng)國產(chǎn)化奠定基礎(chǔ)。（2）安全播出乃廣播電視傳輸系統(tǒng)的生命線，需建設(shè)更完備的容災(zāi)系統(tǒng)，特別是分布式容災(zāi)系統(tǒng)的建設(shè)。（3）需不斷采用最新的編碼技術(shù)融入新的標(biāo)準(zhǔn)體系中，提高技術(shù)競爭力，不斷擴(kuò)大試點(diǎn)和應(yīng)用規(guī)模。

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［3］ 徐揚(yáng)帆，孫黎，楊曉明.迭代出來的微信［J］. 清華管理評(píng)論，2014（6）：47

［4］ 廣播電視先進(jìn)視頻編解碼（AVS+）技術(shù)應(yīng)用實(shí)施指南

［5］ 國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的音頻壓縮技術(shù)―DRA［EB/EO］. http：//www.eet-china.com/ART_8800 540271_621496_TA_32968fe7.HTM

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