影響廣播電視衛(wèi)星傳輸?shù)囊蛩丶皯?yīng)對措施

路旭濤

摘 要 通過對衛(wèi)星廣播電視傳輸過程中常見的干擾因素進行梳理，并總結(jié)出應(yīng)對措施，以和廣大從事廣播電視衛(wèi)星通信的同仁進行探討，希望對廣播電視安全播出及運行維護具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞 廣播電視；衛(wèi)星通信；干擾分析；應(yīng)對措施

中圖分類號 TN93 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）220-0066-02

廣播電視節(jié)目衛(wèi)星傳輸覆蓋具有傳輸質(zhì)量好、覆蓋范圍廣、通信容量大、不受地域限制等優(yōu)點。所以建設(shè)現(xiàn)代化廣播電視衛(wèi)星通信傳輸網(wǎng)是廣電事業(yè)的重要任務(wù)。目前應(yīng)用于廣播電視領(lǐng)域的通訊衛(wèi)星主要有中星6A，中星6B以及中星9號等。

衛(wèi)星的開路傳輸也是其弊端，衛(wèi)星信號在整個傳輸鏈路過程中極易受到多種干擾。衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)是由地球站、空間傳輸、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、地面接收站等組成。廣播電視信源在前端制作傳輸部門經(jīng)光纖傳輸至地球站，地球站經(jīng)站內(nèi)設(shè)備對信號進行處理通過衛(wèi)星天線發(fā)射至衛(wèi)星進行中繼放大，供分布在覆蓋范圍內(nèi)的地面接收站收聽收看。因此，每一個環(huán)節(jié)的設(shè)備故障異常以及空間傳輸段的干擾都是影響電視節(jié)目質(zhì)量的因素。筆者就值機工作中的感悟做如下分析。

1 影響因素及應(yīng)對措施

1.1 節(jié)目信號源

河南省廣播電視發(fā)射臺目前負(fù)責(zé)六套廣播和一套電視節(jié)目傳輸發(fā)射。電臺、電視臺、地球站分布在不同的地方，廣播電視播出前端通過光纖等方式把信號源傳送至地球站。地球站通過適配器將環(huán)路網(wǎng)中傳輸?shù)腄S3信號轉(zhuǎn)換成符合DVB的ASI信號。目前城市框架發(fā)展較快，道路施工頻繁，時有挖斷光纖從而大規(guī)模影響廣播電視播出。局臺領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)過論證在三個網(wǎng)點架設(shè)了SDH環(huán)路網(wǎng)，充分利用該環(huán)網(wǎng)的斷點自愈功能，最大限度地保障了信號源的傳輸。為了進一步提升信源保障，在十九大安全播出前期，又單獨架設(shè)一路點對點光纖，作為第三路信源。廣播電視信號分別接入廣播、電視切換開關(guān)（主、備），該自動切換開關(guān)具有三路信源選擇輸入，多路輸出接口，斷電直通功能。以上幾個環(huán)節(jié)的合理配置，最大限度解決了信源傳輸過程異常對廣播電視安全播出的影響。

1.2 地球站站內(nèi)設(shè)備

地球站的主要功能是將廣播電視信號打包復(fù)用、調(diào)制、上變頻、高功放放大通過天線發(fā)射至衛(wèi)星。所以站內(nèi)任何一臺設(shè)備故障或者人為的某種誤操作，都會影響廣播電視的安全播出。因此我們臺站經(jīng)過充分論證，建設(shè)初期引入了主備播出系統(tǒng)四條交叉式的鏈路設(shè)計，在調(diào)制器、上變頻器、高功放、播出天線等環(huán)節(jié)設(shè)計了可手動及自動切換開關(guān)，增加了設(shè)備穩(wěn)定性、可靠度。為了實現(xiàn)設(shè)備管理及切換操作的自動化，設(shè)計了地球站播控管理系統(tǒng)，該網(wǎng)管系統(tǒng)的引入，實現(xiàn)了各設(shè)備的統(tǒng)一管理。該系統(tǒng)自動化程度高，安全穩(wěn)定性強，可以實現(xiàn)對上行播出設(shè)備進行自動化管理，實時監(jiān)測設(shè)備故障報警并進行自動切換，縮短了故障處理時間，減小了值班員工作壓力，提升了安全播出保障能力。

1.3 日凌

同步衛(wèi)星位于離地球赤道上空約36 000km的軌道位置上，與地球保持同步轉(zhuǎn)動。每年春分和秋分前后，如果太陽、衛(wèi)星和地面接收天線恰巧在一條直線上，由于太陽產(chǎn)生的電磁波頻譜很寬，因此對地面站來說，該電磁波是一個巨大的噪聲源，對其所接收的衛(wèi)星信號造成干擾從而使接收鏈路嚴(yán)重惡化甚至中斷，這種現(xiàn)象稱為日凌。

日凌是一種正常的自然現(xiàn)象。日凌發(fā)生的日期和時間與地球站所處的地理位置和其接收天線的電氣特性有關(guān)。對一個地球站來講，其日凌持續(xù)時間從太陽進入其天線3dB波束寬度開始，以離開其3dB波束寬度結(jié)束。因此，地球站的日凌持續(xù)時間與其接收頻率和天線口徑大小有關(guān)。日凌是衛(wèi)星通信系統(tǒng)遇到的一種無法避免的自然現(xiàn)象，但日凌只影響地球站的下行鏈路，不影響其上行鏈路。為保證衛(wèi)星通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，衛(wèi)通公司以及各地球站會根據(jù)所處的經(jīng)緯度、工作天線的仰俯角、方位角以及天線的直徑預(yù)算出受日凌影響的具體日期和時間，值班人員提前五分鐘將抗干擾功率自動增益系統(tǒng)置于手動狀態(tài)，在結(jié)束后五分鐘重新恢復(fù)為自動狀態(tài)，這樣能有效避免因日凌現(xiàn)象造成的誤提升功率而影響同轉(zhuǎn)發(fā)器其它地球站安全播出。

1.4 雨雪衰

電磁波經(jīng)衛(wèi)星天線鍋面輻射傳輸至衛(wèi)星，勢必經(jīng)過大氣層等自由空間，當(dāng)電磁波穿過降雨區(qū)域空間時，雨滴會對電磁波產(chǎn)生較大的吸收和散射，造成不同程度的衰減，該現(xiàn)象稱為雨衰。衰減的大小與降雨雨珠的直徑和發(fā)射頻率（電波波長）有直接關(guān)系，當(dāng)波長和雨珠直徑越接近時衰減越大。雨衰對KU波段的影響大于C波段。降雨會導(dǎo)致高頻頭潮濕或者進水，將直接影響到地面接收用戶的接收效果，所以日常維護工作中要及時檢查天線高頻頭防水情況。河南地處我國北中部，冬季降雪較為明顯，降雪如同降雨一樣，對KU波段的影響大于C波段。但當(dāng)天線積雪較厚或者將要融化時，天線表面的冰渣顆粒形成不規(guī)則的堆積，造成天線饋源及主反射面拋物線系數(shù)改變，對電磁波產(chǎn)生不同的散射及吸收，從而導(dǎo)致天線口面電磁場分布不均勻，大幅降低天線的增益。當(dāng)天線積雪造成河南省廣播電視發(fā)射臺接收信號電平小幅下降時，可以通過提升高功放的發(fā)射功率進行增益補償。為此，河南省廣播電視發(fā)射臺自行開發(fā)研制了可視化衛(wèi)星天線自動除雪系統(tǒng)，該系統(tǒng)借助于消防水炮及多方位外置的攝像頭，通過控制電路控制水路電磁閥，由值班員在控制機房通過遠(yuǎn)控模式控制水炮的方向?qū)μ炀€鍋面及饋源進行自動噴射高壓水柱，另該系統(tǒng)還有本控、平臺等多種模式，以應(yīng)對應(yīng)急情況的除雪方式，可快速高效清除天線鍋面積雪，有效降低雪衰對信號發(fā)射及接收的影響。

1.5 本地不明干擾

河南省廣播電視發(fā)射站使用C波段衛(wèi)星通信，更容易受到地面空間微波、雷達(dá)以及工業(yè)電磁噪聲等的干擾。河南省廣播電視發(fā)射臺距離軍用機場較近，且機載雷達(dá)使用的頻率與我站下行接收的4G頻率較為接近，極易串入下行鏈路造成本地接收干擾。如遇到本地干擾時，功率誤提升操作頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重時甚至影響同轉(zhuǎn)發(fā)器其他省份，對安全播出造成極大的影響。為了更好地了解本地干擾，查找干擾原因，我們提出了異地抗干擾解決方案，在局監(jiān)測中心安裝主、備兩臺異地抗干擾系統(tǒng)專用衛(wèi)星接收機，用于解碼衛(wèi)星下行監(jiān)測信號，然后提取接收機載噪比、信號電平等參數(shù)，并將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，通過SDH環(huán)網(wǎng)光纖E1口（2Mbps帶寬）傳送至地球站。在接收端將網(wǎng)絡(luò)信號還原為串口數(shù)據(jù)，接入河南省廣播電視發(fā)射臺功率自動增益系統(tǒng)。目前，系統(tǒng)已運行一段時間，成功解決了本地干擾引起的誤提升功率操作。減輕了值班人員的工作壓力，同時也避免了對同轉(zhuǎn)發(fā)器其它臺站的影響，極大地提高了河南省廣播電視發(fā)射臺安全播出保障水平。

1.6 非法干擾

目前廣播電視衛(wèi)星節(jié)目覆蓋屬于公益事業(yè)，所以衛(wèi)星的軌道位置、本振頻率、節(jié)目下行頻率均屬于公開參數(shù)。地球站上行信號極易受到非法干擾，會造成接收信號突然出現(xiàn)黑屏或者非法的圖像、聲音、文字等。2004年11月份法輪功等邪教組織蓄意對亞洲3S通信衛(wèi)星多個轉(zhuǎn)發(fā)器進行非法干擾，導(dǎo)致多家電視節(jié)目受到不同程度的干擾，最終衛(wèi)通公司不得已臨時關(guān)閉受影響的轉(zhuǎn)發(fā)器，嚴(yán)重影響了廣大用戶的正常收聽收看。為了有效應(yīng)對非法干擾，地球站最有效、最簡單的辦法就是加大發(fā)射功率，以提高有效信號功率電平。全國地球站均引入了抗干擾功率自動增益系統(tǒng)，該系統(tǒng)對來自三部不同接收天線信號及其載噪比進行實時分析比對，當(dāng)三個接收信號的載噪比同時低于預(yù)先設(shè)定的下限門限值且系統(tǒng)中監(jiān)測的自環(huán)耦合畫面正常時，控制系統(tǒng)認(rèn)為播出的空間鏈路存在干擾，從而發(fā)出指令，完成提升功率的抗干擾操作，極大提升了河南省廣播電視發(fā)射臺的安全播出保障水平。

1.7 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器故障

衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器作為地球站和地面接收站的中繼站，也存在自身故障，會引起廣播電視通信中斷。受太陽、月亮、地球3個方面引力的影響，同步衛(wèi)星會在一個與地球赤道平面夾角始終變化的軌道上運行，從地面看，衛(wèi)星在太空呈8字形漂移。如果有異常，衛(wèi)通公司會在第一時間發(fā)出指令進行修正控制等。2009年2月9日，用于廣播電視通信的中星6B衛(wèi)星突發(fā)故障，導(dǎo)致用戶中斷約40分鐘。因此，各地球站需要時刻關(guān)注自臺播出節(jié)目以及同轉(zhuǎn)發(fā)器衛(wèi)星節(jié)目是否正常，以此來判斷共用的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器狀況。各臺站制定完善的應(yīng)急預(yù)案，以時刻響應(yīng)衛(wèi)通公司等上級部門應(yīng)對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器故障進行的轉(zhuǎn)星工作。

2 結(jié)論

隨著人民群眾生活質(zhì)量的進一步提高，廣播電視節(jié)目成為人民生活不可或缺的一部分，高質(zhì)量保證廣播電視傳輸播出尤為重要。文章針對以上幾種影響衛(wèi)星廣播電視傳輸?shù)囊蛩丶皯?yīng)對措施，望與廣大讀者共同分析探討，以促進廣播電視衛(wèi)星事業(yè)的積極發(fā)展。

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