河北地球站高清信號源切換及跳線策略

韓 冬

(河北省廣播電視局衛(wèi)星地球站 衛(wèi)視機房，河北 石家莊 050011)

目前，河北地球站承擔(dān)了河北衛(wèi)視節(jié)目的上星播出工作，負責(zé)部分信號源的處理.前端部門給地球站送來的4路內(nèi)容相同的電視信號：光纖1、光纖2、微波1、微波2，地球站只選一路進行上星播出.正常狀況下默認選擇光纖1，發(fā)生信號源故障時，4路信號源只要有1路正常，就可以保證正常播出.因此，及時快速地切換信號源是上星播出中的重點，也是難點.河北地球站高清節(jié)目配備了科迪切換器，切換時間均在毫秒級，發(fā)生故障的絕大部分情況下切換器會自動切換，極個別情況下未切換或其自身發(fā)生故障無法切換時，就要用到本文所述的跳線方案了.

1 河北地球站高清系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

河北地球站高清系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示.該圖直觀顯示出信號源配置情況，實線框內(nèi)為不同的設(shè)備單元信號，帶箭頭直線為信號走向，×為信號取出/輸入點，虛線橢圓內(nèi)為對該點的注釋.

圖1 河北地球站高清系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1.1 光纖和微波信號

最左邊的4個單元為來路的4個信源，分別為光纖1、光纖2、微波1、微波2.光纖1、光纖2指光端機收端，負責(zé)接收節(jié)目制作中心通過光纖發(fā)送過來的光信號；微波1、微波2為微波適配器，負責(zé)接收節(jié)目制作中心通過微波發(fā)送過來的信號.光纖傳輸與微波傳輸相互備份.由于微波傳輸屬于無線傳輸，光纖傳輸屬于有線傳輸，正常情況下光纖受到外界環(huán)境的影響是很小的，而微波傳輸常常受到天氣、微波衰落等外部條件影響，因而選擇光纖傳輸作為主用信號，微波傳輸作為備份信號.

1.2 切換器

本系統(tǒng)包含3塊科迪切換器切換板，分別為切換器1、切換器2以及切換器3.切換器的工作原理為：Main(主用)信號正常時保持其信號輸出，Main不正常時自動選擇Slav(備用)信號輸出，Slav信號也不正常時選擇Aux(墊路)信號輸出，信號選擇優(yōu)先級為：Main>Slav>Aux.切換器在正常工作情況下只要Main信號正常，隨時自動切換回Main信號播出.

1.3 分配器

分配器位于光纖微波模塊和切換器之間，由上到下的排列序號為分配器3、分配器1、分配器4、分配器2.分配器負責(zé)將某一信號分成多路相同的信號.因為除了圖1所示的播出設(shè)備外，還有很多附屬設(shè)備需要監(jiān)測信源，需要引出更多條信號使用.分配器1和分配器4均有2路輸出，其中分配器4的2路輸出給了切換器1與切換器2作為交叉?zhèn)浞?；分配?的第2路輸出給復(fù)用器3作為清流節(jié)目播出.

1.4 復(fù)用器

河北地球站使用了2種復(fù)用器，分別為帶加擾與不帶加擾.加擾復(fù)用器功能是將信號進行復(fù)用加擾操作后再將信號輸送給調(diào)制器.多路復(fù)用器基于PID(Proportion，Integral，Differential)包交換技術(shù)，能夠?qū)λ休斎肟诘腡S(Transport Stream)流以PID包為單位進行任意的過濾[1].簡單來說,就是過濾掉不需要的內(nèi)容，并進行加密.不帶加擾的復(fù)用器顧名思義只有復(fù)用功能，不對信號加密，輸出的自然是清流信號.

1.5 調(diào)制器

本系統(tǒng)包含3個調(diào)制器,分別是：調(diào)制器1、調(diào)制器2、調(diào)制器3.調(diào)制器的功能是將信號做QPSK調(diào)制，QPSK即四相相移鍵控調(diào)制，其本質(zhì)也是利用前后碼元之間載波震蕩相位的相對變化來傳遞信息[2].簡單來說，進行了QPSK調(diào)制處理的信號更適合衛(wèi)星傳輸通訊.信號傳輸?shù)秸{(diào)制器這里很明顯地分成了3路，3路信號互相備份，相互之間可進行切換.

1.6 墊播信號

圖1最下面可以看到一條獨立的信號通道：墊播—復(fù)用器4—切換器3.墊播信號是機房制作的獨立于4路常規(guī)信源之外的第5路信源，僅用于4路信源同時發(fā)生故障、節(jié)目黑屏?xí)r的應(yīng)急處理.墊播信號未進行加密，是清流信號.信號在切換器2輸出至復(fù)用器后再加入一個切換器3,目的是在切換使用調(diào)制器2或調(diào)制器3時可以優(yōu)先使用加密的復(fù)用器2信號(此時應(yīng)將復(fù)用器2信號放置在Main位置)，同時有需要時也可以自由地切換清流與墊播信號.

2 河北地球站高清信號源跳線方案

河北地球站高清系統(tǒng)在對信號源處理過程中，若出現(xiàn)信號源未切換或切換器出現(xiàn)故障，導(dǎo)致信號無法正常輸送時，應(yīng)對措施就是采用跳線方案.該方案可應(yīng)對多種不同的設(shè)備、信源故障，從而保障上星節(jié)目的正常播出.河北地球站選用的是CANARE公司的高清跳線排.高清視頻跳線排內(nèi)部采用了佳耐美自主研發(fā)的旋轉(zhuǎn)開關(guān),不僅提高了傳輸帶寬，而且跳線排的可靠性也大大提高.[3]

2.1 跳線排結(jié)構(gòu)

跳線排實現(xiàn)的是上下兩行各選取1孔插入短接線后即可連通，從而跳過了切換器環(huán)節(jié).跳線排下面為輸出行，上面為輸入行，只能進行上下兩行之間跳線操作.跳線排在高清系統(tǒng)中連接情況如圖2所示.圖中自上而下，第一排為4路來路信源，微波信源需要經(jīng)過第2排適配器做轉(zhuǎn)換后再使用.第3排較大的矩形模塊為4個分配器，不同信源需要分出的路數(shù)是不同的，分配器上部為輸入模塊，用以輸入4路信源，下部為分配輸出單元.其中，第3路均輸出到BH31模塊，該模塊負責(zé)采集信號交給監(jiān)測分析軟件使用.圖2的下半部分為跳線排串接入分配器—切換器—復(fù)用器之間的連接示意圖.正常情況下，經(jīng)過跳線排的信號是直通的，不做任何處理.需要跳線時，使用專用信號線連接輸入、輸出兩端后，原直通線路中斷，信號經(jīng)過跳線直接連通輸出端.其中左下部輸出點分別為微波1輸出、微波2輸出、光纖1輸出、光纖2輸出、復(fù)用加擾2輸出、復(fù)用加擾清流輸出.右上部輸入點分別為復(fù)用器1輸入、復(fù)用器2輸入、調(diào)制器2輸入、調(diào)制器3輸入.“→”符號是指跳線連接.使用時，需注意可同時將連接線插入選取好的輸出、輸入端口，也可先插入輸入端口，再插入輸出端口，若先插輸出端，則該輸出環(huán)節(jié)會暫時黑屏，影響播出效果.

2.2 跳線方案

數(shù)字①～⑩對應(yīng)系統(tǒng)中不同環(huán)節(jié)節(jié)點，已在圖1中標識.

(1)信號源故障

1)切換器1故障(需跳過切換器1)時，用連接線從信號源③、④、①中任選一個，連接至信號源⑦輸入，即③/④/①→⑦(以下表示方法相同).

2)切換器2故障(需跳過切換器2)時，④/② →⑧.

3)切換器3故障(需跳過切換器3)時，⑤→⑨,⑥→⑩.

注意2)和3)有可能需配合調(diào)制器進行切換操作.

(2)復(fù)用器故障

1)復(fù)用加擾1故障，切換調(diào)制器1至調(diào)制器2(或切備系統(tǒng))，不正常(可能為切換器3故障)時⑤→⑨,⑥→⑩，仍不正常(切換器2故障)時④/②→⑧.

2)復(fù)用加擾2故障，若1路正常，不用操作.

3)復(fù)用加擾1和2均故障，切換器3若未切換清流，⑥→⑨/⑩.

(3)調(diào)制器故障

1)調(diào)制器1故障處理，同復(fù)用加擾1故障.

2)調(diào)制器2故障處理，同復(fù)用加擾2故障.

3)調(diào)制器1、2故障，切備系統(tǒng)不正常(切換器3故障)，⑤→⑩，仍不正常(切換器2故障)，③/④/①/②→⑧.

(4)若無法判斷哪個切換器故障或3路切換器均故障時，③/④/①→⑦，⑤→⑩，②→⑧.

3 結(jié)語

目前，跳線排技術(shù)廣泛應(yīng)用于各省地球站，河北站高清系統(tǒng)的跳線策略相對來說比較復(fù)雜，也比較新穎.經(jīng)過多次實踐檢驗證明，跳線排配合完備的跳線方案同時使用，可以最大程度地發(fā)揮跳線排的功能，基本可以解決信號源環(huán)節(jié)易出故障.該方案可以更加有力地保障電視節(jié)目的正常播出和廣電收視用戶的收看權(quán)益.