地面數(shù)字電視信號(hào)源系統(tǒng)改造

朱忠寶

【摘要】隨著無線模擬電視的關(guān)停和數(shù)字電視的不斷向縱深推進(jìn)，廣播電視無線發(fā)射臺(tái)站的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也隨之而來。作為安全播出重要環(huán)節(jié)之一，數(shù)字電視信號(hào)源系統(tǒng)建設(shè)直接影響著安全播出質(zhì)量。本文通過對(duì)數(shù)字電視信號(hào)源的介紹，客觀分析七九四臺(tái)早期數(shù)字電視信號(hào)源系統(tǒng)存在的諸多缺陷與不足，全面介紹七九四臺(tái)2020年對(duì)該系統(tǒng)實(shí)施的技術(shù)改造，以及改造后系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。本文介紹的技術(shù)改造方案，具有較好的社會(huì)實(shí)用價(jià)值，值得數(shù)字電視無線發(fā)射臺(tái)站借鑒應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電視;信號(hào)源系統(tǒng);技術(shù)改造;主備獨(dú)立。

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.06..033

按照《貴州省中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程》技術(shù)方案的規(guī)劃，貴州省廣播電視局七九四臺(tái)轉(zhuǎn)播央視電視節(jié)目12套和貴州本地電視節(jié)目4套。其中數(shù)字電視39頻道轉(zhuǎn)播CCTV-1，CCTV-2，CCTV-4，CCTV-10，CCTV-12，CCTV-13，CCTV-14，CCTV-15，并以單頻網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)無線覆蓋。數(shù)字電視13頻道轉(zhuǎn)播央視頻道CCTV-9，CCTV-11，CCTV-17，CCTV-News和貴州本地電視節(jié)目4套，并以多頻網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)無線覆蓋。數(shù)字電視信號(hào)源系統(tǒng)建設(shè)是該無線數(shù)字化覆蓋工程非常關(guān)鍵的一項(xiàng)。

1. 數(shù)字電視信號(hào)源

地面數(shù)字電視轉(zhuǎn)播的12套央視節(jié)目信號(hào)源主要來自中星6A和中星6B。而本地4套節(jié)目主要來自于當(dāng)?shù)貜V電網(wǎng)絡(luò)公司，通過專用光纖進(jìn)行有線傳輸，最后在接收端通過udp尋址解碼獲取。

在中星6A上，單頻網(wǎng)轉(zhuǎn)播的8套央視節(jié)目打包在一個(gè)頻點(diǎn)上，多頻網(wǎng)轉(zhuǎn)播的4套央視節(jié)目打包在另外一個(gè)頻點(diǎn)上，詳細(xì)分布如表1所示（數(shù)據(jù)來源：中文尋星網(wǎng)）。使用中星6A信號(hào)作為信號(hào)源時(shí)，單頻網(wǎng)轉(zhuǎn)播的8套央視節(jié)目已經(jīng)復(fù)用打包好，只需要用專用接收機(jī)解調(diào)出來就可以直接送給39CH發(fā)射機(jī)激勵(lì)器。多頻網(wǎng)的4套央視節(jié)目則需要逐一解調(diào)出來與本地4套節(jié)目信號(hào)復(fù)用打包，再送給13CH發(fā)射機(jī)激勵(lì)器。

而在中星6B上，轉(zhuǎn)播的12套央視節(jié)目分布在3個(gè)不同的頻點(diǎn)上，詳細(xì)分布如表2所示（數(shù)據(jù)來源：中文尋星網(wǎng)）。使用中星6B作為信號(hào)源時(shí)，不管是單頻網(wǎng)還是多頻網(wǎng)，都需要逐一解調(diào)出來，通過復(fù)用打包后，再送給發(fā)射機(jī)激勵(lì)器。因此，使用中星6B作為信號(hào)源時(shí)，要比使用中星6A復(fù)雜一些。要建設(shè)以中星6A與中星6B互為獨(dú)立主備的數(shù)字電視信號(hào)源系統(tǒng)，就更加復(fù)雜。

2. 早期方案

七九四臺(tái)早期的數(shù)字電視信號(hào)源系統(tǒng)于2017年建成使用，建設(shè)方案如圖1（雙箭頭虛線表示雙絞線IP信號(hào)，單箭頭實(shí)線表示射頻信號(hào)或TS流）所示。系統(tǒng)建成后，使用該系統(tǒng)為地面數(shù)字電視發(fā)射提供信號(hào)源，對(duì)七九四臺(tái)地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，直到2020年實(shí)施技術(shù)改造。

隨著對(duì)地面數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)的了解不斷深入，逐漸發(fā)現(xiàn)該套數(shù)字電視信號(hào)源系統(tǒng)存在諸多的缺陷與不足，一定程度上存在安全播出隱患。較為突出的有幾個(gè)方面：一是接線混亂，為了達(dá)到目的，不折手段的在設(shè)備之間亂搭亂接，造成信號(hào)流向在圖紙上得不到清晰體現(xiàn)。二是衛(wèi)星接收天線無備份，存在安全隱患。三是設(shè)備浪費(fèi)，衛(wèi)星接收機(jī)、碼流切換器、復(fù)用器的使用數(shù)量偏多，使建設(shè)成本大額增加。四是無信源監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)故障時(shí)不易快速發(fā)現(xiàn)，存在安全隱患。五是主備不獨(dú)立，中星6A信號(hào)與中星6B信號(hào)開始復(fù)用后，主備信號(hào)分不清，不滿足主備獨(dú)立要求。六是冗余過度，碼流信號(hào)反復(fù)的切換、編轉(zhuǎn)碼、復(fù)用，造成過度冗余備份。七是設(shè)備編號(hào)混亂，使圖紙變得復(fù)雜。八是系統(tǒng)摻插CDR，CDR信號(hào)來源和碼流分配均有借助該系統(tǒng)設(shè)備完成，達(dá)不到獨(dú)立要求。

3. 技術(shù)改造

七九四臺(tái)多次組織專業(yè)技術(shù)人員對(duì)數(shù)字電視信號(hào)源系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)研討，深入分析早期系統(tǒng)方案的缺陷與不足。最終認(rèn)為非常有必要進(jìn)行技術(shù)改造，以提升安全播出質(zhì)量，減輕檢修維護(hù)壓力。

技術(shù)改造需求：一是要裁減設(shè)備，考慮把不是必須要的設(shè)備裁減留作備用。二是適當(dāng)增加必要設(shè)備，考慮增加衛(wèi)星接收天線，作為備份。三是要實(shí)現(xiàn)信號(hào)源信號(hào)可視化監(jiān)測(cè)，考慮增加多畫面監(jiān)聽監(jiān)看，監(jiān)測(cè)碼流分配器輸出信號(hào)。四是清晰信號(hào)流向，考慮不需要復(fù)用的信號(hào)流向?yàn)椋汗Ψ制鳌邮諜C(jī)→碼流切換器→激勵(lì)器，需要復(fù)用的信號(hào)流向：功分器→接收機(jī)→編轉(zhuǎn)碼器→數(shù)據(jù)交換機(jī)→復(fù)用器→碼流切換器→激勵(lì)器。五是實(shí)現(xiàn)主備物理分離，考慮主、備信號(hào)源設(shè)備安裝在不同的機(jī)柜。六是要科學(xué)擺放與布線，考慮兩個(gè)機(jī)柜設(shè)備對(duì)稱擺放，并按照信號(hào)流向，從下往上依次擺放設(shè)備。七是要給設(shè)備科學(xué)規(guī)劃IP地址和編號(hào)，考慮按照設(shè)備空間位置順序進(jìn)行設(shè)置。八是要數(shù)字電視與CDR分離開，不再共用衛(wèi)星接收天線和碼流分配器等設(shè)備。

七九四臺(tái)經(jīng)過反復(fù)的技術(shù)研究，不斷的技術(shù)改進(jìn)。最終得出一套較為完整，且能滿足技術(shù)改造需求的地面數(shù)字電視信號(hào)源系統(tǒng)改造方案（如圖2所示）。

方案說明：（一）頻點(diǎn)1是39CH（單頻網(wǎng)）信號(hào)源，頻點(diǎn)2是13CH（多頻網(wǎng)）信號(hào)源。在單個(gè)機(jī)柜里，中星6A為主用信號(hào)，中星6B為備用信號(hào)，廣電網(wǎng)絡(luò)公司專用光纖用于傳輸4套本地節(jié)目。（二）中星6B衛(wèi)星接收機(jī)輸入為3路，原因是中星6B上12套央視節(jié)目分3個(gè)頻點(diǎn)打包傳輸。（三）方案中使用的復(fù)用器是北京數(shù)碼視訊的設(shè)備，雖然自帶編轉(zhuǎn)碼功能，但接口數(shù)量受限，因此要先對(duì)中星6B的12套央視節(jié)目進(jìn)行編轉(zhuǎn)碼，再以IP碼流的形式統(tǒng)一傳輸給復(fù)用器。（四）碼流切換器有多組獨(dú)立板卡，每組獨(dú)立板卡能夠?qū)崿F(xiàn)3切2，頻點(diǎn)1與頻點(diǎn)2雖然接在相同的碼流切換器上，但分別接在不同的板卡上。（五）設(shè)備位置擺放按照：接收機(jī)→編轉(zhuǎn)碼器→交換機(jī)→復(fù)用器→碼流切換器→碼流分配器，先主后備，先頻點(diǎn)1、再頻點(diǎn)2、后光纖信號(hào)，從下到上的原則。設(shè)備的IP地址和編號(hào)根據(jù)設(shè)備位置確定，A機(jī)柜設(shè)備An的IP地址主機(jī)位為10n，B機(jī)柜設(shè)備Bn的IP地址主機(jī)位為20n，不需要網(wǎng)管的設(shè)備所對(duì)應(yīng)的主機(jī)位保留不用。（六）A、B機(jī)柜均采用UPS獨(dú)立不間斷供電，并采取了多重防雷措施。

方案分析：首先，實(shí)現(xiàn)主、備信號(hào)源機(jī)柜相互獨(dú)立，同時(shí)主、備信號(hào)源機(jī)柜設(shè)備位置對(duì)稱、配置相同，給檢修維護(hù)帶來極大的便利。其次，新增一副中星6A衛(wèi)星接收天線、一副中星6B衛(wèi)星接收天線，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)源備份。再次，新增兩套多畫面監(jiān)測(cè)，分別監(jiān)測(cè)主、備機(jī)柜碼流分配器輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源信號(hào)的實(shí)時(shí)可視化監(jiān)測(cè)。然后，裁減了衛(wèi)星接收機(jī)、碼流切換器、復(fù)用器的數(shù)量，設(shè)備資源得到節(jié)約。最后，系統(tǒng)不再與CDR共用設(shè)備，且兩個(gè)機(jī)柜獨(dú)立UPS不間斷供電，使得該系統(tǒng)更加安全可靠。

七九四臺(tái)數(shù)字電視信號(hào)源系統(tǒng)改造后，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，系統(tǒng)特別穩(wěn)定，未出現(xiàn)過任何安全播出事故，從根本上更加有力地保障了地面數(shù)字電視發(fā)射信號(hào)源系統(tǒng)安全，全面減輕了檢修維護(hù)的壓力。本次技術(shù)改造也將作為七九四臺(tái)一項(xiàng)工程技改項(xiàng)目申報(bào)貴州省2021年度廣播電視科技創(chuàng)新獎(jiǎng)，希望該技改方案能夠得到更多的推廣應(yīng)用。