VSAT技術(shù)在應(yīng)急廣播中的應(yīng)用

【摘要】本文在本文介紹了VSAT技術(shù)的發(fā)展及其在廣電應(yīng)急廣播中的應(yīng)用，并結(jié)合廣電網(wǎng)絡(luò)實際情況，對VSAT傳輸技術(shù)的應(yīng)用和故障案例進行了分析。

【關(guān)鍵詞】VSAT衛(wèi)星通信應(yīng)急廣播節(jié)目傳輸

一、VSAT系統(tǒng)概述

VSAT是very small aperture terminal（甚小口徑終端）的簡稱，原本是透過衛(wèi)星的網(wǎng)絡(luò)連線，提供寬帶上網(wǎng)的服務(wù)。VSAT技術(shù)的優(yōu)點是容易配置，只要在衛(wèi)星信號的覆蓋區(qū)之內(nèi)，與衛(wèi)星保持直視線（Line of sight），就可以在2小時之內(nèi)建立通訊連線。只需要將天線面向衛(wèi)星，啟動內(nèi)建數(shù)據(jù)機，就可以如光纖或DSL（Digital Subscriber Line數(shù)字用戶專線）一樣的連線。

VSAT系統(tǒng)由一個主站和多個遠端VSAT站組成，可以實現(xiàn)高速度、不受地面通信條件限制的數(shù)據(jù)通信，VSAT站是現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合的智能型、小型地球站。

事實上，VSAT技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)與普通衛(wèi)星通信相同的功能，可以與通信衛(wèi)星交互信號。而VSAT技術(shù)的接收天線比普通衛(wèi)星通信接收天線的尺寸小很多，更易于安裝，并且有更低廉的價格。

VSAT通信相較于普通衛(wèi)星通信具備的優(yōu)勢包括：（1）面向用戶，利用VSAT可以直接與用戶設(shè)備直接通信；（2）智能化程度高，可以實現(xiàn)無人操作；（3）接收端使用小口徑天線，便于安裝和維護；（4）用作專網(wǎng)通信時，具有更高的安全性和便利性。

二、VSAT的衛(wèi)星通信網(wǎng)的組成

VSAT通信網(wǎng)由VSAT小站、主站和衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組成。數(shù)據(jù)VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)通常采用適合點到多點間通信的星狀結(jié)構(gòu)。主站：是VSAT的心臟。使用大型天線，天線直徑Ku波段約為3.5至8米，C波段約為7至13米。VSAT小站：由小口徑天線、室外單元和室內(nèi)單元組成。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器：一般采用C或Ku波段的同步衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)器。衛(wèi)星上轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射功率應(yīng)盡量大，就可以使VSAT地面終端的天線尺寸盡量小。

三、廣播影視VSAT系統(tǒng)功能

廣播影視應(yīng)急播出系統(tǒng)和新聞采集系統(tǒng)（以下簡稱VSAT系統(tǒng)），基于VSAT技術(shù)，應(yīng)用于廣播電視節(jié)目應(yīng)急播出、節(jié)目交換、話音和數(shù)據(jù)傳輸。主要包括主站（含作為應(yīng)急備份的車載站）、業(yè)務(wù)綜合站、數(shù)據(jù)小站、SDH終端站等64個站，分布在北京市區(qū)及京郊附近和全國其他地區(qū)，為中央廣播電視在西部地區(qū)的應(yīng)急播出和光纜應(yīng)急電視新聞回傳提供通道。

根據(jù)VSAT系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能類型，可以將它劃分為五部分：電視節(jié)目交換系統(tǒng)、廣播節(jié)目交換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、話音交換子系統(tǒng)及會議電視子系統(tǒng)，另外還包括一套網(wǎng)管系統(tǒng)，用于網(wǎng)絡(luò)控制管理及業(yè)務(wù)上的調(diào)度。其中，電視節(jié)目交換、廣播節(jié)目交換、業(yè)務(wù)聯(lián)系電話采用網(wǎng)狀網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸采用網(wǎng)狀/星狀混合網(wǎng)。

其中，主站是全網(wǎng)的控制和管理中心，完成全網(wǎng)電視節(jié)目交換、電視節(jié)目應(yīng)急播出、視頻會議以及廣播節(jié)目交換業(yè)務(wù)的計劃、調(diào)度和管理。話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以自動建立全網(wǎng)狀的動態(tài)連接，實現(xiàn)衛(wèi)星信道資源的帶寬共享。車載站是主站的備份應(yīng)急站，不參與日常業(yè)務(wù)，但當出現(xiàn)應(yīng)急狀態(tài)時，車載站將承擔主站的網(wǎng)管中心和業(yè)務(wù)中心的功能。

3.1電視節(jié)目交換子系統(tǒng)

電視節(jié)目交換子系統(tǒng)基于SCPC/DVB-S方式，使用6MHz帶寬完成CCTV-1頻道應(yīng)急上行廣播、無光纜環(huán)路省會站得電視新聞應(yīng)急回傳、主站至各綜合業(yè)務(wù)站及各綜合業(yè)務(wù)站間的電視節(jié)目交換的功能，但在同一時間內(nèi)，系統(tǒng)只能完成上述功能中的一種，根據(jù)VSAT網(wǎng)設(shè)計要求，上述功能在使用時的優(yōu)先順序為：CCTV-1頻道電視應(yīng)急播出、電視新聞應(yīng)急回傳、電視節(jié)目交換。

在主站網(wǎng)管系統(tǒng)的管理控制下，分時段利用衛(wèi)星信道，實現(xiàn)電視節(jié)目交換或應(yīng)急播出。電視節(jié)目交換采用MPEG-2/DVB-S制式，編碼速率6Mbps。所有綜合業(yè)務(wù)站的電視節(jié)目交換所使用的調(diào)制解調(diào)器發(fā)送頻率和接收頻率均相同設(shè)置，其狀態(tài)控制及密鑰分布分別通過VSAT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信道由SCPC系統(tǒng)監(jiān)控終端來完成（改造后）。該體制可以高質(zhì)量完成點對點的電視節(jié)目交換或應(yīng)急播出，支持多種通信規(guī)程，技術(shù)成熟，網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)簡單，易于管理。

工作原理如下：發(fā)送端用編碼器將1路電視信號、1路單聲道伴音進行編碼壓縮（4：2：0），編碼器輸出的TS碼流經(jīng)DVB調(diào)制器調(diào)制，最后送到射頻系統(tǒng)上星。在接收端，解調(diào)器將射頻信號解調(diào)、還原為TS碼流，并經(jīng)解碼器解碼、解壓還原為電視信號。當需要電視影集播出時，中央電視臺的CCTV-1節(jié)目信號通過編碼器編碼輸出TS碼流，經(jīng)地面光傳輸設(shè)備傳至主站，經(jīng)過主站DVB調(diào)制器輸出到射頻系統(tǒng)上星，完成電視應(yīng)急播出。

3.2廣播節(jié)目交換子系統(tǒng)

廣播節(jié)目交換子系統(tǒng)在主站與綜合業(yè)務(wù)站間、各綜合業(yè)務(wù)站間完成立體聲廣播節(jié)目交換功能，每一路立體聲廣播節(jié)目的傳送速率是256Kbps。

工作原理如下：中央臺及國際臺的廣播節(jié)目音頻信號經(jīng)復用、地面光傳輸信道送至主站地面終端業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)。在主站端，編碼器編碼后，轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號后進入VSATPlusII。綜合業(yè)務(wù)站通過VSATPlusII接收數(shù)據(jù)信號，經(jīng)解碼器解碼后，將數(shù)據(jù)信號還原成音頻信號。綜合站之間進行節(jié)目交換時，發(fā)送站的節(jié)目信號經(jīng)編碼器編碼后進入VSATPlusII。由VSATPlusII建立到目的站的空間鏈路，并將廣播節(jié)目數(shù)據(jù)包直接單跳傳遞到目的站，然后經(jīng)過解碼器解碼還原為立體聲節(jié)目。

3.3數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)完成各站對主站及各站間的數(shù)據(jù)傳輸功能。

工作原理如下：VSAT系統(tǒng)通過VSATPlusII及RAD公司的MaxCess幀中繼接入設(shè)備把所有衛(wèi)星站組成一個基于幀中繼平臺的IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)星狀網(wǎng)絡(luò)，北京的地面終端站通過SDH光端設(shè)備直接接入主站網(wǎng)絡(luò)交換機。遠端衛(wèi)星站的IP數(shù)據(jù)通過路由器進入VSAT系統(tǒng)的IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)星狀網(wǎng)絡(luò)，通過主站的中心路由器進行廣域網(wǎng)的互聯(lián)。

3.4話音交換子系統(tǒng)

話音交換子系統(tǒng)完成各站對主站及各站間的話音交換功能。

工作原理如下：VSAT系統(tǒng)通過VSATPlusII及RAD公司的MaxCess幀中繼接入設(shè)備把所有衛(wèi)星站組成一個基于幀中繼平臺的話音業(yè)務(wù)星狀網(wǎng)絡(luò)，北京的地面終端站通過SDH光端設(shè)備直接接入主站電話交換機。交換機至VSAT系統(tǒng)側(cè)為4線EM數(shù)字中繼線方式，至終端側(cè)為二線環(huán)路方式。

3.5會議電視子系統(tǒng)

會議電視子系統(tǒng)基于SCPC方式完成在北京至拉薩站之間建立一路會議電視信道的功能。

工作原理如下：在拉薩站的會議電視信號經(jīng)會議電視終端的設(shè)備（包括監(jiān)視器、攝像頭、麥克風、揚聲器）接入會議電視編解碼器后，轉(zhuǎn)換為E1的數(shù)據(jù)流，再通過加/解密機連到拉薩站為會議電視配置的SCPC調(diào)制解調(diào)器上，調(diào)制后的70MHz中頻信號同其他業(yè)務(wù)合路上星；在主站端使用同樣的SCPC調(diào)制解調(diào)器解調(diào)后，將E1數(shù)據(jù)流通過加/解密機后由同軸電纜將信號接到會議電視MCU。

廣播節(jié)目交換子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、話音交換子系統(tǒng)采用MF-TDMA方式?？梢院侠?、優(yōu)化組建系統(tǒng)，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有利于空間帶寬的優(yōu)化設(shè)計，并可以在保障用戶業(yè)務(wù)可靠性的基礎(chǔ)上節(jié)省投資。

系統(tǒng)內(nèi)各站在單載波情況下，可以使用不同時隙或不同載波以網(wǎng)狀單跳方式完成不同的業(yè)務(wù)傳輸。即每個站始終有一個發(fā)射載波，并在各個頻點之間跳頻。

四、各類型站功能

各類型站功能如下表所示：

故障案例分析：

故障一：Modem板故障

現(xiàn)象：小站不能入網(wǎng)，VSATPlusII的狀態(tài)燈不亮。

分析：由于VSATPlusII的狀態(tài)燈不亮，VSATPlusII肯定不在線，此VSATPlusII或ODU故障。

處理：使用NodeView軟件監(jiān)看VSATPlusII的啟動過程，發(fā)現(xiàn)設(shè)備自環(huán)檢測完成后不能進入接收捕獲過程，VSATPlusII自環(huán)后故障依舊，因此VSATPlusII的Modem板故障。

結(jié)論：Modem板故障，此故障在網(wǎng)內(nèi)非常典型，占故障率的90%。

故障二：電纜接頭故障

現(xiàn)象：開機后衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器出現(xiàn)嚴重干擾。

分析：根據(jù)頻譜圖分析可知，設(shè)備上行參數(shù)肯定有錯誤。能將接收的頻譜再發(fā)送出去，只能在ODU前端，即饋線或室內(nèi)設(shè)備。

處理：檢查各設(shè)備參數(shù)，發(fā)現(xiàn)ODU的上行參數(shù)錯誤。只給ODU加電，故障依舊，去掉ODU的70M輸入輸出電纜，故障消失，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，電纜接頭（N頭及BNC頭）制作粗糙，有虛焊及短路的可能，重新制作電纜接頭后，故障消失。

結(jié)論：電纜接頭制作不好引起的故障。在網(wǎng)內(nèi)由于電纜接頭出現(xiàn)問題的站點越來越多，引起干擾或鏈路（衛(wèi)星或幀中繼）時斷時續(xù)，因此應(yīng)定期檢查電纜接頭，消除隱患。

五、結(jié)論

VSAT技術(shù)的便捷性、不受地面通信條件的影響和低廉的價格使之非常適合用于應(yīng)急廣播，當發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害等時，使用價格低廉便于安裝的小口徑天線，可以盡快的恢復中央一套等節(jié)目的播出，起到良好的宣傳作用；而其交互性又使得我們能夠及時掌握災(zāi)區(qū)的情況。在汶川地震等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時，災(zāi)區(qū)通信中斷、聯(lián)絡(luò)不暢，而我們的VSAT系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)恢復了應(yīng)急廣播，使黨的聲音及時的傳入災(zāi)區(qū)，起到了至關(guān)重要的作用。