境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

魯?shù)戮?/p>

（中視衛(wèi)星電視節(jié)目有限責(zé)任公司，北京 100038）

1 引言

根據(jù)《境外衛(wèi)星電視頻道落地管理辦法》，通過(guò)衛(wèi)星方式傳送的境外電視節(jié)目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)境外衛(wèi)星電視節(jié)目）在中國(guó)境內(nèi)落地須經(jīng)過(guò)廣電總局批準(zhǔn)后，統(tǒng)一由中視衛(wèi)星電視節(jié)目有限責(zé)任公司收轉(zhuǎn)播出，二次上行至亞太6C衛(wèi)星，供全國(guó)三星級(jí)以上賓館、涉外公寓等擁有境外衛(wèi)星電視接收許可證的單位收視。

目前，現(xiàn)有境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)是2002年在原“村村通”直播平臺(tái)基礎(chǔ)上擴(kuò)建而成，隨著廣播電視技術(shù)的不斷發(fā)展，原有系統(tǒng)存在基礎(chǔ)設(shè)施不足、技術(shù)架構(gòu)不完善、監(jiān)測(cè)手段有待加強(qiáng)、系統(tǒng)設(shè)備老化嚴(yán)重等問(wèn)題，切實(shí)影響了境外衛(wèi)星電視節(jié)目的安全運(yùn)行。

按照總局62號(hào)令相關(guān)要求，為全面確保境外衛(wèi)星電視節(jié)目的安全播出，亟待重新搭建一套系統(tǒng)完備、科學(xué)規(guī)范、運(yùn)行高效的全方位、全流程衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

（1）系統(tǒng)功能完備、實(shí)用高效。按統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一設(shè)計(jì)的原則，新建收轉(zhuǎn)播出系統(tǒng)功能齊全、結(jié)構(gòu)完善，選用成熟可靠的技術(shù)和先進(jìn)的設(shè)備，易于管理和維護(hù)，系統(tǒng)的軟硬件滿足7×24小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家廣播電視總局制定的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。

（2）基礎(chǔ)建設(shè)一步到位。結(jié)合收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)所在位置、現(xiàn)有業(yè)務(wù)需求及業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)位置、機(jī)柜數(shù)量、供配電、消防等基礎(chǔ)設(shè)施的需求進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，將基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一步到位，避免平臺(tái)運(yùn)行期間基礎(chǔ)設(shè)施的大范圍改造，對(duì)安全播出造成威脅。

（3）系統(tǒng)保障措施全面、可靠。平臺(tái)建設(shè)運(yùn)用多種傳輸手段，采取全面的安全保護(hù)措施，關(guān)鍵設(shè)備采用雙系統(tǒng)運(yùn)行，重點(diǎn)環(huán)節(jié)可以采用“主-備-備”方式進(jìn)行系統(tǒng)加固，并具備異態(tài)自動(dòng)倒換功能，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的無(wú)縫切換。同時(shí)關(guān)鍵設(shè)備采用多種控制手段，確保在單一設(shè)備被破壞的情況下整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證節(jié)目播出的安全可靠。

（4）監(jiān)測(cè)手段真、全、準(zhǔn)。在播出鏈路上的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、節(jié)目輸出點(diǎn)以及接收的信源進(jìn)行多角度、多環(huán)節(jié)、多方式的視音頻監(jiān)看監(jiān)聽(tīng)，采用模塊化設(shè)計(jì)、分布式結(jié)構(gòu)，具備錄音、錄像或者監(jiān)測(cè)信息存儲(chǔ)等功能，對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)電視節(jié)目及信號(hào)的質(zhì)量和效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)異態(tài)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。同時(shí)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，強(qiáng)化監(jiān)測(cè)報(bào)警的準(zhǔn)確性，有效提高系統(tǒng)應(yīng)急反應(yīng)和處理能力。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)在原播出平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行重新搭建，新平臺(tái)具備40套衛(wèi)星電視高標(biāo)清節(jié)目收轉(zhuǎn)播出、雙CA同密加擾、數(shù)字化播出及系統(tǒng)級(jí)備份功能，該平臺(tái)由9個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，其中：信源接收系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)境外平臺(tái)所有衛(wèi)星信源信號(hào)的采集和傳輸。信號(hào)解擾系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)異地信源與本地應(yīng)急信源的解擾輸出。信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)境外平臺(tái)信源制式轉(zhuǎn)換，特殊標(biāo)識(shí)疊加、10秒延時(shí)播出，并為綜合智能管理系統(tǒng)及有害信息處理系統(tǒng)提供信號(hào)。編碼復(fù)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)境外平臺(tái)信號(hào)的編碼、復(fù)用、加擾。條件接收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)境外平臺(tái)節(jié)目條件接收控制。信號(hào)傳輸適配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)編碼復(fù)用后ASI信號(hào)轉(zhuǎn)化為DS3信號(hào)，并通過(guò)SDH系統(tǒng)傳輸至無(wú)線局。綜合智能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)播出環(huán)節(jié)各設(shè)備的統(tǒng)一管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控和全景展示，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)播出鏈路各重要節(jié)點(diǎn)信號(hào)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警及錄像等功能。

播出網(wǎng)絡(luò)為境外平臺(tái)播控平臺(tái)提供網(wǎng)絡(luò)支撐。供配電及輔助設(shè)施為播出機(jī)房提供穩(wěn)定安全的電力供給、制冷及防雷保護(hù)等基礎(chǔ)保障。

（1）系統(tǒng)架構(gòu)。境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)通過(guò)光纜接收北京地球站采集的主備兩路信源，與本地應(yīng)急信源同時(shí)進(jìn)行信源接收，經(jīng)信號(hào)解擾、信號(hào)調(diào)度、信號(hào)處理、編碼復(fù)用、二次加密后，形成4個(gè)傳輸流，傳送至無(wú)線局三個(gè)地球站，二次上行至亞太6C衛(wèi)星進(jìn)行播出，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出系統(tǒng)架構(gòu)圖

（2）系統(tǒng)流程。境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)信號(hào)流程如圖2所示。

圖2 境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出系統(tǒng)信號(hào)流程圖

（3）信源接收系統(tǒng)。為提高境外平臺(tái)信源接收質(zhì)量，經(jīng)技術(shù)測(cè)試和專(zhuān)家論證，該系統(tǒng)通過(guò)“異地采集、光纜傳輸、機(jī)房接收”方式從無(wú)線局北京地球站采集境外電視節(jié)目原始衛(wèi)星信號(hào)，通過(guò)主備不同路由光纜將主備兩路信源ASI碼流信號(hào)傳輸至收轉(zhuǎn)播出機(jī)房。為保證境外平臺(tái)信源安全，擬采用“1+1+1”系統(tǒng)模式，即北京地球站主備采集和境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出機(jī)房應(yīng)急采集的方式進(jìn)行衛(wèi)星信源接收。

（4）信號(hào)解擾系統(tǒng)。通過(guò)北京地球站采集的兩路信源通過(guò)光纜傳輸至境外衛(wèi)星電視收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)后，與本地應(yīng)急采集的信源分別接入境外衛(wèi)星電視節(jié)目專(zhuān)用接收機(jī)進(jìn)行解擾，之后分別進(jìn)入2套二選一設(shè)備，實(shí)現(xiàn)互為主備機(jī)制，即地球站主備路信號(hào)冗余，地球站備路信號(hào)與應(yīng)急信號(hào)冗余。

（5）信號(hào)處理系統(tǒng)。信號(hào)解擾系統(tǒng)輸出的SDI信號(hào)進(jìn)入跳線板，跳線板輸出SDI信號(hào)經(jīng)視分后進(jìn)入制轉(zhuǎn)、臺(tái)標(biāo)、延時(shí)設(shè)備，將部分NTSC制轉(zhuǎn)換為PAL制信號(hào)、疊加臺(tái)標(biāo)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行10秒延時(shí)處理。此外，備系統(tǒng)中的制轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)延時(shí)設(shè)備其中一路輸送至主用矩陣設(shè)備，為主備信號(hào)快速調(diào)度打好基礎(chǔ)。

（6）編碼復(fù)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)按照高標(biāo)清同播、數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)搭建，由編碼復(fù)用標(biāo)清系統(tǒng)和編碼復(fù)用高標(biāo)清混合系統(tǒng)構(gòu)成。其中：編碼復(fù)用標(biāo)清系統(tǒng)各碼流沿用MPEG-2編碼方式，采用“N+1”設(shè)備級(jí)備份架構(gòu)，即N臺(tái)主編碼器+1臺(tái)備編碼器+2臺(tái)主備冗余復(fù)用器+2臺(tái)主備冗余網(wǎng)管。編碼器采用SDI輸入，IP輸出并接入復(fù)用器中，復(fù)用器會(huì)輸出ASI信號(hào)，ASI信號(hào)通過(guò)信號(hào)傳輸適配系統(tǒng)傳輸至無(wú)線局。編碼復(fù)用高標(biāo)清混合系統(tǒng)也采用“N+1”設(shè)備級(jí)備份架構(gòu)，即N臺(tái)主編碼器+1臺(tái)高標(biāo)清備編碼器+2臺(tái)主備冗余復(fù)用器+2臺(tái)主備冗余網(wǎng)管。

（7）條件接收系統(tǒng)。為滿足業(yè)務(wù)發(fā)展要求，進(jìn)一步保障節(jié)目傳輸接收的安全，此次條件接收系統(tǒng)計(jì)劃采用雙CA同密技術(shù)，即保留目前愛(ài)迪德CA系統(tǒng)，在另外增加一個(gè)CA系統(tǒng)對(duì)同一個(gè)碼流進(jìn)行加擾。加擾復(fù)用器與不同CA系統(tǒng)建立連接，按照循環(huán)周期向所有CA系統(tǒng)發(fā)出每套節(jié)目的控制字，每套CA系統(tǒng)的ECMG輪流向加擾復(fù)用器發(fā)出授權(quán)控制信息ECM，并由同密同步器分別注入到碼流中，每套CA系統(tǒng)由各自的EMMG生成授權(quán)管理信息EMM并分別注入到碼流中。

（8）信號(hào)傳輸適配系統(tǒng)。信號(hào)傳輸適配系統(tǒng)是編碼復(fù)用系統(tǒng)的下一個(gè)環(huán)節(jié)，將ASI碼流信號(hào)進(jìn)行信道適配，通過(guò)不同路由傳輸至信號(hào)上行單位的必要過(guò)程。該系統(tǒng)主要由ASI二選一切換開(kāi)關(guān)，ASI分配器，跳線板，ASI/DS3適配器和SDH傳輸設(shè)備組成。

（9）綜合智能管理系統(tǒng)（監(jiān)測(cè)、網(wǎng)管）。該系統(tǒng)由一體化云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和綜合網(wǎng)管系統(tǒng)組成，其中，一體化云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)各環(huán)節(jié)進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)監(jiān)控，且重點(diǎn)環(huán)節(jié)上屏分區(qū)監(jiān)看，同時(shí)具備聲光語(yǔ)音報(bào)警等相關(guān)功能，并且支持MPEG-2、AVS+和H.264高標(biāo)清解碼能力，具備解碼、集中解擾、監(jiān)測(cè)報(bào)警、碼流錄制、IP云監(jiān)看、視頻存儲(chǔ)等相應(yīng)功能。綜合網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)平臺(tái)設(shè)備及環(huán)境運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行完整的監(jiān)控管理、配置下發(fā)和應(yīng)急切換，并圖形化顯示各重要節(jié)點(diǎn)設(shè)備。

（10）播出網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)具備自動(dòng)化冗余功能，提高網(wǎng)絡(luò)安全防御能力，考慮到安全播出工作的重要性，此次境外平臺(tái)編碼復(fù)用系統(tǒng)、條件接收系統(tǒng)等主要安播系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)為主備冗余網(wǎng)絡(luò)連接模式，同時(shí)將各系統(tǒng)主備網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分別連接至主備核心交換機(jī)。

（11）供配電及輔助設(shè)施。該部分由工藝外電配電、工藝負(fù)荷供配電及消防、防雷等輔助設(shè)施組成。其中，工藝外電采用來(lái)自不同變壓器、不同路由的市電。工藝負(fù)荷供配電采用兩路UPS電源供電，兩路UPS設(shè)備獨(dú)立分列運(yùn)行，各帶一部分負(fù)荷，當(dāng)一路失電時(shí)，另一路可帶全部負(fù)荷；單電源設(shè)備配備STS靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。按總局62號(hào)令要求，滿負(fù)荷帶載的后備時(shí)間在30分鐘以上。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）信源異地傳輸。由于境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出機(jī)房無(wú)法大量搭建大型衛(wèi)星接收天線，為提高信源接收質(zhì)量，經(jīng)技術(shù)測(cè)試和專(zhuān)家論證，本平臺(tái)首次采用主備信源異地、遠(yuǎn)距離傳輸接收的方式，從北京地球站采集原始衛(wèi)星信號(hào)，并通過(guò)主備不同路由光纜將主備兩路完全不同的信源ASI碼流信號(hào)傳輸至新建收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)進(jìn)行接收。同時(shí)，為進(jìn)一步增強(qiáng)信源信號(hào)的可靠性，本地搭建小型應(yīng)急天線接收信源信號(hào)，與地球站主備信源信號(hào)形成“1+1+1”三級(jí)備份接收模式，確保信源接收的可靠性。

（2）全冗余架構(gòu)。根據(jù)總局62號(hào)令要求，境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)建設(shè)采用1+1方式配置備播出系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)主備系統(tǒng)可獨(dú)立播出互補(bǔ)抗干擾能力，同時(shí)關(guān)鍵部分又可交叉冗余，全方位確保境外衛(wèi)星電視節(jié)目?jī)?yōu)質(zhì)高效穩(wěn)定播出。

（3）高標(biāo)清同播。為實(shí)現(xiàn)境外衛(wèi)星電視節(jié)目高標(biāo)清同播要求，本平臺(tái)采取高清信號(hào)接收，在信號(hào)處理系統(tǒng)矩陣輸出后再進(jìn)行信號(hào)分配，分別進(jìn)入高清編碼器和標(biāo)清編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)高標(biāo)清同播能力。在實(shí)現(xiàn)高標(biāo)清同播的同時(shí)，本平臺(tái)還可實(shí)現(xiàn)信源接收系統(tǒng)、信號(hào)解擾系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一處理。

（4）全流程監(jiān)測(cè)。本平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出全流程全方位的監(jiān)聽(tīng)、監(jiān)測(cè)，并對(duì)平臺(tái)信號(hào)流程及信號(hào)監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行全景展示，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行情況，并直觀掌握異態(tài)發(fā)生區(qū)域、故障點(diǎn)，出現(xiàn)故障及時(shí)處理。

（5）人工智能預(yù)判。為更好的發(fā)揮安播數(shù)據(jù)的作用，基于全景展示系統(tǒng)，與信號(hào)鏈路流程圖、全景展示、設(shè)備綜合管理等系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，在分析并確定故障原因后，根據(jù)獲取的報(bào)警信息自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的操作策略，并直觀反饋至值班人員，同時(shí)根據(jù)策略顯示與事故相關(guān)單位或部門(mén)的聯(lián)系方式，做到最大程度幫助值班人員快速處理安播事故。

此外，當(dāng)人工智能預(yù)判系統(tǒng)檢測(cè)出多個(gè)報(bào)警信息時(shí)，可自動(dòng)生成多個(gè)應(yīng)急策略，并根據(jù)報(bào)警的嚴(yán)重性和節(jié)目的重要程度來(lái)判定應(yīng)急策略的顯示邏輯和顯示順序。該系統(tǒng)搭建后可為值班人員提供安播事故處置方法，依次操作，解決故障，恢復(fù)播出。

5 結(jié)束語(yǔ)

境外衛(wèi)星電視節(jié)目收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)承擔(dān)著將經(jīng)總局批準(zhǔn)落地的境外衛(wèi)星頻道的節(jié)目信號(hào)進(jìn)行信源接收、信號(hào)處理、編碼復(fù)用、加密加擾、信道適配、二次上星的安全播出任務(wù)，年播出量約30萬(wàn)小時(shí)，是國(guó)內(nèi)惟一的境外衛(wèi)星電視收轉(zhuǎn)播出平臺(tái)。該平臺(tái)的重新搭建并投入使用，全方位提升了境外衛(wèi)星電視節(jié)目的播出質(zhì)量和安全運(yùn)行能力，為全國(guó)境外衛(wèi)星電視節(jié)目特許用戶接收更加優(yōu)質(zhì)高效的播出信號(hào)奠定了基礎(chǔ)。