邢臺廣播電視臺基于AVS+地面數(shù)字電視系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)踐

趙洪川

【摘要】本文主要闡述了邢臺廣播電視臺地面數(shù)字電視的建設(shè)情況，簡單介紹了地面數(shù)字電視的工作原理，重點(diǎn)介紹了項(xiàng)目中各個設(shè)備的性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對臺站發(fā)射機(jī)的動環(huán)監(jiān)測，以及對各個節(jié)點(diǎn)信號的實(shí)時監(jiān)測。

【關(guān)鍵詞】地面數(shù)字電視;AVS+;單頻網(wǎng);編碼復(fù)用;發(fā)射機(jī);監(jiān)測

中圖分類號：TN94? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2020.21.011

為加快構(gòu)建技術(shù)先進(jìn)、傳輸快捷、覆蓋廣泛的無線數(shù)字廣播電視公共服務(wù)體系，實(shí)施國標(biāo)地面數(shù)字電視覆蓋建設(shè)，國內(nèi)多家電視臺開展了地面數(shù)字電視建設(shè)的相關(guān)工作邢臺廣播電視臺歷時一年，先后完成了地面數(shù)字電視設(shè)備招標(biāo)、信號源安裝調(diào)試、發(fā)射機(jī)安裝調(diào)試、電視屏幕墻的調(diào)試以及監(jiān)控設(shè)備的安裝調(diào)試等工作。2018年12月，邢臺地面數(shù)字電視正式開播，提供18套無線數(shù)字電視節(jié)目，用戶免費(fèi)收看，覆蓋距離達(dá)30多公里，取得了良好的社會效益。

1. DTMB地面數(shù)字電視的工作原理

地面數(shù)字電視覆蓋工程的前端信源編碼，采用國標(biāo)AVS+，即DTMB標(biāo)準(zhǔn)（GB20600-2006），我國自主研發(fā)的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)，在相同的無線頻譜中，其數(shù)據(jù)傳輸帶寬更高、信號覆蓋范圍更大、頻率資源節(jié)約更好。該系統(tǒng)工程，采用了基于衛(wèi)星傳輸鏈路DTMB單頻網(wǎng)技術(shù)方案，在傳輸過程中，首先對中央電視節(jié)目進(jìn)行加密，然后利用衛(wèi)星傳輸鏈路將加密節(jié)目碼流傳輸至全國各個發(fā)射臺站;最后，各發(fā)射臺站使用AVS+專用衛(wèi)星接收機(jī)對中星6A上的12套標(biāo)清央視節(jié)目（除CCTV-3、5、6、8外）進(jìn)行解調(diào)，然后打包復(fù)用成2路TS碼流送到發(fā)射系統(tǒng)。其中一路含8套央視節(jié)目，以單頻網(wǎng)方式發(fā)射;另一路含4套央視節(jié)目，利用頻點(diǎn)帶寬，在總前端加入省臺、地方臺，通過復(fù)用器傳輸?shù)桨l(fā)射機(jī)以多頻網(wǎng)方式發(fā)射，如圖1。

2. 邢臺廣播電視臺地面數(shù)字電視建設(shè)情況

邢臺廣播電視臺地面數(shù)字電視工程共設(shè)兩個頻點(diǎn)：17頻道（中心頻率502MHZ）和24頻道（中心頻率558MHZ）。節(jié)目數(shù)量18套，含央視節(jié)目12套，省臺節(jié)目3套，邢臺本地節(jié)目3套。一個頻點(diǎn)含8套央視節(jié)目（中央第一路碼流）送入同方吉兆發(fā)射機(jī)以單頻網(wǎng)方式發(fā)射，另一個頻點(diǎn)含4套央視節(jié)目（中央第二路碼流）、微波回傳的省臺3套節(jié)目，邢臺本地臺3套節(jié)目送入凱騰四方發(fā)射機(jī)以多頻網(wǎng)方式發(fā)射。

2.1 項(xiàng)目主要設(shè)備及技術(shù)性能指標(biāo)

根據(jù)國家廣電總局和省局的規(guī)劃和部署，國標(biāo)地面數(shù)字電視提供免費(fèi)標(biāo)清節(jié)目，設(shè)備主要包括：AVS+衛(wèi)星接收機(jī)、臺站適配解碼器8120、ASI切換分配器、編碼復(fù)用器EMR，監(jiān)控系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)等，如圖2：

AVS+衛(wèi)星接收解碼器，選用神州電子SABSS-48345A，擁有一個ASI輸入接口，兩個ASI輸出接口，一個最高碼率為200Mb/s的IP輸出接口。擁有兩個CI接口，支持NDS解擾功能，節(jié)目解擾后經(jīng)ASI接口輸出的TS碼流保留了原始碼流中的PID數(shù)據(jù)包，不插入新的數(shù)據(jù)包，不對PCR進(jìn)行調(diào)整，且不改變TS包的順序。

臺站適配器，選用數(shù)碼視訊8120，可將IP信號適配為4路ASI輸出，支持2路AVS+標(biāo)清節(jié)目解碼，具備解復(fù)用功能。一方面完成接收上級下傳的節(jié)目信號，另一方面可將節(jié)目適配后以ASI形式分發(fā)給下一級。

數(shù)碼視訊ASI切換分配器，配置了兩塊ASI板卡，每塊板卡實(shí)現(xiàn)1組切換分配，能夠接收央視衛(wèi)星節(jié)目以及經(jīng)臺站適配器解碼后的央視、省臺節(jié)目。其中，有兩路衛(wèi)星節(jié)目分別為兩路央視8套節(jié)目、兩路央視4套節(jié)目，兩路微波下傳節(jié)目分別為一路下傳央視8套節(jié)目以及一路下傳央視4套節(jié)目，共4路ASI信號。分別將兩路8套節(jié)目和兩路4套節(jié)目源進(jìn)行二切一，再對節(jié)目進(jìn)行一分二的分配，共分配4路ASI節(jié)目下傳。由此可見，本次項(xiàng)目用到4路ASI輸入和4路ASI分配輸出。

編碼復(fù)用器，針對本次項(xiàng)目需求，數(shù)碼視訊采用嵌入式設(shè)備EMR，為插板式結(jié)構(gòu)，通過配置不同板卡實(shí)現(xiàn)不同的功能。每臺設(shè)備可配置6塊板卡，提供2組千兆的1+1備份IP接口，機(jī)框支持復(fù)用和解復(fù)用功能，單臺最大支持46個頻點(diǎn)的復(fù)用輸出及30套節(jié)目的統(tǒng)計(jì)復(fù)用輸出。

數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，選用同方吉兆GME11D13和成都凱騰四方KFS-II-813，均為1KW UHF地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)，主備激勵器可自動切換;支持熱插拔;開關(guān)電源具有欠壓、過壓、過流顯示報(bào)警和自動保護(hù)功能;末級功放具有過載、過激勵、過熱顯示報(bào)警和自動保護(hù)功能;整機(jī)具有高駐波、本振失鎖等報(bào)警顯示和自動保護(hù)功能;支持單頻網(wǎng)、多頻網(wǎng)工作模式;激勵器能夠自動檢測并調(diào)整輸出功率，使發(fā)射機(jī)保持輸出穩(wěn)定。

2.2 地面數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)

除了傳輸對信號的影響外，保證優(yōu)質(zhì)的前端信號源也是確保電視節(jié)目安全優(yōu)質(zhì)播出的一個重要環(huán)節(jié)。邢臺廣播電視臺在傳輸系統(tǒng)中加入了博匯檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的語音報(bào)警服務(wù)器軟件，通過網(wǎng)絡(luò)對多個監(jiān)測點(diǎn)反饋的報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，能夠及時發(fā)現(xiàn)信號故障、查看故障時間、判斷信號故障點(diǎn)等，保障了廣播電視信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。

2.2.1 DTMB信號監(jiān)測

博匯BHDT56，為多通道DTMB國標(biāo)地面數(shù)字電視監(jiān)測終端，支持6路國標(biāo)地面數(shù)字電視信號接收、信道指標(biāo)監(jiān)測、碼流分析，碼流TS over IP輸出功能;采用SNMP/Web協(xié)議實(shí)現(xiàn)對碼流分析設(shè)備工作情況和碼流節(jié)目單的監(jiān)看。其中，碼流分析軟件依據(jù)DVB組織定義的TR101290測試標(biāo)準(zhǔn)，對碼流進(jìn)行實(shí)時分析，將DVB/MPEG-2TS復(fù)用流的測試錯誤指標(biāo)分為三個等級，按照DVB-SI標(biāo)準(zhǔn)將其內(nèi)容解析出來存入數(shù)據(jù)庫，通過EPG應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫中的SI數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，形成EPG顯示在監(jiān)測頁面上，可以詳細(xì)了解當(dāng)前信道測量的關(guān)鍵指標(biāo)情況及故障發(fā)生情況的詳細(xì)信息，如圖3：

2.2.2 臺站發(fā)射機(jī)及動環(huán)監(jiān)控

博匯BHET103多接口采集監(jiān)測終端，為全嵌入式設(shè)備，可采集發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)，包括發(fā)射功率、反射功率、溫度等指標(biāo)，可以控制發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)，預(yù)留自動倒備機(jī)和倒天饋接口;可采集鏈路上關(guān)鍵設(shè)備工作狀態(tài)，包括衛(wèi)星接收機(jī)、編碼器、復(fù)用器、單頻網(wǎng)適配模塊等;可采集溫濕度、煙感等環(huán)境指標(biāo)。

2.2.3 TrinityAres-Display? 多畫面顯示監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)

監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)基于IP技術(shù)進(jìn)行架構(gòu)，實(shí)時監(jiān)測設(shè)備運(yùn)維情況，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如字符、標(biāo)題欄、語音、日志等報(bào)警管理機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)故障同期聲監(jiān)聽、故障語音報(bào)警、故障畫面全屏分析等功能，并且在每個碼流中，TrinityAres-Display 多畫面顯示監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)還增加了PID和視音頻內(nèi)容結(jié)合分析的方法，把視音頻報(bào)警反應(yīng)時間縮短，將誤報(bào)率、漏報(bào)率降到最小。如圖4：

3. 總結(jié)

DTMB地面數(shù)字電視技術(shù)能夠有效抵抗無線通道的多徑干擾，確保數(shù)字電視信號接收質(zhì)量，節(jié)約了頻譜資源?；贏VS+標(biāo)準(zhǔn)的地面無線數(shù)字電視在邢臺成功開播后，不但有效提高了電視覆蓋率，還能提供優(yōu)質(zhì)可靠的視音頻節(jié)目，可隨時滿足人們免費(fèi)收看，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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