地面數(shù)字電視信號源系統(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)字電視信號源建設(shè)直接影響著安全播出質(zhì)量。本文通過對數(shù)字電視信號源的介紹，客觀分析我臺早期數(shù)字電視信號源系統(tǒng)存在的諸多缺陷與不足，全面介紹了七九四臺2020年對該系統(tǒng)實施的技術(shù)改造，以及改造后用戶使用情況。本文介紹的技術(shù)改造方案，能夠減輕檢修維護(hù)壓力，提升安全播出質(zhì)量，具有較好的社會實用價值，值得數(shù)字電視無線發(fā)射臺站借鑒應(yīng)用。

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

中圖分類號：TN929 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.03..011

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，貴州省七九四臺轉(zhuǎn)播12套央視電視節(jié)目和4套地方電視節(jié)目。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)方式實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋組網(wǎng)。數(shù)字電視13頻道轉(zhuǎn)播央視頻道CCTV-17，CCTV-9，CCTV-11，CCTV-News和貴州地方節(jié)目4套，并以多頻網(wǎng)方式實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋組網(wǎng)。數(shù)字電視信號源系統(tǒng)建設(shè)是該無線數(shù)字化覆蓋工程非常關(guān)鍵的一項。

1. 數(shù)字電視信號源

地面數(shù)字電視信號源央視12套節(jié)目信號源主要來自中星6A和中星6B。而地方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尋址解碼獲得。

在中星6A上，單頻網(wǎng)轉(zhuǎn)播的8套央視節(jié)目打包在一個頻點上，多頻網(wǎng)轉(zhuǎn)播的4套節(jié)目打包在另外一個頻點上，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信號作為信號源時，單頻網(wǎng)轉(zhuǎn)播的8套節(jié)目已經(jīng)復(fù)用打包好，只需要用專用接收機解調(diào)出來就可以直接送給39CH發(fā)射機激勵器。多頻網(wǎng)的4套節(jié)目則需要逐一解調(diào)出來與地方4套節(jié)目信號復(fù)用打包，再送給13CH發(fā)射機激勵器。

而在中星6B上，轉(zhuǎn)播的12套節(jié)目分布在3個不同的頻點上，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作為信號源時，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)射機激勵器。因此，使用中星6B衛(wèi)星信號作為信號源時，要比使用中星6A復(fù)雜一些。要建設(shè)以中星6A與中星6B互為獨立主備的數(shù)字電視信號源系統(tǒng)，就更加復(fù)雜。

2. ?早期方案

七九四臺早期的數(shù)字電視信號源系統(tǒng)于2016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，單箭頭實線表示射頻信號或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)射提供信號源，對七九四臺地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試運行，直到2020年實施技術(shù)改造。

隨著對地面數(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。較為突出的有幾個方面：一是接線混亂，為了達(dá)到目的，不折手段地在設(shè)備之間亂搭亂接，無形中增加了看圖難度，不便于檢修維護(hù)。二是設(shè)備浪費，衛(wèi)星接收機、碼流切換器、復(fù)用器使用數(shù)量比較多，使建設(shè)成本大額增加。三是無信源監(jiān)測，系統(tǒng)故障時不易快速發(fā)現(xiàn)，存在安全隱患。四是主備不獨立，中星6A信號與中星6B信號開始復(fù)用后，信號就融合在一起，不滿足主備獨立要求。五是冗余過度，碼流信號反復(fù)的切換、編轉(zhuǎn)碼、復(fù)用，過度冗余造成設(shè)備資源浪費。六是系統(tǒng)摻插CDR，CDR信號來源和碼流分配均有借助該系統(tǒng)設(shè)備完成等。

3 ?技術(shù)改造

七九四臺多次組織專業(yè)技術(shù)人員對數(shù)字電視信號源系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)研討，徹底分析早期系統(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)改造需求有幾方面：一是要精簡設(shè)備，考慮把不是必須要的設(shè)備拆除留著備用。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。三是要實現(xiàn)信號源信號可視化監(jiān)測，考慮增加多畫面監(jiān)聽監(jiān)看，監(jiān)測碼流分配器輸出信號。四是清晰信號流向，考慮不需要復(fù)用的信號流向為：功分器→接收機→碼流切換器→激勵器，需要復(fù)用的信號流向：功分器→接收機→編轉(zhuǎn)碼器→數(shù)據(jù)交換機→復(fù)用器→碼流切換器→激勵器。五是主備物理分離，考慮主、備信號源設(shè)備安裝在不同的機柜。六是科學(xué)擺放與布線，考慮兩個機柜設(shè)備對稱擺放，按照信號流向，從下往上依次擺放設(shè)備。

七九四臺經(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)字電視信號源系統(tǒng)改造方案（如圖2所示）。

方案說明：首先，在單個機柜里，主用信號源是來自中星6A的衛(wèi)星信號，備用信號是來自中星6B的衛(wèi)星信號，廣電網(wǎng)絡(luò)公司專用光纖用于傳輸?shù)胤?套節(jié)目。其次是中星6B衛(wèi)星接收機輸入為3路，原因是中星6B上12套央視節(jié)目分3個頻點打包傳輸。再次是方案中使用的復(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，但是接口數(shù)量不夠用。因此需要對中星6B信號先進(jìn)性編轉(zhuǎn)碼，再傳輸給復(fù)用器。再次是碼流切換器有多組獨立板卡，每組板卡能夠?qū)崿F(xiàn)3切2，頻點1與頻點2雖然接在相同的碼流切換器上，但其實是分別接在不同的板卡上。最后是A、B機柜均獨立UPS不間斷供電，并采取了多重防雷措施。

方案分析：首先，實現(xiàn)主、備信號源相互獨立，同時主、備信號源設(shè)備配置完全一樣，給檢修維護(hù)提供便利。其次，新增一副中星6A天線、一副中星6B天線，實現(xiàn)衛(wèi)星信號源備份。再次，新增兩套多畫面監(jiān)測，分別監(jiān)測主、備機柜碼流分配器輸出信號，實現(xiàn)對信號源信號的實時可視化監(jiān)測。最后，實現(xiàn)了接收機、碼流切換器、復(fù)用器的使用，設(shè)備資源得到節(jié)約。

數(shù)字電視信號源系統(tǒng)改造后，經(jīng)過長時間的運行，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一項工程技改項目申報貴州省2021年度廣播電視科技創(chuàng)新獎，希望該技改方案得到更多的推廣應(yīng)用。