地方廣播電視節(jié)目通過直播衛(wèi)星傳輸覆蓋應(yīng)用研究

梁 波

（云南省曲靖市廣播電視臺(tái)，云南 曲靖 655000）

1 項(xiàng)目背景

1.1 基本概況

曲靖市位于滇東，面積2.89萬(wàn)平方公里，山區(qū)占比達(dá)93%，海拔從695 m到4 017 m。轄9個(gè)縣區(qū)、137個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，人口為617萬(wàn)人，其中城鎮(zhèn)306萬(wàn)人，鄉(xiāng)村311萬(wàn)人。全市有線電視用戶81萬(wàn)戶，不通光纜的山區(qū)還有54萬(wàn)戶、300多萬(wàn)農(nóng)村受眾無(wú)法收聽收看本地節(jié)目。

1.2 地方廣播電視節(jié)目上星的意義

邊遠(yuǎn)山區(qū)要實(shí)現(xiàn)地方廣電節(jié)目信號(hào)的全覆蓋，需在傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上輔以地面無(wú)線發(fā)射或衛(wèi)星信號(hào)覆蓋的方式。采用地面無(wú)線發(fā)射覆蓋設(shè)備，資金投入巨大，地方財(cái)力將無(wú)法承受。通過直播衛(wèi)星，應(yīng)用加密技術(shù)，實(shí)現(xiàn)行政轄區(qū)內(nèi)的定向傳輸覆蓋，原有村村通和戶戶通直播衛(wèi)星用戶重新搜索后就能收聽收看本地廣電節(jié)目。這是解決地方廣電節(jié)目信號(hào)傳輸覆蓋范圍投入最小的方式。

2 總體方案

曲靖市廣播電視臺(tái)廣播電視信號(hào)定義為“云南曲靖地方節(jié)目包”，通過中星9號(hào)直播衛(wèi)星信號(hào)接收管理系統(tǒng)，在本臺(tái)對(duì)音視頻信號(hào)進(jìn)行編碼后，經(jīng)光纖專網(wǎng)跨省傳輸?shù)奖本?，在衛(wèi)星直播中心進(jìn)行解碼和加密后，上傳至中星9號(hào)11A轉(zhuǎn)發(fā)器，實(shí)現(xiàn)地方節(jié)目信號(hào)在曲靖市山區(qū)、半山區(qū)有線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋盲區(qū)范圍內(nèi)的傳輸。曲靖市地方節(jié)目信號(hào)通過直播衛(wèi)星傳輸覆蓋如圖1所示。

圖1 曲靖市地方節(jié)目信號(hào)通過直播衛(wèi)星傳輸覆蓋示意圖

3 曲靖市廣播電視臺(tái)節(jié)目源前端集成

3.1 編碼復(fù)用

曲靖市廣播電視臺(tái)建設(shè)一套編碼復(fù)用系統(tǒng)，將本臺(tái)廣播電視節(jié)目編碼復(fù)用后，傳輸至國(guó)干網(wǎng)云南省節(jié)點(diǎn)。其中，編碼復(fù)用器按照1：1配置，將輸入的SDI電視信號(hào)和AES/EBU廣播信號(hào)進(jìn)行編碼復(fù)用后，傳輸至交換機(jī)。按照電視4.5 Mb·s-1，廣播133 kb·s-1進(jìn)行編碼，視頻采用MPEG2方式編碼，音頻采用MPEG1 Layer2方式編碼[1]。主、備交換機(jī)經(jīng)過IP碼流切換開關(guān)進(jìn)行保護(hù)，主路信號(hào)接至省網(wǎng)傳輸設(shè)備，備路直通接至傳輸設(shè)備。前端集成編碼復(fù)用傳輸如圖2所示。

圖2 前端集成編碼復(fù)用傳輸

3.2 信號(hào)傳輸

主、備TS over IP信號(hào)分別經(jīng)云南省網(wǎng)傳輸設(shè)備傳輸至云南省網(wǎng)絡(luò)公司，即中國(guó)有線云南節(jié)點(diǎn)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)管理及信號(hào)監(jiān)測(cè)

按照總局安全播出管理的規(guī)定，曲靖市廣播電視臺(tái)建設(shè)本地音視頻信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)播出信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，內(nèi)容包括主備用信號(hào)源檢測(cè)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)信號(hào)監(jiān)測(cè)（IP信號(hào)）以及衛(wèi)星機(jī)頂盒回傳信號(hào)監(jiān)測(cè)。

4 地方音視頻節(jié)目包專網(wǎng)傳輸

4.1 云南省干網(wǎng)

曲靖市廣播電視臺(tái)將含廣播電視信號(hào)的主備兩路TS over IP碼流通過省網(wǎng)不同路由利用光纜傳輸至云南省網(wǎng)絡(luò)公司，即中國(guó)有線云南省節(jié)點(diǎn)，經(jīng)適配后接入國(guó)干網(wǎng)傳輸設(shè)備。

4.2 國(guó)干網(wǎng)

包括曲靖1套電視節(jié)目和1套廣播的主備TS over IP信號(hào)經(jīng)過適配后接入國(guó)干網(wǎng)，傳送至北京中國(guó)有線首站。為確保信號(hào)傳輸安全，整個(gè)傳輸環(huán)節(jié)分別采用路由、復(fù)用環(huán)、通道環(huán)以及端口SNCP選收相結(jié)合的多種保護(hù)方式。傳輸過程涉及到的電源、板卡、支路及備用線路均采用主、備工作方式，具備“網(wǎng)絡(luò)通道、傳輸設(shè)備及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)無(wú)交叉的雙備份”傳輸保障機(jī)制，滿足安播管理相關(guān)規(guī)定。

4.3 京內(nèi)環(huán)網(wǎng)

中國(guó)有線首站將接收到的曲靖市廣播電視臺(tái)節(jié)目主、備路TS流適配成ASI信號(hào)后接至復(fù)用器，與其他直播衛(wèi)星定向覆蓋業(yè)務(wù)一同復(fù)用傳輸，經(jīng)中國(guó)有線與衛(wèi)星直播中心之間的SDH 10G環(huán)網(wǎng)傳輸至衛(wèi)星直播中心作為主、備用信號(hào)源。除在干線網(wǎng)首站設(shè)置主備信號(hào)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)及環(huán)回監(jiān)測(cè)點(diǎn)外，還將對(duì)主備路信號(hào)配置DS3下業(yè)務(wù)端口用于業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)。

5 直播衛(wèi)星播控中心機(jī)房前端系統(tǒng)

5.1 節(jié)目集成

衛(wèi)星直播中心配置主、備解碼器，主路與中國(guó)有線的主備適配器后的保護(hù)切換矩陣連接，備路與備適配器后的分配器連接，分別用來(lái)接收干線網(wǎng)傳輸?shù)闹?、備用“云南曲靖地方?jié)目包”信號(hào)。其中，電視信號(hào)按SDI方式輸出，廣播信號(hào)按AES/EBU方式輸出，主備信號(hào)再經(jīng)二選一切換矩陣輸出后接入系統(tǒng)。

編碼器按照12+12配置，“曲靖地方節(jié)目包”占用其中的1主1備。其中電視節(jié)目平均按照4.5 Mb·s-1、廣播節(jié)目按照133 kb·s-1進(jìn)行編碼。編碼后，輸出信號(hào)分別進(jìn)入主、備復(fù)用器。復(fù)用器按照1∶1配置，曲靖地方節(jié)目與其他地方節(jié)目共同進(jìn)行動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)復(fù)用，以保證節(jié)目?jī)?yōu)質(zhì)和高效的集成傳輸。復(fù)用器內(nèi)置CA卡，保證加密信息復(fù)用到碼流中。主、備同步輸出2路有效總碼率約為12 Mb·s-1的信號(hào)，獨(dú)立進(jìn)入主備切換矩陣后，各自輸出1路ASI信號(hào)，分別作為直播衛(wèi)星上行信號(hào)。

直播衛(wèi)星播控機(jī)房前端信號(hào)采集、編碼復(fù)用及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如圖3所示。

5.2 節(jié)目包管理

直播衛(wèi)星戶戶通和村村通用戶管理系統(tǒng)具備定位、節(jié)目及用戶管理等功能。在系統(tǒng)中添加“云南曲靖地方節(jié)目包”，通過節(jié)目加密、信息管理及節(jié)目包管理等綜合手段，確保只有云南省曲靖市內(nèi)的直播衛(wèi)星用戶可以接收“云南曲靖地方節(jié)目包”。

5.3 節(jié)目加密和業(yè)務(wù)信息生成

目前，衛(wèi)星直播中心采用NDS對(duì)接收進(jìn)行加密。使用該系統(tǒng)對(duì)新增的“云南曲靖地方節(jié)目包”信號(hào)進(jìn)行加密，全市統(tǒng)一使用同一個(gè)Bouquet ID，僅對(duì)曲靖市注冊(cè)用戶按本項(xiàng)目中曲靖業(yè)務(wù)主體的具體需求發(fā)送節(jié)目授權(quán)。衛(wèi)星直播中心配備綜合信號(hào)制播系統(tǒng)，完成EPG信息的制作和播出以及業(yè)務(wù)信息的生成和播出，生成符合上星技術(shù)播出要求的專用信息表。

5.4 碼流監(jiān)測(cè)

衛(wèi)星直播中心在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)下各增加1套廣播、電視節(jié)目的監(jiān)控設(shè)備。對(duì)信號(hào)傳輸通道、播出通道及上星信號(hào)各主要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括主備音視頻信號(hào)監(jiān)控、關(guān)鍵傳輸環(huán)節(jié)ASI信號(hào)監(jiān)測(cè)以及通過衛(wèi)星天線接收的回傳信號(hào)監(jiān)控。所有數(shù)據(jù)錄制并存儲(chǔ)不少于一周時(shí)間[2]。

5.5 節(jié)目上行

地方包節(jié)目傳輸和上行系統(tǒng)參數(shù)同現(xiàn)有11A轉(zhuǎn)發(fā)器節(jié)目一致，由無(wú)線局呼市地球站主站上行，北京地球站公共備站上行。

圖3 直播衛(wèi)星播控機(jī)房前端信號(hào)采集、編碼復(fù)用及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖

6 鏈路協(xié)調(diào)及任務(wù)劃分

由曲靖市廣播電視臺(tái)和衛(wèi)星直播中心共同與相關(guān)單位簽訂三方運(yùn)行維護(hù)協(xié)議，劃清維護(hù)界面，明確維護(hù)責(zé)任。鏈路協(xié)調(diào)及具體維護(hù)界面劃分如圖4所示。

圖4 鏈路協(xié)調(diào)及具體維護(hù)界面劃分框圖

根據(jù)圖4的界面劃分，各單位具體負(fù)責(zé)內(nèi)容如下：

（1）曲靖市廣播電視臺(tái)完成節(jié)目源傳輸前端建設(shè)，并負(fù)責(zé)將節(jié)目接入干線網(wǎng)；

（2）中國(guó)有線負(fù)責(zé)將曲靖市廣播電視臺(tái)節(jié)目通過干線網(wǎng)雙路由傳輸至衛(wèi)星直播中心；

（3）衛(wèi)星直播中心進(jìn)行解碼、編碼及復(fù)用、加密、播出監(jiān)聽監(jiān)看、節(jié)目包管理及用戶管理；

（4）無(wú)線局負(fù)責(zé)進(jìn)行節(jié)目集成碼流傳輸和調(diào)制上行；

（5）中國(guó)衛(wèi)通負(fù)責(zé)中星9號(hào)衛(wèi)星空間段的安全。

7 安全播出保障及應(yīng)急協(xié)調(diào)

日常運(yùn)行播出保障工作由衛(wèi)星直播中心牽頭協(xié)調(diào)組織，各播出單位按照分段負(fù)責(zé)、及時(shí)響應(yīng)的原則，分別制定本環(huán)節(jié)的安全播出保障方案，同時(shí)與上下游單位明確責(zé)任，建立應(yīng)急協(xié)調(diào)機(jī)制。任何時(shí)刻應(yīng)以“第一時(shí)間恢復(fù)播出”為根本原則，發(fā)現(xiàn)播出異態(tài)時(shí)，除及時(shí)排查自身問題外，還應(yīng)及時(shí)與上下游單位聯(lián)絡(luò)溝通，積極配合異態(tài)排查工作，并按照總局安全播出匯報(bào)有關(guān)流程進(jìn)行匯報(bào)，同時(shí)通報(bào)衛(wèi)星直播中心。衛(wèi)星直播中心在協(xié)調(diào)解決異態(tài)后，負(fù)責(zé)向監(jiān)管中心進(jìn)行匯報(bào)。

8 結(jié) 語(yǔ)

通過直播衛(wèi)星，曲靖市廣播電視臺(tái)可實(shí)現(xiàn)“曲靖地方廣播電視節(jié)目”在曲靖市山區(qū)、半山區(qū)有線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋盲區(qū)范圍內(nèi)的傳輸，解決了山區(qū)群眾無(wú)法收聽收看本地廣播電視節(jié)目的問題。