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  • 衛星在信號源前端的應用

    2022-05-08 版權聲明 舉報文章

    摘要:本文分析了文山電視調頻骨干轉播臺地面數字電視節目源的現狀,介紹了如何將中星9號衛星廣播電視信號用于中央廣播電視節目地面數字電視和數字音頻廣播備用信號源系統以及該系統主要設備的參數和調試維護的方法。

    關鍵詞:地面數字電視;信號源現狀;備用信號源;調試;維護

    1引言

    隨著中央廣播電視節目無線數字化覆蓋工程的實施,大大改善了以前模擬電視節目少、節目質量差的問題。以前1臺模擬電視發射機只能播出1套節目,現在1臺數字電視發射機可以播出8套電視節目,1臺數字音頻廣播發射機可以同時播出1套模擬廣播和3套數字音頻廣播。數字廣播電視代替模擬廣播電視,不僅降低了運行維護成本,提高了廣播電視節目的質量,而且充分利用了每個頻率,節約了有限的頻率資源。

    2地面數字節目信號源的現狀

    文山電視調頻骨干轉播臺始建于1978年,臺址位于山上,常年雨霧籠罩,工作環境十分惡劣,年平均氣溫10℃左右,平均風力6~7級,最大可達10級以上,是云南省高山無線發射4大骨干轉播臺之一,在中央廣播電視節目無線數字化覆蓋一期工程中,主要轉播12套中央標清數字電視節目(CGTN、CCTV-1、CCTV-2、CCTV-4、CCTV-9、CCTV-10、CCTV-11、CCTV-12、CCTV-13、CCTV-14、CCTV-15、CCTV-17)。作為試點臺站,還轉播4套地方節目,分別是省級標清數字電視節目1套(云南衛視)、州級標清數字電視節目2套(文山新聞綜合頻道、文山公共頻道)和文山市標清數字電視節目1套,還轉播數字音頻廣播3套(老年之聲、閱讀之聲、鄉村之聲)。中央廣播電視節目無線數字化覆蓋工程的節目信號源,主要是中星6A和6B衛星信號。目前,有中星6A信號源一主一備和中星6B信號源一主一備各一套以及信號源前端處理系統1套(衛星信號解碼器、編碼器、復用器、分配器、交換機等)。因臺站緊鄰某雷達站,所以C波段的衛星信號受到干擾,不能正常接收,中星6A和6B衛星信號的接收天線只能安裝在城區臺站,接收到的廣播電視節目(格式為AVS+和CDR)要經過信號源前端系統處理后,通過光纜和微波2種不同的路由傳輸到薄竹山機房。雖然,這2種路由都可以正常傳輸信號源,但由于傳輸鏈路長,各自都存在缺陷。微波傳輸雖然比較穩定,但受地形、建筑物等的影響比較大,特別是隨著城市的發展,高樓阻擋微波的情況越來越嚴重;光纜傳輸雖能彌補微波的缺陷,但遠距離傳輸損耗大,鏈路上易受外界破壞(人為破壞、動物咬斷、自然災害等)。此外,中星6A和6B衛星信號還受到日凌、暴雨等異常天氣和5G基站信號的干擾,也存在不穩定的因素。

    3備份信號源系統的構成與主要技術參數

    綜上所述,為解決臺站不能正常接收C波段衛星信號和避免傳輸鏈路過長出現的各種問題,在臺站安裝了Ku波段的衛星天線,接收中星9號衛星的信號作為中央廣播電視節目無線數字化覆蓋工程的備份信號源,保證接收中星6A和6B衛星信號出現故障時,地面數字廣播電視節目能正常播出。中星9號衛星是中國衛星通信集團于2008年6月9日在西昌衛星發射中心用“長征三號乙”運載火箭送入太空的廣播電視直播衛星。Ku波段下行頻率為17.3GHz~17.8GHz,接收器采用ABS-S標準。該衛星采取不加密方式傳輸節目,衛星波束可覆蓋中國全部國土,是一顆功率大、可靠性高、壽命長的電視衛星。中星9號衛星的廣播電視節目信號與中星6A和6B衛星的格式不同,所以接收的信號不能直接進入發射機,需要經過轉碼、復用等處理,才能送入發射機。

    3.1地面數字電視節目處理系統

    系統用3套1.2m衛星接收天線及3臺衛星接收機接收中星9號衛星的信號,采用下行頻率12020MHz,符號率28800,接收CCTV-1、CCTV-2、CCTV-10、CCTV-12、CCTV-13、CCTV-14、CCTV-17的電視信號;采用下行頻率12100MHz,符號率28800,接收CCTV-4、CCTV-9、CCTV-11以及CCTV-15、CGTN的電視信號;采用下行頻率11920MHz,符號率28800,接收云南衛視的電視信號。3臺衛星接收機輸出的信號為ASI碼流,格式為MPEG-2。3套本地節目(文山新聞綜合頻道、文山公共頻道、文山市廣播電視臺1套)通過光纜從城區機房傳輸到山上機房,光收機輸出的信號為ASI碼流,格式為MPEG-2。中星9號衛星接收機和光收機輸出的4路ASI信號進入轉碼器,16套電視節目經過轉碼器進行編碼、復用處理后,輸出4路ASI碼流信號,格式為AVS+,一路ASI碼流含8套節目(CCTV-1、CCTV-2、CCTV-4、CCTV-10、CCTV-12、CCTV-13、CCTV-14、CCTV-15);另一路ASI碼流也包含8套節目(CCTV-9、CCTV-11、CCTV-17、CGTN、云南衛視、文山新聞綜合頻道、文山公共頻道、文山市廣播電視臺1套),2路ASI碼流分別進入碼流切換器,碼流切換器輸出送入發射機。信號處理流程如圖1所示。

    3.2數字音頻廣播節目處理系統

    用1.2m衛星接收天線及衛星接收機接收中星9號衛星的信號,采用下行頻率11980MHz,符號率28800,接收“閱讀之聲”“鄉村之聲”“老年之聲”3套數字音頻廣播的信號,輸出的ASI碼流經過編碼后進入碼流切換器,由碼流切換器輸出送到CDR發射機。數字音頻信號處理流程如圖2所示。

    3.3主要技術參數

    中星9號衛星備份信號源系統主要設備技術參數如表1所示。

    4主要設備的調試及維護

    4.1衛星天線和接收機的安裝調試及維護

    (1)在臺站上選擇合適的位置(主要考慮遮擋、防雷、電磁干擾、氣象等)做好天線基座,按照天線說明書安裝機械部件,安裝好后,利用相關的工具儀器調整天線的方位角、仰角、極化角等,使天線對準中星9號衛星的方向。(2)用電纜線連接高頻頭和接收機,在接收機上選擇中星9號衛星,并將接收機的中心頻率、符號率設置為已知廣播電視節目信號的參數,手動調整天線指向,鎖定接收信號,并使接收機顯示接收到的信號強度最強、信號質量最好,此時固定好天線方位角、俯仰角和極化角,對星完畢。(3)掉電狀態下,將大小卡正確插入接收機卡槽,對照接收機操作手冊按步驟進行設置。按M鍵進入系統,分別設置碼流輸出項:第一步,音視頻輸出選擇CI解擾;第二步,ASI1口輸出選擇CI解擾,ASI2口輸出選擇CI解擾;第三步,信號源選擇為Tuner;第四步,高頻頭LNB類型設置為10750,本振頻率設置為10750,打開LNB供電,關閉22K開關;第五步,進入頻道搜索,信源選擇中星9號衛星,根據所需節目選擇相應的頻率、極化方式和符號率,設置好后開始進行節目搜索。用相同的方法搜索所需節目,并通過“IP推送設置”將所需節目設置好。(4)使用過程中,要保證天線固定牢靠,不能有松動,否則影響信號質量;連接電纜要做好電纜頭,保證鏈路連接良好;大小卡插入要正確到位,確保節目正常授權;接收機的電源插頭要插好,設備的保險絲要正常,注意定期對設備進行保養維護。

    4.2轉碼器的安裝調試及維護

    (1)轉碼器后面板有2個網卡(IP1和IP2),IP1和IP2可自行選擇設置為輸入或輸出。將轉碼器網卡連入網關為192.168.1.x的局域網或使用電腦直接連接轉碼器IP1或IP2,并把電腦本地IP設置為192.168.1.x(和轉碼器IP在同網段即可)。(2)在瀏覽器中輸入轉碼器IP地址,比如初始用戶名為user,密碼為123456,進入登錄界面。(3)在輸入接口處,選中(網卡1或網卡2),網絡地址中輸入UDP單播或組播地址,點擊信號檢測,當正常接收到IP信號時,流格式會顯示IP封裝MPEGTS,節目選擇可以顯示IP信號源中的MPEGTS節目名稱、音視頻PID等信息。(4)信號源檢測完畢后,在編碼設置中設置需要轉碼的音視頻格式、音視頻PID、音視頻碼率等。其中,視頻碼率控制模式(CBR、VBR)由平均碼率、最大碼率和最小碼率的關系決定。當平均碼率與最大碼率和最小碼率都相等時,視頻采用CBR碼率控制模式。當三者不相等時,視頻采用VBR碼率控制模式。編碼設置如圖3所示。(5)按照操作手冊將所需節目全部進行轉碼設置,全部設置完畢,點擊啟動按鈕后,該通道參數將不再修改,如果需要修改參數,只要點擊關閉按鈕即可。啟動編碼通道后,會顯示當前通道運行狀態,正常情況下,運行狀態顯示“正?!?,如顯示“異?!?,還需檢查本通道的參數設置是否正常。(6)在系統設置頁面中,可以恢復出廠設置、重啟或關閉轉碼器。當點擊恢復出廠設置、重啟或關閉系統按鍵時,網管頁面會提示用戶進行再次點擊確認,才會執行用戶請求,以防用戶誤操作。頁面還可以修改用戶名、密碼、導入配置和導出配置。

    4.3碼流切換器的調試和維護

    (1)將信號接入切換器的輸入口,當有信號輸入時,相應的通道指示燈亮。(2)切換方式有自動和手動,每次開機,默認為自動方式。(3)輸入通道1為主路信號,自動狀態下,當主路無信號時,自動從1到4通道的順序,依次查找有信號的通道,當找到一個通道有信號后,不再往下查找,立即切換到該通道;手動狀態下,不管有沒有輸入信號,都可以任意切換。(4)安裝設備時,應與地面可靠連接,保證電源插頭牢固,如要更換保險管,必須先拔掉電源插頭,還要定期對設備進行保養維護。

    5結語

    中星9號衛星作為廣播電視節目的信號源,雖然也存在和其他衛星信號一樣受日凌及惡劣天氣的影響,但應用處于特殊地理位置的高山廣播電視無線發射臺,作為備份信號源非常實用,與其他鏈路的信號源形成互補,也解決了不能在臺站上直接接收C波段廣播電視信號的問題,大大提升了信號源保障能力,確保廣播電視節目無線數字化覆蓋工程的安全播出。

    參考文獻:

    [1]劉洪才.廣播電視衛星數字傳輸技術[M].北京:中國廣播影視出版社,2003.

    [2]李玉嬌.數字微波傳輸在廣播電視中的應用[J].中國科技期刊數據庫科研,2016(7):41-41.

    作者:陳利鵬 單位:文山電視調頻骨干轉播臺

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