數字電視微波信號源設計與實(shí)現

廣播電視無(wú)線(xiàn)覆蓋是推進(jìn)廣播電視公共服務(wù)最基本的手段之一，地面數字電視具有節目豐富、畫(huà)面清晰、抗干擾性強等優(yōu)點(diǎn)。為增強省內中央12 套地面數字電視播出的可靠性，確保安全播出，在衛星信號源的基礎上，增加微波信號源，使各發(fā)射臺站實(shí)現衛星和微波雙信號源?，F有山西省內中央12 套地面數字電視信號源的主要是衛星信號，山西廣播電視無(wú)線(xiàn)管理中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)省無(wú)管中心）下屬各臺站承擔著(zhù)中央地面數字電視節目覆蓋工程，但信號源只有一路衛星信號，為增強省內中央12 套地面數字電視播出的可靠性，確保安全播出，雙信號源建設十分必要，經(jīng)論證提出了在省內微波首站增加微波信號源，使各發(fā)射臺站將微波信號做為作為地面數字電視的備用信源。

1 發(fā)射臺站現有地面數字電視構架

中央電視無(wú)線(xiàn)數字化覆蓋單頻網(wǎng)系統架構由前端系統、傳輸鏈路和發(fā)射臺站三部分組成。如圖1 地面數字電視構架圖所示。在中央電視臺進(jìn)行12 套電視節目編碼，主用中星6A衛星傳輸鏈路，備用地面傳輸網(wǎng)絡(luò )（光纜或微波）或臺站備份前端的方式分發(fā)，發(fā)射臺站經(jīng)過(guò)信號接收處理和碼流切換后，通過(guò)發(fā)射系統實(shí)現地面無(wú)線(xiàn)覆蓋。我省大部分發(fā)射臺站只有衛星傳輸鏈路，是單路信號源。衛星傳輸鏈路中信號源傳輸接引系統將前端系統的輸出信號接引到地球站，經(jīng)單頻網(wǎng)適配器適配后進(jìn)入上行系統，上行系統完成衛星信號調制、上變頻、高功放和發(fā)射，接收系統接收衛星信號，解調、解擾還原出兩路傳送碼流給地面發(fā)射系統。多路節目經(jīng)過(guò)AVS+編碼器進(jìn)行編碼，送入復用器，經(jīng)加擾后的TS流與GPS/北斗系統的校時(shí)系統共同送入單頻網(wǎng)適配器，加入校時(shí)信息的TS流通過(guò)衛星調制器經(jīng)上變頻后送入衛星鏈路。在單頻網(wǎng)適配器的設計時(shí)，應充分考慮延時(shí)的問(wèn)題。同時(shí)，衛星調制器的引入破壞了單頻網(wǎng)TS流分配的“透明傳輸”要求，衛星調制器需要對輸入的TS流進(jìn)行空包的填充，從而保證碼率的正確適配。同時(shí)發(fā)射臺的單頻網(wǎng)適配器的空包處理也應當與衛星調制器的空包處理相對應。在不改變其現有硬件平臺的基礎上，增加相應的特定空包插入和恢復功能，實(shí)現地面數字電視單頻網(wǎng)的組網(wǎng)。各縣級發(fā)射站點(diǎn)主要由央視節目信號源衛星接收、編轉碼處理、節目傳送、信號發(fā)射、信號接收等環(huán)節構成。具體如下所述：?jiǎn)晤l網(wǎng)的地面數字8 套電視節目信號通過(guò)衛星接收天線(xiàn)接收衛星信號，經(jīng)過(guò)主備兩路AVS+解碼器解碼后，經(jīng)過(guò)碼流切換器，作為主用信號和來(lái)自本地網(wǎng)絡(luò )中心備用信號經(jīng)過(guò)單頻網(wǎng)碼流切換器切換選出一路，送到單頻網(wǎng)發(fā)射機進(jìn)行發(fā)射。多頻網(wǎng)的地面數字4 套地數電視節目信號通過(guò)衛星接收天線(xiàn)接收衛星信號，經(jīng)過(guò)主備兩路AVS+解碼器解碼后，與來(lái)自光纖的本地4 套電視節目一起送入EMR編轉碼器，形成央視8 套電視節目，送入碼流切換器2 選出一路，作為主用信號和來(lái)自本地網(wǎng)絡(luò )中心備用信號經(jīng)過(guò)多頻網(wǎng)碼流切換器切換選出一路，送到多頻網(wǎng)發(fā)射機進(jìn)行發(fā)射。

2 增加微波信號源的設計與實(shí)現

山西廣播電視無(wú)線(xiàn)管理中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)省無(wú)管中心）各臺站承擔著(zhù)中央地面數字電視節目覆蓋工程，但信號源只有一路衛星信號，為了確保安全播出，現需要增加備用信號源作為省無(wú)管中心的微波傳輸信源。對“中央地面數字電視12 套電視節目”信源經(jīng)省網(wǎng)總前端機房傳輸至省無(wú)管中心主機房進(jìn)行設計。如圖2 微波信號源下傳網(wǎng)絡(luò )拓撲圖所示。

2.1 信號源部分

中央地面數字電視12 套電視節目（AVS+編碼）封裝成兩個(gè)包，分別為8 套節目一個(gè)包及4 套節目一個(gè)包，由國干網(wǎng)2 個(gè)45M傳輸通道下傳至省網(wǎng)總前端機房，下聯(lián)2 臺E3 轉ASI適配器，輸出2 個(gè)TS流，輸出接口為ASI，該信號源下傳由國網(wǎng)負責，現已完成。

2.2 省網(wǎng)OTN傳輸部分

在省網(wǎng)總前端機房（地球站），信號源2 個(gè)TS流經(jīng)ASI轉IP復用器復用成1 個(gè)千兆IP光口輸出，上聯(lián)省網(wǎng)OTN傳輸至省臺OTN機房（省局主樓3 層，OTN有環(huán)路保護），使用OTN1 個(gè)千兆傳輸專(zhuān)線(xiàn)，輸出IP光口。復用器配置雙機主備。信號源2 個(gè)ASI信號，經(jīng)過(guò)復用器復用后，將ASI信號轉成IP信號，送入省網(wǎng)OTN傳輸平臺。本次方案設計，ASI轉IP復用器選用哈雷ProStream9100 復用器，設備需配置1RU機框，雙電源，1 塊4G板卡，1 塊ASI端口卡。為保證播出安全建議采用1 ：1 的備份機制，采購兩臺PRO9100 進(jìn)行主備。

2.3 省臺OTN機房至省無(wú)管中心

主機房傳輸部分省臺OTN機房至省無(wú)管中心主機房（省局主樓十一樓）原直通12 芯光纜，使用備纖中的兩纖，實(shí)現信號源專(zhuān)線(xiàn)傳輸。由于省無(wú)管中心目前匯聚設備為百兆IP電口，因此，需要新增加一臺光交換機，支持千兆IP光口和百兆IP電口交換。因省無(wú)管中心主機房交換機無(wú)光接口，為接收省網(wǎng)OTN光信號，需增加一臺光交換機，同時(shí)可以為以后電路擴容提供對接端口，光交換機選用華為S2720-28TP-EI交換機，端口配置24 個(gè)10/100Base-TX以太網(wǎng)端口，4 個(gè)千兆SFP，2 個(gè)復用的10/100/1000Base-T以太網(wǎng)。在微波首站，經(jīng)光交換機、復用器、核心交換機分別將地面數字4 套電視節目和地面數字8 套電視節目進(jìn)行組播配置，央視4 套電視節目組播地址分別為225.0.0.4 ，央視8 套電視節目組播地址分別為225.0.0.5 經(jīng)微波復用設備V-Node傳送至微波設備，通過(guò)微波在微波首站傳輸至廟前山站后，經(jīng)東線(xiàn)、南線(xiàn)、北線(xiàn)三個(gè)方向覆蓋至全省各省級發(fā)射臺站。如圖3 增加微波信號源的節目顯示所示，由此實(shí)現了省級高山臺站發(fā)射點(diǎn)微波衛星兩路信號源。

總結：

廣播電視無(wú)線(xiàn)覆蓋是推進(jìn)廣播電視公共服務(wù)最基本的手段之一，地面數字電視具有節目豐富、畫(huà)面清晰、抗干擾性強等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣大人民群眾的熱烈歡迎。結合中央地面數字電視無(wú)線(xiàn)覆蓋工程需要，山西利用省內微波干線(xiàn)電路通道，增加微波信號源，提高了全省中央地面數字電視無(wú)線(xiàn)覆蓋發(fā)射任務(wù)的可靠性。