張明智（作者單位：沈陽廣播電視臺(tái)）

衛(wèi)星車高清升級(jí)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

張明智
（作者單位：沈陽廣播電視臺(tái)）

沈陽廣播電視臺(tái)為了滿足臺(tái)內(nèi)新聞突發(fā)和全運(yùn)會(huì)信號(hào)傳遞，于2010年購入三訊道數(shù)字衛(wèi)星車。為適應(yīng)高清發(fā)展的需要，原有三訊道數(shù)字衛(wèi)星車急需高清升級(jí)改造。改造后的衛(wèi)星車，為全高清信號(hào)錄制、傳輸，同時(shí)兼顧標(biāo)清，能完成大型綜藝節(jié)目和體育賽事的級(jí)聯(lián)功能，具有高質(zhì)量的視、音頻技術(shù)指標(biāo)。

1　視頻系統(tǒng)

本車系統(tǒng)采用高清視頻，采用2+1訊道，配置2套索尼HDC1580R高清攝像機(jī)，其傳輸方式采用光纖傳輸?shù)姆绞健?套索尼pdw-700加無線微波LINK通過無線微波傳回，如有需要可連接2套索尼pdw-700通過視頻線接外接口箱傳回，實(shí)現(xiàn)2+1+2訊道。視頻切換、監(jiān)視系統(tǒng)均為純高清。

圖1　視頻系統(tǒng)圖

切換臺(tái)選用crossover公司SOLO 1級(jí)M/E高清切換臺(tái)，切換臺(tái)配置輸入12路，可選輸出6路。10直切鍵，切換臺(tái)的大部分輸入信號(hào)直接從信號(hào)源接入，還有2路信號(hào)從高清視頻矩陣中調(diào)配。

選用16×16 Harris高標(biāo)清兼容矩陣作為應(yīng)急切換和系統(tǒng)信號(hào)調(diào)度。包括外來信號(hào)在內(nèi)的所有信號(hào)源信號(hào)以及切換臺(tái)M/E的PGM、PVW、CLEANFEED和AUX輸出信號(hào)均輸入矩陣中。在系統(tǒng)中矩陣擔(dān)負(fù)了應(yīng)急通道、分配通道、監(jiān)視通道以及畫面動(dòng)態(tài)監(jiān)看等信號(hào)的調(diào)度功能。矩陣配置了1個(gè)控制面板供導(dǎo)演選取監(jiān)看畫面、錄像機(jī)選源信號(hào)使用。

選取2臺(tái)索尼高清藍(lán)光錄像機(jī)，可以錄制高清和標(biāo)清信號(hào)，滿足現(xiàn)有高標(biāo)清兼容的情況，完美保證節(jié)目錄制。圖1為視頻系統(tǒng)圖。

2　音頻系統(tǒng)

音頻系統(tǒng)是以數(shù)字調(diào)音臺(tái)01V96為核心，輔之以加解嵌板、音分板和監(jiān)聽部分構(gòu)成的。該車另購了一塊與調(diào)音臺(tái)相配的16路數(shù)字音頻擴(kuò)展卡，音頻系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)外來的16路模擬音頻及16路數(shù)字音頻進(jìn)行同時(shí)處理，調(diào)音臺(tái)的輸入輸出支持A/A、A/D、D/A、D/D等四種模式。與模擬調(diào)音臺(tái)相比使用數(shù)字調(diào)音臺(tái)可大大簡化音頻的周邊系統(tǒng)。作為一款小型數(shù)碼調(diào)音臺(tái)，01V96具有提供無損的24-bit/96kHz數(shù)字音頻處理功能，以及同時(shí)40路的混音能力。01V96廣泛應(yīng)用于多軌錄音、立體聲縮混和環(huán)繞聲制作，特別適合小型中小型轉(zhuǎn)播車的使用。完全滿足新聞突發(fā)、小型綜藝活動(dòng)、訪談、

會(huì)議的轉(zhuǎn)播及音頻制作，能夠完成立體聲制作的記錄、傳輸和監(jiān)聽。本音頻系統(tǒng)硬件具有以下特點(diǎn)。

圖2　音頻系統(tǒng)圖

（1）具有17個(gè)100 mm的電動(dòng)衰減器。衰減器可以用于控制輸入通道，輔助發(fā)送和母線輸出，衰減器的功能可以由四個(gè)可選的軟件層來決定。

（2）內(nèi)置一塊320×240像素的液晶顯示屏，一方面方便查閱目前通道的狀況，另一方面可以通過監(jiān)看屏幕狀態(tài)調(diào)節(jié)按鈕和控制器來改變選中通道的均衡參數(shù)。

（3）具有8個(gè)可以自定義的功能鍵，可以控制和預(yù)置01V96的各種內(nèi)部參數(shù)。

（4）具有ADAT光纖接口。

（5）輸入和輸出端口特性：具有12個(gè)帶48 V幻象供電的話筒/線路輸入和4個(gè)線路輸入；沈陽廣播電視臺(tái)衛(wèi)星車上已安裝了16路數(shù)字?jǐn)U展卡，支持16路數(shù)字音頻信號(hào)的輸入及輸出；任意一個(gè)母線輸出和通道插入都可以路由到4個(gè)Omni輸出；單獨(dú)的立體聲輸出和監(jiān)聽輸出；輸入分配可以分配輸入信號(hào)到需要的路徑上；輸出分配可以分配母線輸出信號(hào)和輸入通道直接把信號(hào)輸出到需要的輸出連接頭。衛(wèi)星車的監(jiān)聽部分由一臺(tái)RM-2監(jiān)聽單元和二支監(jiān)聽耳機(jī)組成。

音頻傳輸采用3種方式：第一，綜合電纜，信號(hào)通路包括4路音頻輸入、4路音頻輸出、2路視頻信號(hào)和1路220V電源；第二，多心電纜，2路音頻通路，2路視頻通路；第三，攝像機(jī)隨機(jī)話筒通道拾音。圖2為音頻系統(tǒng)圖。

3　衛(wèi)星系統(tǒng)

我們選用ku波段工作頻率是12～18GHz，帶寬800MHz。ku波段頻率高，波長短，受地面無線電干擾小。在效率和增益相同的情況下，ku波段天線口徑比C波段口徑小。

3.1編碼調(diào)制器（1:1備份+倒換控制器）

在衛(wèi)星系統(tǒng)中，TANDBERG E5788編碼調(diào)制一體機(jī)能夠?qū)崟r(shí)將輸入的視音頻信號(hào)進(jìn)行高清MPEG-2的4:2:2P@HL、 4:2:0MP@HL和標(biāo)清MPEG-2的4:2:2P@ ML、4:2:0MP@ML編碼，該碼流速率在1.5～90Mbps連續(xù)可調(diào)，客戶可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求設(shè)定該值（通常該值越大，說明壓縮率越小，圖像質(zhì)量越高）。其中編碼器配置了BISS加擾功能，可以對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行簡單的7位密鑰加密，以保證傳輸信號(hào)的產(chǎn)權(quán)不被侵犯。E5788內(nèi)置有符合DVB‐S標(biāo)準(zhǔn)的QPSK調(diào)制器，通過購買的軟件授權(quán)，可升級(jí)到支持8PSK/16QAM調(diào)制，升級(jí)后的調(diào)制器能夠?qū)⒕幋a器輸出的DVB-ASI碼率進(jìn)行信道編碼和QPSK/8PSK/16QAM調(diào)制。為提高傳輸效率，E5788選配有符合DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)的QPSK/8PSK調(diào)制器，比DVB-S標(biāo)準(zhǔn)可節(jié)約30%租星帶寬。同時(shí)提供監(jiān)視輸出接口。支持多種視頻輸入方式，即內(nèi)嵌音頻信號(hào)的HD/SDI數(shù)字信號(hào)、模擬復(fù)合視頻信號(hào)、模擬平衡音頻信號(hào)和AES/ EBU數(shù)字音頻輸入信號(hào)。每臺(tái)編解碼器具備3路ASI單節(jié)目碼流輸出，輸出的1

路ASI碼流進(jìn)入跳線排，供RX1290解碼器ASI輸入閉環(huán)監(jiān)測(cè)。其中備用編碼器輸出另一路ASI碼流輸入到主編碼器的ASI復(fù)用板卡的輸入口。主編碼器中配置ASI Remux板卡，實(shí)現(xiàn)2路碼流復(fù)用到一路輸出。在系統(tǒng)配置的1:1熱備份系統(tǒng)中，使用倒換控制器可以手動(dòng)或自動(dòng)在主備設(shè)備之間進(jìn)行切換；尤其在自動(dòng)模式下，當(dāng)主用設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)鏈路會(huì)自動(dòng)切換到備用設(shè)備，確保直播任務(wù)的順利完成。

3.2Xicom XTD-400K TWTA室外型高功放

Xicom XTD-400K是一款低安裝成本、長壽命的功率放大器。它消除了以往放大器需要外保護(hù)以及天線與放大器之間的長波導(dǎo)聯(lián)接的缺點(diǎn)，例如，400W外置功放由于使用更短的波導(dǎo)，其輸出的EIRP相當(dāng)于一臺(tái)安裝在室內(nèi)機(jī)架上的600W功放。同時(shí)RF濾波器、冷卻裝置和監(jiān)控系統(tǒng)均包含在功放內(nèi)，它具有高可靠性、低維護(hù)成本和低替換成本等特點(diǎn)。XTD-400K使用了高效率的行波管，其優(yōu)點(diǎn)是減少了主功率的開銷、降低了工作時(shí)的內(nèi)部溫度、擴(kuò)展了可靠性，這些優(yōu)點(diǎn)在線性及飽和工作模式下同樣有效。內(nèi)建的L-Band BUC取代了一個(gè)獨(dú)立的ODU外設(shè)，L-Band輸入信號(hào)以及一個(gè)10MHz的參考信號(hào)僅通過一根同軸線纜輸入。XTD-400K支持單機(jī)工作、1:1、1+1相位疊加的工作模式，一個(gè)外置的控制器可讓用戶在本地對(duì)高功放進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

3.3車載天線

高功放自動(dòng)倒換開關(guān)輸出的射頻信號(hào)通過波導(dǎo)進(jìn)入車載天線發(fā)射上星。整個(gè)車載天線系統(tǒng)由天饋系統(tǒng)、天線伺服系統(tǒng)、天線控制系統(tǒng)組成。我們選用的是英國Vislink集團(tuán)Advent公司專門為車載式衛(wèi)星地球站設(shè)計(jì)的NewSwift1.8 m Ku天線，該天線具有尺寸小、重量輕（120Kg）和增益高、抗風(fēng)能力強(qiáng)、使用耐久性好、發(fā)送和接收頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)。其特點(diǎn)是，最新的HD型號(hào)天線設(shè)計(jì)可安放2臺(tái)400W或750W TWTA高功放的設(shè)備艙。極大地節(jié)省車內(nèi)空間，減少了射頻波導(dǎo)的損耗。在天線控制方面，配置的是Advent公司ACU5000系列中的ACU5216天線控制器，內(nèi)置信標(biāo)接收機(jī)，配有GPS、電子羅盤、水平測(cè)量儀，通過計(jì)算得出衛(wèi)星指向參數(shù)。對(duì)天線的極化角、方位角、俯仰角等進(jìn)行控制，具備自動(dòng)定位、極化轉(zhuǎn)換、自動(dòng)/手動(dòng)控制天線展開和收藏等功能。天線控制器可存儲(chǔ)達(dá)100顆衛(wèi)星參數(shù)和800個(gè)城市坐標(biāo)信息，實(shí)時(shí)顯示天線角度等參數(shù)，通過簡單方便的前面板操作即可自動(dòng)控制天線的展開和收攏。天線控制器根據(jù)信標(biāo)接收機(jī)反饋的信標(biāo)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)“一鍵通”對(duì)星。在應(yīng)急情況下可手動(dòng)調(diào)整衛(wèi)星天線。

4　外來接口箱

外接口處預(yù)留了豐富多樣的接口，多個(gè)可輸入高標(biāo)清信號(hào)，多個(gè)PGM高標(biāo)清以及模擬信號(hào)、多個(gè)可選的矩陣以高標(biāo)清以及模擬信號(hào)、多個(gè)音頻數(shù)字以及模擬的輸入輸出信號(hào)，通話2線4線接口、網(wǎng)線接口、TEL接口等可滿足與臺(tái)里六訊道高清車無縫級(jí)聯(lián)。

衛(wèi)星車高清升級(jí)后分擔(dān)了部分六訊道高清車制播任務(wù)，緩解了臺(tái)里轉(zhuǎn)播車使用緊張，轉(zhuǎn)播地點(diǎn)停車難的問題。