臨沂市廣播電視臺(tái) 孫運(yùn)浩

淺談臨沂地面數(shù)字電視覆蓋方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

臨沂市廣播電視臺(tái) 孫運(yùn)浩

本文主要闡述了臨沂地面數(shù)字電視的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與實(shí)施，創(chuàng)新性的采用光纖級(jí)聯(lián)交換機(jī)的傳輸方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)視和有效控制。簡(jiǎn)要介紹了項(xiàng)目需求、編碼標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)。通過近半個(gè)月的試播，效果很好，獲得了圓滿成功。此方案設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、增容擴(kuò)展簡(jiǎn)單，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

地面數(shù)字電視；AVS+；監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)；數(shù)字發(fā)射機(jī)；數(shù)模同播

1.引言

2016年11月30日，臨沂地面數(shù)字電視正式試播，共提供20套中央、省、市的無線數(shù)字電視節(jié)目，其中中央臺(tái)12套，省臺(tái)3套，臨沂臺(tái)5套，用戶可以免費(fèi)收看。

臨沂地面數(shù)字電視系統(tǒng)建設(shè)是國(guó)家惠民工程，臨沂市政府專門發(fā)文給予指導(dǎo)、督促。自2016年9月《臨沂市加快推進(jìn)地面數(shù)字電視工程建設(shè)實(shí)施方案》下發(fā)以來，我們臨沂電視發(fā)射中心在時(shí)間緊、任務(wù)繁重的情況下，克服重重困難，先后完成了地面數(shù)字電視設(shè)備的招標(biāo)，信號(hào)源的安裝調(diào)試，多工器的安裝調(diào)試，發(fā)射機(jī)的安裝調(diào)試、電視屏幕墻的調(diào)試以及監(jiān)控設(shè)備的安裝調(diào)試等工作，按時(shí)圓滿完成了臺(tái)黨委交給的任務(wù)。通過本次安裝調(diào)試工作，擴(kuò)大了臨沂臺(tái)的覆蓋半徑，覆蓋距離達(dá)到了70多公里，取得了良好的社會(huì)效益。

2.國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視覆蓋工程概況

央視節(jié)目全國(guó)無線數(shù)字電視覆蓋工程由國(guó)家廣電總局和山東省廣電局籌措規(guī)劃組織實(shí)施，該工程計(jì)劃將12套央視節(jié)目進(jìn)行AVS+標(biāo)清編碼后復(fù)用加擾為2個(gè)頻點(diǎn)，上傳到中星6A，山東省各發(fā)射臺(tái)使用AVS+專用衛(wèi)星接收機(jī)進(jìn)行解調(diào)解擾接收后，送到發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射。其中一個(gè)頻點(diǎn)含8套央視節(jié)目，以單頻網(wǎng)方式進(jìn)行發(fā)射；另一個(gè)頻點(diǎn)含4套央視節(jié)目，考慮到有效利用頻點(diǎn)帶寬，山東計(jì)劃加入省臺(tái)3套，臨沂臺(tái)1套后與央視節(jié)目一起進(jìn)行發(fā)射。

臨沂計(jì)劃從中星6A上接收央視的12套AVS+節(jié)目，同時(shí)接收國(guó)干網(wǎng)下傳的12套央視AVS+節(jié)目，并且同回傳的72套節(jié)目及山東省臺(tái)的9套節(jié)目一同進(jìn)入AVS+編碼器，進(jìn)行AVS+編轉(zhuǎn)碼，然后在總前端加入臨沂本地節(jié)目后與央視節(jié)目一起下傳，再經(jīng)過安全輸出系統(tǒng)及EFG系統(tǒng)處理后，通過復(fù)用器傳輸?shù)脚R沂電視發(fā)射塔發(fā)射。其中，臨沂電視發(fā)射中心的第一個(gè)頻點(diǎn)以6A衛(wèi)星接收的信號(hào)做為主路，省里回傳的信號(hào)做為備路輸出。

3.臨沂國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視規(guī)劃建設(shè)情況

實(shí)施國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視覆蓋建設(shè)既是一項(xiàng)技術(shù)工程又是一項(xiàng)政治任務(wù)，必須嚴(yán)格執(zhí)行；站在臨沂臺(tái)的角度，我們不僅要完成上級(jí)規(guī)劃的數(shù)字化覆蓋任務(wù)，還應(yīng)考慮我臺(tái)其他電視節(jié)目的數(shù)字化覆蓋。

3.1 項(xiàng)目需求

根據(jù)總局和省局的規(guī)劃和部署，建立國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視，為廣大人民群眾提供標(biāo)清免費(fèi)電視節(jié)目。其中項(xiàng)目需要的設(shè)備和產(chǎn)品主要包括：AVS+編解碼復(fù)用器、視頻音頻處理器、數(shù)字光端機(jī)、AVS+地面數(shù)字電視機(jī)頂盒、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、監(jiān)控系統(tǒng)、光纖傳輸、測(cè)試儀器、多工器、發(fā)射機(jī)等。第一期地面數(shù)字電視工程臨沂市共設(shè)三個(gè)頻點(diǎn)，分別是13頻道（中心頻率474MHZ）、16頻道(中心頻率498MHZ)和25頻道（中心頻率610MHZ）。

3.2 現(xiàn)有條件

本項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)定于臨沂電視發(fā)射塔A4層監(jiān)控機(jī)房，前端和發(fā)射系統(tǒng)定于臨沂電視發(fā)射塔C4層發(fā)射機(jī)房，A4層監(jiān)控機(jī)房至C4層發(fā)射機(jī)房線距300米。節(jié)目數(shù)量暫定24套，其中12套中央電視節(jié)目，3套省臺(tái)節(jié)目，5套臨沂本地節(jié)目、預(yù)留4套節(jié)目。

3.3 系統(tǒng)信源編碼標(biāo)準(zhǔn)

本系統(tǒng)前端信源的編碼標(biāo)準(zhǔn)采用國(guó)標(biāo)AVS+，即數(shù)字電視地面廣播標(biāo)準(zhǔn)（GB20600-2006），該標(biāo)準(zhǔn)可用的凈荷率從4.813到32.468Mbps，即每個(gè)頻點(diǎn)的所有節(jié)目?jī)?nèi)容和服務(wù)信息碼率均在上述范圍，并且能在需要時(shí)免費(fèi)平滑升級(jí)。根據(jù)臨沂電視發(fā)射塔的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，結(jié)合信道編碼調(diào)制參數(shù)，在有效覆蓋范圍和播出節(jié)目數(shù)量之間做出了最合理的平衡和優(yōu)化后，設(shè)置了每個(gè)頻點(diǎn)傳輸8套AVS+編碼標(biāo)清節(jié)目。

3.4 項(xiàng)目主要設(shè)備技術(shù)性能指標(biāo)

ASI信號(hào)監(jiān)測(cè)卡，選用博匯BHA31，該卡可實(shí)現(xiàn)ASI信號(hào)的接收、碼流分析，碼流TS over IP輸出等；板卡可對(duì)輸入的TS流進(jìn)行TR101 290三級(jí)錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)及告警，并將輸入的TS流打包，在一個(gè)千兆網(wǎng)口輸出；支持后裝載、熱插拔。

地面數(shù)字電視監(jiān)測(cè)卡，選用博匯BHDT56，該設(shè)備支持6路國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視信號(hào)接收、信道指標(biāo)監(jiān)測(cè)、碼流分析、碼流TS over IP輸出功能；支持單載波或多載波信號(hào)輸入；支持?jǐn)?shù)據(jù)廣播和EPG信息的解析；可在上位機(jī)控制下完成輪巡監(jiān)測(cè)功能；板卡自帶溫度傳感器，可監(jiān)測(cè)機(jī)箱環(huán)境溫度。

多通道模擬視音頻編碼卡，選用博匯BHCV23，該卡可將1～8路模擬 CVBS 信號(hào)和 1～8 路音頻進(jìn)行 MPEG-2 實(shí)時(shí)編碼，并打包成單節(jié)目TS流，通過千兆網(wǎng)口組播輸出。

監(jiān)測(cè)報(bào)警服務(wù)器，選用博匯TrinityAres-Display，該卡可完成各環(huán)節(jié)節(jié)目的多畫面顯示監(jiān)測(cè)報(bào)警功能；對(duì)于視頻故障，可以精確到幀監(jiān)測(cè)，并可指定監(jiān)測(cè)區(qū)域，能對(duì)馬賽克進(jìn)行監(jiān)測(cè)；支持黑場(chǎng)、靜幀、視頻丟失、視頻解碼異常、彩條等視頻故障監(jiān)測(cè)。

AVS+編解碼復(fù)用器，選用上海國(guó)茂SA1103A，1主1備，該卡采用軟件編碼方式，支持AVS﹑AVS+﹑H.264編碼格式；支持SDI﹑ASI﹑IP輸入；支持復(fù)用及解復(fù)用功能，可將ASI接口、IP接口輸入/輸出的TS流進(jìn)行復(fù)用或解復(fù)用；支持IP傳輸流復(fù)用輸出；支持組播和單播。

數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，選用同方吉兆GME11D13，該發(fā)射機(jī)采用雙激勵(lì)器設(shè)計(jì)，主備激勵(lì)器可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，軟故障自動(dòng)恢復(fù)；發(fā)射機(jī)輸出設(shè)有帶通濾波器；支持熱插拔；開關(guān)電源具有欠壓、過壓、過流顯示報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)功能；末級(jí)功放具有過載、過激勵(lì)、過熱顯示報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)功能；整機(jī)具有高駐波、本振失鎖等報(bào)警顯示和自動(dòng)保護(hù)功能；支持單頻網(wǎng)、多頻網(wǎng)工作模式；具有QPSK、QAM等調(diào)制方式的轉(zhuǎn)換功能；激勵(lì)器能夠自動(dòng)檢測(cè)并調(diào)整輸出功率，使發(fā)射機(jī)保持輸出穩(wěn)定。

3.5 地面數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，地面數(shù)字電視信號(hào)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的原理如圖1所示，該系統(tǒng)主要可實(shí)現(xiàn)以下6種功能：

圖1 臨沂地面數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)原理圖

（1）對(duì)省里回傳的2路主備ASI信源共48套AVS+電視節(jié)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)，冗余備份8路監(jiān)測(cè)通道。

（2）實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)耦合輸出信號(hào)的監(jiān)測(cè)，主要是對(duì)3個(gè)頻點(diǎn)的地面數(shù)字電視射頻信號(hào)共24套AVS+電視節(jié)目信號(hào)的監(jiān)測(cè)。

（3）實(shí)現(xiàn)對(duì)3個(gè)頻點(diǎn)地面數(shù)字電視開路信號(hào)共24套AVS+電視節(jié)目信號(hào)的監(jiān)測(cè)。

（4）實(shí)現(xiàn)對(duì)4套模擬電視信號(hào)的發(fā)射機(jī)耦合口輸出信號(hào)監(jiān)測(cè)及兩路模擬電視信號(hào)的自動(dòng)切換功能。

（5）對(duì)通過交換機(jī)的所有信號(hào)完成碼流解碼，對(duì)視音頻內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，并在電視墻上進(jìn)行語音報(bào)警、多畫面組合和碼流監(jiān)測(cè)信息顯示等；

（6）實(shí)現(xiàn)對(duì)黑場(chǎng)、靜幀、視頻丟失、臺(tái)標(biāo)丟失等視頻故障監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻丟失、音量過高、音量過低等音頻故障監(jiān)測(cè)。

4.總結(jié)

通過優(yōu)化設(shè)計(jì)基于AVS+標(biāo)準(zhǔn)的地面無線數(shù)字電視方案，克服重重困難，圓滿完成了上級(jí)規(guī)劃的數(shù)字化覆蓋任務(wù)。并且在充分利用現(xiàn)有條件下，成功實(shí)現(xiàn)了我臺(tái)全部節(jié)目數(shù)模同播，保證了我臺(tái)電視節(jié)目的宣傳和覆蓋。臨沂地面數(shù)字電視的成功開播，不但能提供優(yōu)質(zhì)可靠的視音頻節(jié)目，還不受用戶數(shù)量的影響，可隨時(shí)滿足人們的需求，擴(kuò)大了臨沂臺(tái)的覆蓋半徑，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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孫運(yùn)浩（1985—），男，山東臨沂人，碩士，工程師，現(xiàn)就職于臨沂市廣播電視臺(tái)，主要研究方向：廣播電視工程技術(shù)。