米亮 汪歡 江蘇省廣播電視總臺(tái)

1.引言

地面廣播電視空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用接收天線，通過終端設(shè)備解調(diào)出廣播電視信號(hào)，監(jiān)測(cè)發(fā)射信號(hào)質(zhì)量?？帐毡O(jiān)測(cè)系統(tǒng)是廣播電視安全播出的重要保障，是監(jiān)測(cè)播出系統(tǒng)是否正常運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在廣播電視播出過程中，建立安全的廣播電視空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)測(cè)廣播電視播出的信息狀況，并且能夠迅速發(fā)現(xiàn)播出故障，有利于維護(hù)人員及時(shí)采取措施，保障廣播電視安全播出。

江蘇省廣播電視發(fā)射傳輸臺(tái)承擔(dān)了模擬電視1CH、10CH、38CH，數(shù)字電視21CH、44CH信號(hào)的傳輸、發(fā)射及監(jiān)測(cè)。模擬電視空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用年限較久，接收天線老化嚴(yán)重，遇到惡劣天氣畫面接收不穩(wěn)定，容易受到干擾。模擬電視接收天線無法滿足近年新增的地面數(shù)字電視接收要求，為此增加了多副地面數(shù)字接收天線，致使接收天線數(shù)量多，不便管理。為解決以上問題，我們開展了無線發(fā)射電視空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

無線發(fā)射電視空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由接收天線、解調(diào)設(shè)備和終端監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成。系統(tǒng)采用多副天線接收發(fā)射信號(hào)，接收天線統(tǒng)一成端到配線架，通過配線架調(diào)度、管理接收天線。解調(diào)設(shè)備將信號(hào)接收解調(diào)后發(fā)送給電腦、采集工控機(jī)、液晶顯示器等終端監(jiān)控設(shè)備。終端設(shè)備將接收信號(hào)通過畫面、語音報(bào)警等形式形象直觀地呈現(xiàn)在值班人員面前。

2.1.1 選取接收點(diǎn)

原接收天線集中于三樓樓頂，改進(jìn)后將天線分別安裝在三樓樓頂和電視塔塔樓。新選取的塔樓接收點(diǎn)，距離發(fā)射天線更近，接收效果更好。優(yōu)化改造后，模擬電視和數(shù)字電視均有三樓和塔樓兩個(gè)信號(hào)接收點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)異地備份。

圖1 空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

整個(gè)系統(tǒng)有4副天線，塔樓和三樓樓頂各2副。4副天線均成端到配線架，可通過跳線靈活方便選取天線。

2.1.2 增加發(fā)射機(jī)耦合信號(hào)

原空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，如果模擬電視信號(hào)接收畫面質(zhì)量變差，無法快速判斷故障源頭是接收天線還是發(fā)射機(jī)。系統(tǒng)增加發(fā)射機(jī)耦合信號(hào)，將發(fā)射機(jī)同軸開關(guān)輸出的射頻信號(hào)送入博匯解調(diào)設(shè)備。一方面可以和空收信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，判斷其接收質(zhì)量好壞，另一方面，在電視信號(hào)接收畫面出現(xiàn)問題時(shí)，可以快速判斷故障源頭，及時(shí)進(jìn)行處理。

圖2 空收監(jiān)測(cè)接收系統(tǒng)圖

博匯BHRF34多通道模擬電視解調(diào)卡模擬信號(hào)解調(diào)后，通過專用大屏顯示器進(jìn)行畫面監(jiān)控，該方案完善了空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。改造后的空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)抗干擾能力更強(qiáng)，不容易受到外界干擾。多點(diǎn)位多天線多途徑獲取信號(hào)，確?？帐毡O(jiān)測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定工作。

2.1.3 優(yōu)化系統(tǒng)

圖3 發(fā)射機(jī)耦合信號(hào)圖

原博匯BHRF34多通道模擬電視解調(diào)卡將模擬信號(hào)解調(diào)后經(jīng)視頻、音頻分配器分發(fā)給畫面分割器、采集工控機(jī)、切換器等設(shè)備。視頻、音頻分配器占用較多機(jī)柜槽位，由于后期不斷新增設(shè)備，機(jī)柜空間資源十分緊張。本次方案擴(kuò)容原有博匯空收采集設(shè)備，新增一塊BHRF34多通道模擬電視解調(diào)卡，擴(kuò)展了輸出接口。拆除原有視頻、音頻分配器，釋放了機(jī)柜空間資源，同時(shí)減少了傳輸節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)扁平化管理。

2.2 信號(hào)接收

2.2.1 天線要求及選型

選取接收位置較好的接收點(diǎn)，為減少天線數(shù)量，天線需能同時(shí)接收模擬電視和數(shù)字電視；選取不同接收點(diǎn)實(shí)現(xiàn)異地備份；增加發(fā)射機(jī)耦合信號(hào)作為解調(diào)信號(hào)輸入，便于分析對(duì)比排查故障。

需要完成模擬電視1CH、10CH、38CH頻道和數(shù)字電視21CH、44CH頻道信號(hào)的接收。天線的接收頻率范圍較大，其中模擬1CH、10CH、38CH圖像載頻分別為49.75MHz、200.25MHz、711.25MHz，數(shù)字21CH、44CH接收頻率分別為538MHz、762MHz。

經(jīng)測(cè)試，塔樓距離發(fā)射天線較近、無遮擋，選用3C-18A高清數(shù)字天線，接收效果很好，天線頻率范圍為470Hz-862MHz，增益為9-12dBi，駐波比為≤1.5。此外，由于塔樓的特殊環(huán)狀結(jié)構(gòu)，為保證更好的接收效果，在南面和北面各安裝一副，以作備份和對(duì)比。三樓地勢(shì)較低，電磁環(huán)境復(fù)雜，經(jīng)對(duì)比測(cè)試，相控陣天線接收效果更佳。

2.2.2 光端機(jī)

在塔樓安裝接收天線后，到中心機(jī)房傳輸距離大于200米，傳輸距離較遠(yuǎn)。為了減少損耗，保證接收質(zhì)量，可利用現(xiàn)有光通道，將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后再傳送?，F(xiàn)有光端機(jī)無法完成射頻信號(hào)的傳輸，需要重新購置。經(jīng)反復(fù)測(cè)試，為了保證接收質(zhì)量，選取射頻GXT-01光端機(jī)，其可傳輸射頻信號(hào)頻率范圍為45-870MHz，低RF輸入電平，自帶預(yù)失真校正，且適用于長(zhǎng)距離傳輸。

2.3 信號(hào)解調(diào)

2.3.1 解調(diào)設(shè)備要求及選型

地面模擬電視解調(diào)設(shè)備和地面數(shù)字電視解調(diào)設(shè)備采用集成度高的設(shè)備，并帶有多路輸出接口，且避免使用分配器擴(kuò)展接口。一方面減少機(jī)柜空間的占用，另外一方面可減少傳輸節(jié)點(diǎn)，便于維護(hù)管理。

設(shè)置多途徑監(jiān)控渠道，如畫面分割器、采集工控機(jī)和切換器，可直觀快速發(fā)現(xiàn)故障，同時(shí)通過對(duì)比畫面，找出異常原因。

解調(diào)設(shè)備選用博匯地面模擬電視解調(diào)設(shè)備、熊貓地面數(shù)字電視解調(diào)設(shè)備和博匯地面數(shù)字電視解調(diào)設(shè)備。

（1）博匯地面模擬電視解調(diào)設(shè)備

博匯BHRF34多通道模擬電視解調(diào)卡，完成8路模擬射頻信號(hào)解調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)控制。BHRF34多通道模擬電視解調(diào)卡是高性能CATV射頻解調(diào)器，應(yīng)用于大、中、小型有線電視網(wǎng)絡(luò)模擬前端信號(hào)監(jiān)測(cè)。采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口高性能元器件，適用于48MHZ～860MHZ的CATV信號(hào)和調(diào)頻廣播信號(hào)。

系統(tǒng)功能全面，結(jié)構(gòu)靈活，主要功能特點(diǎn)：替代原16路模擬解調(diào)器；2路射頻輸入，同時(shí)解調(diào)8套模擬電視節(jié)目、輸出8路AV（視音頻）信號(hào)；每路信道可設(shè)置不同的頻率進(jìn)行解調(diào)，各通道可分別接收有線、無線、調(diào)頻廣播等多種形式的信號(hào)；支持web頁面進(jìn)行參數(shù)配置；支持看門狗功能；支持熱插拔。

（2）熊貓地面數(shù)字電視解調(diào)設(shè)備

熊貓地面電視監(jiān)控機(jī)支持DTMB地面數(shù)字電視廣播，內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，支持遠(yuǎn)程IP監(jiān)控，ASI輸 出，GPRG數(shù) 據(jù) 傳 輸，MPEG2、H.264、AVS、AVS+解碼功能。信號(hào)解碼輸入頻率51-860MHz，輸入電平-87dbm- -20dbm。

（3）博匯地面數(shù)字電視解調(diào)設(shè)備。

BHDT56多通道DTMB國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視監(jiān)測(cè)卡。每個(gè)卡有2路射頻輸入，每個(gè)輸入完成4路國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視節(jié)目信號(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，共8路。板卡可監(jiān)測(cè)的信道指標(biāo)有：信號(hào)鎖定狀態(tài)、信號(hào)強(qiáng)度、誤碼率；為方便系統(tǒng)調(diào)試及故障定位，系統(tǒng)還可以指示當(dāng)前信號(hào)的調(diào)制參數(shù)：載波模式（單載波、多載波）、幀頭模式（可變、固定）、PN序列模式、前向糾錯(cuò)碼率、符號(hào)映射方式、時(shí)域交織類型。

3.系統(tǒng)實(shí)施

博匯地面模擬電視解調(diào)設(shè)備解調(diào)的模擬電視信號(hào)，通過畫面分割器、采集工控機(jī)、模擬切換器監(jiān)視監(jiān)聽。其中發(fā)射機(jī)同軸輸出的耦合信號(hào)，采用專用的A2畫面分割器顯示。數(shù)字電視解調(diào)系統(tǒng)由熊貓地面數(shù)字電視監(jiān)控機(jī)和博匯地面數(shù)字電視2套設(shè)備組成，完成對(duì)信號(hào)的解調(diào)。經(jīng)解調(diào)的信號(hào)傳送至畫面分割器和交換機(jī)，通過終端設(shè)備完成對(duì)電視節(jié)目的監(jiān)視監(jiān)聽。

4.結(jié)束語

系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施后，經(jīng)測(cè)試，信號(hào)接收效果良好，接收天線實(shí)現(xiàn)了異地備份，解調(diào)設(shè)備通過跳線架靈活方便的選取天線。新增的發(fā)射機(jī)耦合信號(hào)與4副天線接收的空收信號(hào)，構(gòu)成空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的雙重保障。通過畫面分割器、采集工控機(jī)、切換器實(shí)現(xiàn)多設(shè)備多畫面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定、可靠。

圖4 空收監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖

圖5 空收監(jiān)測(cè)接收效果圖