楊圣純

（泰安市廣播電視臺(tái)，山東 泰安 271000）

0 引 言

為進(jìn)一步豐富人們的精神文化生活，加快地面電視的模數(shù)轉(zhuǎn)換，國(guó)家規(guī)劃建設(shè)了中央廣播電視節(jié)目無(wú)線數(shù)字化覆蓋工程。該工程將中央電視臺(tái)12套采用AVS+信源編碼的標(biāo)清節(jié)目打包復(fù)用成2路TS碼流（第一路含CCTV-1，2，4，10，12，13，14，15頻道，總碼率為18.624 Mb·s-1；第二路含CCTV-7，9，11及新聞?lì)l道，總碼率為9.312 Mb·s-1）[1]，采用中星6A衛(wèi)星和國(guó)干網(wǎng)兩種方式將信號(hào)傳輸?shù)礁鞯胤綇V播電視臺(tái)。出于節(jié)省頻率資源的需要，同時(shí)兼顧各地方臺(tái)播出需求，中央覆蓋工程采用“省級(jí)單頻網(wǎng)為主，區(qū)域單頻網(wǎng)或多頻網(wǎng)為輔”的地面數(shù)字電視組網(wǎng)方式[1]，通過(guò)兩個(gè)不同的頻道無(wú)線發(fā)射播出。

1 中央覆蓋工程山東播控平臺(tái)

為強(qiáng)化中央無(wú)線數(shù)字化覆蓋工程安全優(yōu)質(zhì)播出，山東省決定建設(shè)全省統(tǒng)一的數(shù)字電視集成播控平臺(tái)，集中接收從國(guó)干網(wǎng)和中星6A衛(wèi)星傳來(lái)的12套央視節(jié)目、從省內(nèi)各市縣傳來(lái)的77套節(jié)目以及3套省臺(tái)節(jié)目，切換輸出后，通過(guò)專用光纜網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁靼l(fā)射臺(tái)站進(jìn)行轉(zhuǎn)播監(jiān)測(cè)。其中，14頻道為省級(jí)單頻網(wǎng)，播出第一路碼流所含的8套節(jié)目，第二路碼流加入省臺(tái)及各市縣臺(tái)節(jié)目后由另一多頻網(wǎng)頻道發(fā)射播出。中央數(shù)字化覆蓋工程山東集成播控平臺(tái)信號(hào)流程如圖1所示。

圖1 中央數(shù)字化覆蓋工程山東集成播控平臺(tái)流程圖

2 中央無(wú)線數(shù)字化覆蓋工程泰安臺(tái)建設(shè)技術(shù)方案

泰安發(fā)射臺(tái)采用衛(wèi)星和光纜網(wǎng)絡(luò)兩種方式接收中央臺(tái)及省臺(tái)的廣播電視節(jié)目。鑒于中央廣播電視節(jié)目無(wú)線數(shù)字化覆蓋工程采用了基于中星6A的單頻網(wǎng)傳輸方式作為主鏈路，TS清流信號(hào)經(jīng)過(guò)加密加擾、單頻網(wǎng)適配后調(diào)制上傳到衛(wèi)星，因此，接收端必須使用專業(yè)的AVS+衛(wèi)星綜合接收解碼器，才能解調(diào)、解擾、解密中星6A下傳的12套中央電視臺(tái)節(jié)目[1]。

2.1 信號(hào)傳輸及接收處理技術(shù)方案

2.1.1 衛(wèi)星信號(hào)接收方式

衛(wèi)星方式是用衛(wèi)星接收天線對(duì)準(zhǔn)東經(jīng)125°的中星6A衛(wèi)星，接收到C波段廣播電視信號(hào)，經(jīng)過(guò)高頻頭低噪聲放大和下變頻，變成L波段信號(hào)，傳到專業(yè)衛(wèi)星綜合接收解碼器，輸出兩路ASI碼流。其中一路進(jìn)入三選一碼流切換器，另一路送到監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)板卡盒。

2.1.2 光纜網(wǎng)絡(luò)接收方式

對(duì)接山東省數(shù)字電視集成播控平臺(tái)，泰安廣播電視臺(tái)電視播控部輸出主備兩路SDI數(shù)字電視節(jié)目信號(hào)，經(jīng)專線光纜網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴綎|電視臺(tái)集成播控中心，與中央臺(tái)、省臺(tái)的廣播電視信號(hào)合并、AVS+編轉(zhuǎn)碼、集成切換后，再由省臺(tái)通過(guò)主備兩路專線光纜網(wǎng)絡(luò)傳送回泰安廣播電視發(fā)射臺(tái)[2]。發(fā)射臺(tái)的光接收設(shè)備接到兩路光纜IP信號(hào)后，通過(guò)多口交換機(jī)進(jìn)入主備EMR平臺(tái)進(jìn)行IP-ASI信號(hào)轉(zhuǎn)換，主備EMR平臺(tái)分別送出兩路（共4路）ASI碼流。其中兩路ASI碼流送到本地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)板卡盒，作為多畫(huà)面監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)輸入信號(hào)。主備EMR平臺(tái)輸出的另兩路ASI碼流送入三選一碼流切換器，從1路衛(wèi)星、兩路光纜信號(hào)中切換出1路信號(hào)進(jìn)入發(fā)射機(jī)數(shù)字電視激勵(lì)器[3]，進(jìn)行調(diào)制變頻，推動(dòng)功率放大器、多工器達(dá)到額定功率發(fā)射出去。同時(shí)，空收信號(hào)也送入本地監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，并回傳至山東數(shù)字電視播控中心進(jìn)行監(jiān)測(cè)。泰安臺(tái)信號(hào)接收處理及監(jiān)測(cè)流程如圖2所示。

圖2 泰安臺(tái)信號(hào)接收處理及監(jiān)測(cè)流程

2.2 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用8臺(tái)監(jiān)視器，分成四列。一列監(jiān)視衛(wèi)星電視接收信號(hào)，一列監(jiān)視光纜傳輸主路信號(hào)，一列監(jiān)視光纜傳輸備路信號(hào)，另一列監(jiān)視發(fā)射后的空收信號(hào)。由此實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)輸入信號(hào)源和發(fā)射機(jī)輸出信號(hào)的全監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)具備對(duì)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)實(shí)時(shí)分析和錄制報(bào)警功能。

3 發(fā)射機(jī)技術(shù)要求

對(duì)于發(fā)射機(jī)，泰安廣播電視發(fā)射臺(tái)的技術(shù)要求是：采購(gòu)兩臺(tái)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，分別工作于14，16頻道，其中14頻道發(fā)射機(jī)為單頻網(wǎng)發(fā)射機(jī)，使用單頻網(wǎng)專用激勵(lì)器，由北斗/GPS雙模授時(shí)器為其提供精準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)單頻網(wǎng)內(nèi)調(diào)制碼流的頻率、時(shí)間、比特精確同步，16頻道發(fā)射機(jī)為多頻網(wǎng)發(fā)射機(jī)。兩臺(tái)發(fā)射機(jī)輸出功率均為1 kW。整機(jī)采用單通道、圖像伴音合放式，配備雙激勵(lì)器、雙風(fēng)機(jī)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自動(dòng)切換；配備功率放大器、開(kāi)關(guān)電源，實(shí)行模塊化冗余備份設(shè)計(jì)；配置強(qiáng)大的監(jiān)測(cè)控制單元，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)，自診斷、自適應(yīng)、自動(dòng)調(diào)整。發(fā)射機(jī)具備精細(xì)的整機(jī)自動(dòng)電平控制和完善的保護(hù)功能，同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控管理，可通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行遙測(cè)遙調(diào)。

4 單頻網(wǎng)與激勵(lì)器

本次中央無(wú)線數(shù)字化覆蓋工程的最大亮點(diǎn)是采用了單頻網(wǎng)的技術(shù)體制。單頻網(wǎng)是由多個(gè)位于不同地點(diǎn)、處于同步狀態(tài)的地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，以相同的頻率，在可控的時(shí)刻發(fā)射相同的節(jié)目。基于衛(wèi)星的單頻網(wǎng)和省級(jí)單頻網(wǎng)都安裝了單頻網(wǎng)適配器，其在TS碼流中插入了秒幀初始化包（SIP包），同時(shí)完成碼速率適配。衛(wèi)星接收機(jī)的解調(diào)解擾不能改變TS碼流的內(nèi)容和順序[4]。單頻網(wǎng)內(nèi)各地發(fā)射機(jī)激勵(lì)器接收來(lái)自同一適配器發(fā)出的帶有時(shí)間標(biāo)識(shí)SIP的同步數(shù)字包，同時(shí)參考北斗/GPS授時(shí)器的精準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)（10 MHz，1 PPS），經(jīng)過(guò)精確計(jì)算，確定各發(fā)射機(jī)的“時(shí)延補(bǔ)償”，從而實(shí)現(xiàn)各激勵(lì)器編碼調(diào)制信號(hào)的精準(zhǔn)同步，即同時(shí)同頻同比特，相同的信道編碼和調(diào)制方式，避免了同頻干擾。

數(shù)字電視廣播激勵(lì)器主要由基帶處理、數(shù)模轉(zhuǎn)換、頻率合成、射頻輸出放大、監(jiān)控系統(tǒng)等功能模塊組成，實(shí)現(xiàn)從基帶TS輸入數(shù)據(jù)碼流到地面數(shù)字電視廣播RF信號(hào)的轉(zhuǎn)換。單頻網(wǎng)激勵(lì)器工作原理如圖3所示。

圖3 單頻網(wǎng)激勵(lì)器工作原理圖

5 工程建設(shè)與效果

經(jīng)過(guò)科學(xué)有序的施工，UPS智能一體化電源、天饋線、信號(hào)接收處理系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、數(shù)字電視發(fā)射機(jī)等設(shè)備先后完成了安裝，測(cè)試達(dá)標(biāo)后又進(jìn)行對(duì)接聯(lián)調(diào)，同時(shí)配備了機(jī)房空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)。整個(gè)工程于2016年7月22日全部完成建設(shè)，開(kāi)機(jī)試播一次成功，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到甲級(jí)，無(wú)線覆蓋效果測(cè)試良好。

6 無(wú)線數(shù)字電視系統(tǒng)的維護(hù)檢修

6.1 信號(hào)源故障判斷與處理

數(shù)字電視系統(tǒng)組成復(fù)雜，維護(hù)檢修要根據(jù)故障的現(xiàn)象和表現(xiàn)綜合作出判斷，找出產(chǎn)生問(wèn)題的部位和原因。首先觀察多畫(huà)面監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)四列監(jiān)視器，判斷是光纜主路信號(hào)出現(xiàn)故障，還是備路信號(hào)出現(xiàn)故障，是衛(wèi)星電視信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題，還是空收信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題，抑或是監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)本身的問(wèn)題。若是由于某一路信號(hào)源出現(xiàn)問(wèn)題，自動(dòng)切換沒(méi)有動(dòng)作，從而導(dǎo)致發(fā)射空收信號(hào)異常，此時(shí)要立即手動(dòng)進(jìn)行切換，使發(fā)射播出恢復(fù)正常，然后再檢修故障?？梢愿鶕?jù)出現(xiàn)問(wèn)題的現(xiàn)象、類型、報(bào)警提示信息、碼流信息等去檢查設(shè)備，觀察設(shè)備面板顯示有無(wú)異常、告警。

6.2 衛(wèi)星電視信號(hào)故障檢修

對(duì)于衛(wèi)星電視信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題，運(yùn)維人員可以檢查衛(wèi)星接收機(jī)運(yùn)行是否正常，擰下衛(wèi)接機(jī)輸入接頭重新擰緊，輸入接收參數(shù)重新搜索一遍，看能否恢復(fù)正常，檢查接收信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。如果信號(hào)強(qiáng)度小，需要調(diào)整衛(wèi)星接收天線的水平和俯仰角度[6]；若信號(hào)強(qiáng)度大但質(zhì)量差，則是有較強(qiáng)噪聲或干擾，導(dǎo)致誤碼率高，引起馬賽克或無(wú)法解碼。對(duì)此，可以更換一個(gè)接收解碼器進(jìn)行嘗試。

6.3 發(fā)射機(jī)故障檢修

如果信號(hào)源都沒(méi)問(wèn)題，但空收監(jiān)測(cè)異常，則可以判定是發(fā)射機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題。首先，檢查電源電壓是否正常，發(fā)射機(jī)是否保護(hù)關(guān)機(jī)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行是否穩(wěn)定，駐波比等指標(biāo)有無(wú)異常。其次，查看激勵(lì)器，若激勵(lì)器輸出正常，空收監(jiān)測(cè)應(yīng)該有信號(hào)。檢查激勵(lì)器面板顯示是否正常，輸入碼流、輸入授時(shí)時(shí)鐘有無(wú)鎖定出錯(cuò)報(bào)警。可以使用碼流分析儀接入ASI或IP接口查看輸入碼流是否正常，也可以接入RF接口檢查輸出信號(hào)參數(shù)，判斷激勵(lì)器的故障部位、原因。若激勵(lì)器輸入正常而射頻無(wú)輸出，原因可能是射頻使能關(guān)閉?？梢源蜷_(kāi)射頻使能，重新開(kāi)機(jī)，一般能解決問(wèn)題。若仍無(wú)輸出，可能是射頻本振失鎖故障，需要維修或更換。

7 結(jié) 語(yǔ)

本文為廣播電視節(jié)目無(wú)線數(shù)字化覆蓋工程設(shè)計(jì)了多備路、自動(dòng)切換、分級(jí)監(jiān)測(cè)的技術(shù)方案，即使發(fā)生某一路信號(hào)源馬賽克或無(wú)法解碼的情況，節(jié)目也能安全優(yōu)質(zhì)播出，不會(huì)受到影響。同時(shí)，簡(jiǎn)明完善的多畫(huà)面監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)為快速檢修排除故障提供了依據(jù)，指明了方向。只要熟練掌握整個(gè)系統(tǒng)的組成原理和信號(hào)流程，就能根據(jù)故障現(xiàn)象判斷出故障部位，從而快速地進(jìn)行檢修，為安全優(yōu)質(zhì)播出提供充分的技術(shù)保障。