地面数字电视信号源系统改造

朱忠宝

【摘要】随着无线模拟电视的关停和数字电视的不断向纵深推进，广播电视无线发射台站的数字化转型也随之而来。作为安全播出重要环节之一，数字电视信号源系统建设直接影响着安全播出质量。本文通过对数字电视信号源的介绍，客观分析七九四台早期数字电视信号源系统存在的诸多缺陷与不足，全面介绍七九四台2020年对该系统实施的技术改造，以及改造后系统的运行状况。本文介绍的技术改造方案，具有较好的社会实用价值，值得数字电视无线发射台站借鉴应用。

【关键词】数字电视;信号源系统;技术改造;主备独立。

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.06..033

按照《贵州省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程》技术方案的规划，贵州省广播电视局七九四台转播央视电视节目12套和贵州本地电视节目4套。其中数字电视39频道转播CCTV-1，CCTV-2，CCTV-4，CCTV-10，CCTV-12，CCTV-13，CCTV-14，CCTV-15，并以单频网方式实现无线覆盖。数字电视13频道转播央视频道CCTV-9，CCTV-11，CCTV-17，CCTV-News和贵州本地电视节目4套，并以多频网方式实现无线覆盖。数字电视信号源系统建设是该无线数字化覆盖工程非常关键的一项。

1. 数字电视信号源

地面数字电视转播的12套央视节目信号源主要来自中星6A和中星6B。而本地4套节目主要来自于当地广电网络公司，通过专用光纤进行有线传输，最后在接收端通过udp寻址解码获取。

在中星6A上，单频网转播的8套央视节目打包在一个频点上，多频网转播的4套央视节目打包在另外一个频点上，详细分布如表1所示（数据来源：中文寻星网）。使用中星6A信号作为信号源时，单频网转播的8套央视节目已经复用打包好，只需要用专用接收机解调出来就可以直接送给39CH发射机激励器。多频网的4套央视节目则需要逐一解调出来与本地4套节目信号复用打包，再送给13CH发射机激励器。

而在中星6B上，转播的12套央视节目分布在3个不同的频点上，详细分布如表2所示（数据来源：中文寻星网）。使用中星6B作为信号源时，不管是单频网还是多频网，都需要逐一解调出来，通过复用打包后，再送给发射机激励器。因此，使用中星6B作为信号源时，要比使用中星6A复杂一些。要建设以中星6A与中星6B互为独立主备的数字电视信号源系统，就更加复杂。

2. 早期方案

七九四台早期的数字电视信号源系统于2017年建成使用，建设方案如图1（双箭头虚线表示双绞线IP信号，单箭头实线表示射频信号或TS流）所示。系统建成后，使用该系统为地面数字电视发射提供信号源，对七九四台地面数字电视发射系统进行调试运行，直到2020年实施技术改造。

随着对地面数字电视发射技术的了解不断深入，逐渐发现该套数字电视信号源系统存在诸多的缺陷与不足，一定程度上存在安全播出隐患。较为突出的有几个方面：一是接线混乱，为了达到目的，不折手段的在设备之间乱搭乱接，造成信号流向在图纸上得不到清晰体现。二是衛星接收天线无备份，存在安全隐患。三是设备浪费，卫星接收机、码流切换器、复用器的使用数量偏多，使建设成本大额增加。四是无信源监测，系统故障时不易快速发现，存在安全隐患。五是主备不独立，中星6A信号与中星6B信号开始复用后，主备信号分不清，不满足主备独立要求。六是冗余过度，码流信号反复的切换、编转码、复用，造成过度冗余备份。七是设备编号混乱，使图纸变得复杂。八是系统掺插CDR，CDR信号来源和码流分配均有借助该系统设备完成，达不到独立要求。

3. 技术改造

七九四台多次组织专业技术人员对数字电视信号源系统进行技术研讨，深入分析早期系统方案的缺陷与不足。最终认为非常有必要进行技术改造，以提升安全播出质量，减轻检修维护压力。

技术改造需求：一是要裁减设备，考虑把不是必须要的设备裁减留作备用。二是适当增加必要设备，考虑增加卫星接收天线，作为备份。三是要实现信号源信号可视化监测，考虑增加多画面监听监看，监测码流分配器输出信号。四是清晰信号流向，考虑不需要复用的信号流向为：功分器→接收机→码流切换器→激励器，需要复用的信号流向：功分器→接收机→编转码器→数据交换机→复用器→码流切换器→激励器。五是实现主备物理分离，考虑主、备信号源设备安装在不同的机柜。六是要科学摆放与布线，考虑两个机柜设备对称摆放，并按照信号流向，从下往上依次摆放设备。七是要给设备科学规划IP地址和编号，考虑按照设备空间位置顺序进行设置。八是要数字电视与CDR分离开，不再共用卫星接收天线和码流分配器等设备。

七九四台经过反复的技术研究，不断的技术改进。最终得出一套较为完整，且能满足技术改造需求的地面数字电视信号源系统改造方案（如图2所示）。

方案说明：（一）频点1是39CH（单频网）信号源，频点2是13CH（多频网）信号源。在单个机柜里，中星6A为主用信号，中星6B为备用信号，广电网络公司专用光纤用于传输4套本地节目。（二）中星6B卫星接收机输入为3路，原因是中星6B上12套央视节目分3个频点打包传输。（三）方案中使用的复用器是北京数码视讯的设备，虽然自带编转码功能，但接口数量受限，因此要先对中星6B的12套央视节目进行编转码，再以IP码流的形式统一传输给复用器。（四）码流切换器有多组独立板卡，每组独立板卡能够实现3切2，频点1与频点2虽然接在相同的码流切换器上，但分别接在不同的板卡上。（五）设备位置摆放按照：接收机→编转码器→交换机→复用器→码流切换器→码流分配器，先主后备，先频点1、再频点2、后光纤信号，从下到上的原则。设备的IP地址和编号根据设备位置确定，A机柜设备An的IP地址主机位为10n，B机柜设备Bn的IP地址主机位为20n，不需要网管的设备所对应的主机位保留不用。（六）A、B机柜均采用UPS独立不间断供电，并采取了多重防雷措施。

方案分析：首先，实现主、备信号源机柜相互独立，同时主、备信号源机柜设备位置对称、配置相同，给检修维护带来极大的便利。其次，新增一副中星6A卫星接收天线、一副中星6B卫星接收天线，实现卫星信号源备份。再次，新增两套多画面监测，分别监测主、备机柜码流分配器输出信号，实现对信号源信号的实时可视化监测。然后，裁减了卫星接收机、码流切换器、复用器的数量，设备资源得到节约。最后，系统不再与CDR共用设备，且两个机柜独立UPS不间断供电，使得该系统更加安全可靠。

七九四台数字电视信号源系统改造后，经过长时间的运行，系统特别稳定，未出现过任何安全播出事故，从根本上更加有力地保障了地面数字电视发射信号源系统安全，全面减轻了检修维护的压力。本次技术改造也将作为七九四台一项工程技改项目申报贵州省2021年度广播电视科技创新奖，希望该技改方案能够得到更多的推广应用。