河北省台地面数字电视模拟平台建设及应用

■河北省广播电视传输保障中心：刘雪梅

河北省台地面数字广播电视应用示范项目是国家级高新技术产业发展项目，也是实现省台节目高质量覆盖全省的重要建设项目。随着全国地面数字电视700兆移频工程的持续开展以及数字电视设备的更新，应用示范项目涉及到了已建站点改造和新发射站点的建设两项任务。为了尽快组建省台地面数字广播电视站点运行维护优质团队，河北广播电视台（集团）传输保障中心搭建了该系统的单频网模拟传输系统，以便于运维团队进行系统安装、调试及设备维护、维修的实际操作练习，进一步提升运维服务效率和水平[1]。

1. 基础设施建设

1.1 视频监控系统

1.1.1 监控设备选择

硬盘录像机(78F系列经济型1盘位POE录像机)、网络摄像机（焦距4mm）及硬盘（6T）。

1.1.2 摄像机功能调试

依次开通监视器（电视屏）电源、录像机电源，连接好摄像机网线，监视器应显示图像。观看图像是否清晰，对异常情况做好记录。

1.1.3 设备安装

（1）枪机安装

固定支架：将摄像机支架固定在安装墙面上。水泥墙面天花板需安装膨胀螺钉（膨胀螺钉的安装孔位和支架保持一致性），然后安装支架。

固定摄像机：将枪机底座用螺钉固定到摆动支架上，再将枪机和摆动支架固定到壁装支架上，最后用垂直调节螺钉紧固。

调整视角：此系列网络摄像机支持两轴调节，通过调节垂直和水平螺钉，进行垂直和水平方向调节；同时考虑到室内空间监控需要，将6mm摄像机更换成4mm摄像机，压缩监控远近距离，拓宽上下范围。

连接网线线缆：P o E 供电，超五类水晶头网线（T568A）接入RJ45网络接口。

（2）录像机硬盘安装

录像机外壳拆开，录像机内两条线：硬盘的数据线和硬盘的电源线，将这两条线分别接入硬盘的数据接口和电源接口，将硬盘底部的四个螺丝口紧固在录像机螺丝孔，外壳重新安装复位即可。

（3）监控画面调试

操作录像机显示画面，对图像进行分区和切换；

进行录像试验，当图像位置不好或者光线发暗时，对监视区域的枪机进行方位调整，提高图像质量；

检查是否有屏幕干扰，检查视频接头接触是否牢靠。

1.2 门禁系统

1.2.1 门禁系统选择

结合中心技术维修平台本身建筑环境，选择了DSK1T320MF门禁主机、单门磁力锁、门禁电源及出门开关。

1.2.2 门禁系统安装与调试

（1）设备安装

电源的安装尽量靠近用电设备，以避免受到干扰和传输损耗。墙上预埋86盒，用配件包中的螺丝（SCKA4X22）将安装挂板固定在86盒上；整理线缆，确定出线方式；将设备自上而下挂入挂板，并在设备左下角用1枚螺丝固定设备与安装挂板。设备的接线端子包括电源输入和门锁，通过接线端子连接门锁、开门按钮、门磁等。

（2）设备本地操作

在认证界面长按OK键，并输入激活密码（ADMIN）进入后台管理窗口；输入密码，按OK键进入后台主菜单界面，进行用户管理，添加用户，目前使用的是人脸、指纹功能。门磁状态设为默认常闭。

2. 模拟系统架构建设

不同于一般的广播电视传输系统的系统功用，为了全方面实现广播电视地面数字电视模拟功能，该平台的技术系统包含全部四个主要组成部分，即信号源（含复用器）、发射系统、假负载以及GPS/北斗授时系统。结构框图如图1所示。

图1 结构框图

2.1 信号源系统

为了充分体现模拟平台的应用功能，以服务河北广播电视的传输覆盖运维及科创需要为目标，该平台在系统信源配置上，采用了无线覆盖的中央节目和河北省台广播电视节目（户户通）、地面数字广播电视复用信号、卫星接收的广播电视上星传输节目，作为满足后续运行系统的信源需要，目前该平台使用的是卫星信源。

为了节约资金投入，简化系统结构，该平台主要采取卫星接收的形式接收星上传输的电视（广播）节目，向不同的发射系统提供满足工作需要的信源。

卫星接收系统主要由卫星接收天线、高频头（抗5G干扰）、避雷器、多路功分器、专业卫星综合接收解码器组成。两部卫星天线（称为天线A、天线B）分别采用单双线极化方式接收中星6B、中星6D卫星信号，天线A单路输出中星6B信号，天线B双路输出中星6D信号。天线A、B每路输出均作为二功分器的输入，经二功分器各输出两路。通过卫星解码器，输出单路的视音频信号，或者经过再复用，输出给需要的广播电视发射系统作信号来源。

经二功分器输出的一路信号分配给机房多铁克L波段卫星光端机，作为卫星地球站的异地接收装置；另一路信号与另一个二功分器输出的一路，一同从五楼经同轴线缆传输到模拟平台机箱柜中。另外，授时器信号也从室外接入GPS/北斗双模授时器。

2.2 地面数字电视发射系统

该模拟平台以卫星信号作为系统节目源，为了对节目源信息进行复用或调整，将信号源经过专业卫星综合接收解码器之后，接入了EMR（Enhanced Multimedia Router）和IP复用器（IP Multiplexer），之后输出的ASI信号作为DTMB激励器（DTMB Exciter）的输入信号[2]。小功率假负载作为激励器的发射天线，完成卫星信号的复用传输发射流程。

2.3 假负载与授时系统

假负载作为替代终端在激励器输出端口接收电功率的元器件，其最基本的要求就是与所承接的功率阻抗相匹配，是一种非正式负载。鉴于该平台的设计目标以及场地、环境、成本因素所限，无法搭建完整的发射传输天馈线系统，因此，选择用小功率假负载作为激励器的发射天线，完成卫星信号的复用传输发射等流程，以此保障系统的完整性。

授时系统有单GPS、单北斗、GPS/北斗双模授时系统等多种授时方式，该模拟平台选用的是GPS/北斗双模授时系统，这也是目前广播电视单频网系统普遍选用的一种授时系统，可以为同步（单频网）广播电视发射系统提供准确的10 MHz参考时钟信号和1PPS秒脉冲信号。

3. 模拟平台的应用

该模拟平台的建设初衷是为了在尽量相同的运行环境中提升省台地面数字电视运行维护能力，传输发射站点的设备维护工作涉及的环节较多，重点为以下三方面内容。

3.1 信号源调试

目前正常运行的省台地面数字电视传输发射覆盖站点的信号源有两路：微波信号和光纤信号。两路信号的信号源均由微波总站提供，微波总站信号取自于电视播出中心的7套河北电视节目（河北广播电视台新闻综合频道、经济生活频道、都市频道、影视剧频道、少儿科技频道、公共频道、农民频道）和广播制播中心的9套河北广播节目（河北广播电视台综合广播、交通广播、经济广播、文艺广播、生活广播、音乐广播、农民广播、旅游文化广播、新闻广播）。经过AVS+编码器和EMR（Enhanced Multimedia Router）复用加扰加密后，以ASI信号形式送入地面数字电视单频网适配器，同时加入GPS/北斗双模授时器产生的10 MHz、1PPS授时信号，送往两路信源的输入端：S80复用设备和单模光纤收发器（百兆）。

信号源模拟系统主要需要调试的设备是地面数字电视单频网适配器和EMR（Enhanced Multimedia Router）。地面数字单频网适配器主要功能是由GPS/北斗双模授时器提供精确的1PPS脉冲和10 MHz同步码率适配时钟，对输入的TS流进行秒帧初始化包（SIP）和码率适配处理，传送在单频网组网方式下调制器所需的同步信息，从而实现时间同步和码元同步（收、发端的主时钟频率相同）的要求。EMR作为媒体综合处理平台，具备节目流接收、编码、复用适配多种功能，在地面数字电视信号的处理方面起到了重要作用[3]。

在模拟平台搭建过程中，由于适配器的缺乏，我们侧重于EMR的功能测试和信号调整的规范化管理。为了细化操作步骤，我们从电脑连接、浏览器使用、IP地址设置、操作EMR控制界面浏览、设置都明确了方式方法，保证了信号分配流程的规范化操作[4]。

3.2 节目信号分配

IP复用器选用的1U标准机箱，具备两个千兆IP（GE1、GE2）和4个ASI接口，ASI输入/输出可根据需要灵活调整，支持节目复用和解复用，ASI输入接口188/204自适应，输出接口188/204包格式。NMS为网管接口，电脑网线接入即可。操作步骤如下：

设置电脑网口IP地址与系统连接设备在一个网段。打开网络和Internet设置，选择电脑对应网卡，进入属性选择协议IPV4，更改IP地址，电脑网口地址设置完成。

由于不同浏览器对网页代码的解释不同，为保证良好的浏览效果及配置操作的准确性，我们一般使用火狐（FireFox）浏览器。浏览器输入IP复用器的IP地址，进入IP复用器操作界面。

接口设置，设置组共有512路IP输入，GE1和GE2分别支持256路IP输入。

TS流设置。输出通道、输出模式、TS输出码率分别进行设置，一般选择直通、1和20.791 Mbps。

保存。设置完毕后，信号源分配完毕，保存是至关重要的一步，当参数改变后，必须保存设置，否则，当设备重新启动后，新的参数配置将丢失。

常见故障：设备网管无法登录连接，一是判断网线连接是否正常；二是查看电脑是否与设备设置在同一网段。断电重启后，发现“RUN”不正常，基本可以查看参数设置完以后，是否进行了保存操作。

3.3 激励器参数调整

省台地面数字电视传输发射覆盖站点的激励设备基本分为两种型号，但参数调整界面的信息基本一致。因此，模拟平台激励器设备选用的其中一种型号（DTMB KFSJ-V1-805）作为模拟设备，有助于技术人员准确掌握信道编码、系统参数及系统状态查询等参数设置的方法[5]。

按照省台DTMB参数进行设置后，激励器正常运行，界面“ASI”“SFN”“EXT-10M”“1PPS”四个正常运行的绿灯全亮。

4. 结束语

广播电视传输发射系统的模拟平台作为一种模拟实训平台，对于提高省级广播电视运维团队运行维护水平，具有非常重要的意义。实际发射站点设备的运行维护通常需要在特定的时间和条件下进行，受到时间、人力等因素限制，该模拟平台则解决了以上限制问题，随时可以进行任意一种操作，不影响广播电视播出安全。同时，它还提高了技术培训的目标性和质量，使技术维护人员能够全部进行实际操作训练，更加深入地了解各设备实际情况以及应对措施，全面提升省台地面数字电视运行维护队伍的技能和实践能力。