京沪高铁铺轨仪式卫星直播技术总结

2010-08-10范袁飞

电视技术 2010年10期

关键词：视音频铺轨音频

范袁飞，郑锐，孙悦

（扬州广播电视总台制播技术部，江苏扬州 225009）

1 引言

2010年，扬州广播电视总台卫星车参与了京沪高速铁路现场直播任务，成功连线了中央电视台新闻频道、国际频道以及东方卫视，实现了现场视音频信号的高质量传输。笔者对本次京沪高速铁路铺轨仪式的卫星直播方案及流程进行了总结。

2 卫星直播前的技术准备

为了高质量、高效率地完成此次京沪高铁铺轨仪式的直播任务，出发之前，扬州广播电视总台制播技术部门周密安排，反复推敲直播技术方案，多方面考虑直播过程中可能面临的突发情况，制定应急预案。针对中央电视台提出的设备需求，结合技术方案的具体情况一一落实，确保整个铺轨仪式期间的直播工作万无一失。

卫星车到达徐州后，卫星车相关技术人员立即赶往铺轨仪式的直播现场，进行现场勘查。由于此次直播央视选用的是亚5卫星，方位角大概在南偏西的位置上，所以应该注意该方向是否有明显物体遮挡。当时现场正在进行施工建设，地面低洼不平，考虑到可能会对卫星车稳固平衡造成影响，技术人员联系到当场的中铁建设局负责人，详细说明了当时情况和技术要求。铁路建设指挥处紧急调来推土压路机，迅速提供了一块平整的地面，保证了卫星天线准确寻星定位，使得当天央视制作的新闻从徐州顺利通过卫星发往中央台。反复模拟了第二天直播时的流程，调试检测了整个系统。

3 卫星直播的视音频制作系统

本次直播视频信号采用模拟输入，4路模拟视频信号直接连接到卫星车的后接口板CAM3，CAM4，SDI1，SDI2，其中SDI1和SDI2的2个接口直接连接AWSG500的模拟视频接口，而CAM3和CAM4信号经过2块带帧同步功能的视频模数转换器板卡DEC1002，转换为与系统同步的SDI数字视频信号。同时，CAM3和CAM4信号经模数转换通过分配板卡进入VD1602数字视频16×2切换开关，作为视频应急切换信号。

同样采用的4路模拟音频信号直接与后接口板的CAM3L，CAM3R，CAM4L，CAM4R 连接，这 4 路音频信号直接与AWS-G500的音频信号输入口连接。但AWSG500可以输入8路模拟音频信号，而其本身只有6路音频推子，所以必须调整好AWS-G500的音频指派。卫星车上左右两只音箱分别监听由AWS-500输出的ESDI PGM信号解嵌出的L，R声道的声音。另外4路模拟音频进入具有12路输入的模拟调音台RX1202FX，作为备用调音信号。

4 卫星直播的卫星传输系统

卫星传输系统由AWS-G500输出的加嵌SDI信号送到COMSTREAM SE4000编码调制器，通过设置SE4000选择正确的视音频源和传输的音频数量。视音频信号经过数字压缩编码通过编码器形成ASI流，然后通过SE4000内置的调制器进行QPSK调制，以L波段信号送到综合跳线板上。通过跳线板将L波段信号送到CPI 1∶1室外型Ku频段200 W功率放大器T02U0中，T02U0含有L波段-Ku频段的上变频器模块（BUC），将L波段变频后放大通过波导倒换开关输出至AVL 1.6 m车载天线1612K，将视音频信号发送到卫星。同时，卫星传输系统配置了2台高功放，构成主、备冗余备份工作方式，由高功放控制器SRCU自动控制主备切换。天线接收卫星信号时，低噪声锁相环下变频器LNB变频输出L波段信号，再经1∶4功分器将两路信号送入综合跳线板供接收机和频谱仪使用。卫星直播视音频系统和传输系统见图1。

5 卫星车的相关技术操作

本次直播主要拍摄铺轨机车从远处缓缓驶来并将钢轨铺设在无砟轨道上的细节镜头，所以4个摄像机的机位作如下布置，将其中的CMA3作为主机位来拍摄出镜连线记者，CAM4作为拍摄铺轨机车缓缓驶去的镜头，CAM5拍摄迎面而来的铺轨机车的镜头，最后的CAM6是摇臂镜头。4路模拟音频信号输入中的2路分别设置为CAM3主机位的采访传声器输出和现场声机头传声器的输出，其余2路则设置为CAM5的现场声机头传声器输出，以烘托出轨仪式的现场气氛。直播开始时，通过操作AWS－G500的音频推子，可以灵活掌握4路音频输入的大小。

卫星车的后部设有车载发电机，启动发电机之前必须先打开发电机的散热风扇，观察发电机上的温度表和油压表。卫星车的中舱设有配电系统，配电柜上有用于检测电源的显示仪表，包括用于显示外电、UPS和发电机的交流电压表（220 V），电源频率表（50 Hz），交流电流表。在观察输出电源一切正常后，展开支撑腿，确认车体停放稳固，无明显晃动。竖起数字微波发射和接收天线。打开天线控制器的一键寻星键即长按天控器上的“+”键2 s，进入一键寻星功能，此时系统即可根据设置开始寻星。在确认一键寻星之前，将其中的目标星参数改为东经100.5°亚5卫星，而将参考星的轨道设置为138°，同时将接收方式改为水平接收。在天线进行一键寻星的同时，将频谱仪连接到天线的LNB接口上，观察亚5卫星的信标信号强度，以确认是否真正对准所需的目标卫星。当卫星天线锁定目标卫星后，设置编码调制器SE4000的相关参数，首先将编码器的输入源选择为加嵌SDI信号，然后进入Quickset/Output/Modulator选单项，设置编码调制器的上行频率、符号率、FEC纠错率等。同样，打开接收机后首先将输入源选择为RFA，然后进入Details/Input/Config/Demod选单项，设置接收机的下行接收频率、符号率、FEC纠错率等。

直播开始前，首先将SE4000/OUTPUT/Modulator Modulator Enable和SE4000/OUTPUT/Modulator Modulator Enable Status设置为OFF状态。此时，编码器无激励信号输出。与卫星公司进行功率标定时，使用单载波方式传送，即将SE4000/OUTPUT/Modulator Carrier Type设置为CW（单载波）。同时将SE4000/OUTPUT/Modulator Modulation Power设置为最低－25 dBm，即约 3 μW。

设置以上设备后，对高功放进行通电预热，预热结束后按AMP按键，使屏幕显示1号功放状态，按TRANSMIT键则工作，按STANDBY键则处于待机状态。再按AMP键，使屏幕显示2号功放状态，按TRANSMIT键则工作，按STANDBY键则处于待机状态。其中，AMP1和AMP2是互为热备份的，一旦其中的一个发生故障，则功放倒换盒会自动倒换到另一个。直播开始时，使高功放控制器提前2 min处于SUBMIT状态，以便于高功放预热。然后将SE4000/OUTPUT/Modulator Modulator Enable和SE4000/OUTPUT/Modulator Modulator Enable Status设置为ON状态。在保持与卫星公司通话的同时，将SE4000/OUTPUT/Modulator Modulation Power=项的数值设置逐步提高，直到卫星公司叫停。将SE4000/OUTPUT/Modulator Carrier Type=项设置为NORM。此时，编码器由单载波输出转为已调制载波输出，即开始发射传输节目。直播开始后，实时观察功放状态和功放输出功率。当时在徐州当地天气良好的情况下，输出功率约41 dBm，下行接收Eb/N0=13。传输节目工作结束后，此时高功放温度可达到70℃～80℃，先将高功放的功率调到最小，然后将高功放控制器1和2置于STANDBY状态，停止高功放的运行，等温度降到30℃以下（一般经过20 min）充分冷却后方可切断电源。如果高功放在高温的状况下，突然切断电源关机，会使内部热量未散于外部，造成温差，若此时空气中有水分，就会在高功放里产生水蒸气，影响高功放的寿命，严重时会烧掉高功放。

6 卫星直播时遇到的问题和解决方法

在本次直播技术方案的拟定和具体实施中，碰到以下几点问题：

1）信号源的数字与模拟选择。铺轨仪式上有4个机位。其中出镜记者的主机位本打算用SDI数字输出，以确保此次重大电视直播的信号质量。但中央台的4台DVCPRO 50的机器中有一台是SDI输出，考虑到色调不统一，就没采用自带的2台数字蓝光摄像机，而准备将带有SDI输出的DVCPRO 50作为主机位，其余采用模拟输出。但在临近直播时，突然发现带有SDI输出主机位的DVCPRO 50摄像机VIDEO OUT数字接口有问题，传输到切换台的画面有明显抖动，于是采用模拟输出，将视频输出改为MONITOR OUT输出。虽然信号是简单地从数字到模拟的改变，放弃了对信号质量的要求，但却完全保证了信号画面的稳定和安全播出传输，这在重大新闻直播中至关重要。

2）卫星上下行参数的及时调整。采用卫星作为信号直播传输时，上行频点上的信号一定要与卫星公司确认好是否当时采用此频点的信号没有其他干扰，一旦采用的上行频点被干扰，将在直播过程中造成不可估量的损失。本次铺轨仪式直播前，已经与中央台确认过上下行频点，然而当时距直播开始仅1 min时，中央台却临时决定更改上下行参数，本台技术人员及时调整，保证了直播信号的准时优质传输。

3）电源的热备份。卫星转播车采用3种供电方式，即UPS直流电池供电、车载科勒发电机、外接市电。本车配备了2台3 kV·A功率等级的UPS，并且车内所有技术设备的用电均通过UPS供电，UPS电源单独续供电的工作时间可达30 min以上。而且外接电源和发电机取电都经过UPS电源处理才进入系统，保证无论采取任何方式供电，系统都可以获得稳定的直流电源，实现了对设备的保护和供电方式的零时间无缝切换。在临近直播时，外接市电曾发生2次停电情况，技术人员及时将电源切换开关打到发电机上。此前，车载发电机启动处于热运行中，其中UPS的过渡作用尤为重要。