浅析上海纪实高清频道上星建设

陆卫强，张 宇，李 彬，赵 春

（上海广播电视卫星地球站，上海 201114）

浅析上海纪实高清频道上星建设

陆卫强，张 宇，李 彬，赵 春

（上海广播电视卫星地球站，上海 201114）

上海广播电视台为积极响应国家广电总局关于推广国产化AVS+编码技术的应用，并鼓励纪录片专业频道的成长，在保证电视节目技术要求的前提下，提高卫星带宽利用率，推进专业化频道高清节目的上行。

AVS+；纪实频道；卫星传输

1 引言

近年来，随着我国高清电视的蓬勃发展，上星频道数量逐步增多，无论是卫星资源，还是传输带宽日趋紧张，在这种形势下，AVS+技术应用而生。AVS+是我国自主创新的视频编码技术，具有更高的编码效率，与同类国际标准H.264/AVC编码效率相当，用AVS+标准作为广播电视的视频编码，可解决广播电视行业面临的频道资源问题。同时，广电总局为积极推广AVS+技术的应用，更是接连出台相关政策和举措，在全国范围内大力扶植国产纪录片创作，鼓励纪录片专业频道的成长。

2 系统架构

整个系统分为播控系统、前端系统、光缆引接系统和上行系统（卫星地球站）。播控及前端系统负责对上海纪实频道高清节目进行编码，同时对ASI流进行加密，加密采用艾迪德加密系统，将加密的ASI信号经过主、备路两条专用光缆输出至上行系统，同时通过专用光缆将未加密ASI信号作为备2信号传输至上行系统。上行系统负责对ASI信号进行调制，并上行发射至“中星6A”专用卫星。上海纪实频道高清节目采用AVS PLUS编码方式，总码率为13.242941Mb/s。地球站上行调制采用DVB-S标准，QPSK调制方式，滚降系数为20%。

2.1 播控系统

上海纪实频道为C模块的第2个频道，其他两个频道为新闻综合和ICS。纪实和新闻综合已经是高标清同播频道，ICS很有可能升级为高标清同播频道。上海纪实频道已经按高清立体声双声道的制作规范送播播出节目带，没有常规的直播需求。播出系统的高清通路对声道透传，不做处理，且不具备5.1环绕声播出的能力；播出系统的下变换环节，在做视频高标清转换的同时对声道做下混处理（L=1+2，R=1+2）。

2.2 前端系统

上海纪实频道高清采用AVS PLUS的编码方式，其视频码率为12Mb/s，音频码率为384kb/s，前端系统编码器实现1︰1备份，同时具备独立系统的备2编码器。同时复用器对上海纪实频道高清SPTS进行复用，复用器实现1︰1热备份，同时具备独立系统的备2复用器。在主备路由的基础上，开通备2不加密传输路由，提供因加密系统故障等原因引起主备路同时故障的应急切换手段。主、备、备2传输路由独立，分柜分电源，无单节点故障源。考虑到节目卫星传输的安全性，系统采用加扰技术，对纪实高清频道进行加扰。主备复用器均配备加扰卡，与加密系统相连。前端系统主要负责监看主备基带、主备编码输出、主备复用器输出及开路接收信号。

2.3 引接系统

引接系统考虑到上星传输的安全播出需要，拟采用三路由的引接方案，将前端系统给出三路独立的TS信号，经ASI光端机由三个不同路由的光缆输送至卫星地球站上行，光端机均采用独立分框，互不影响。

2.4 上行系统

上行系统主要分为5个部分：ASI中频系统、射频系统、监控系统、自动增益系统及应急备份系统，播出系统按照上星公益节目播出级别进行配置。整个上行系统具备主播、应急1、应急2三条系统链路。

2.4.1 技术框架

2.4.2 ASI中频系统

中频系统主要包括ASI光收板卡、ASI 2选1倒换开关、调制器及中频调度应急控制系统等设备。中频系统是上行系统的中枢，有着至关重要的作用，我们采用TS流的传输方式，它不仅克服了中频传输不稳定、容易发生包络变形、电平损耗太大、对后级影响过大、电平控制不稳定等诸多弊端，同时也解决了复用ASI流中的单个节目故障自动倒换的问题。

中频系统ASI信号配备主路（加密）、备路（加密）、备2（清流）三路路由，对应光端机板卡实现分框安装，相互独立。在信号源处设置ASI 2选1切换开关，实现码流层故障及光缆中断的自动切换功能。主、备路调制器均有两路ASI IN接口，INPUT1接口为加密信号，INPUT2接口为清流信号，可实现加扰信源故障时，用清流信号进行应急播出，也解决了信源故障和地球站应急系统故障产生的交叉问题。中频调制采用DVB-S标准的QPSK调制方式,调制器为1︰1自动倒换模式。

中频系统中最主要的环节中频调度应急控制系统采用自主研发的机械倒换开关，它具备稳定可靠的、插入损耗低、频率响应快，并有断电保持功能，该中频控制单元为地球站播出系统级标准配置。

中频调度应急控制系统不仅具备主、备、备2三条完全独立的信源，主路信源和备路信源实现同密，主备切换不再产生长时间黑画面现象，能实现光缆中断应急功能，同时也具备对前级的信源补台能力。系统配备三条独立射频播出系统（主播、应1、应2），对应的开关按钮就是复位开关，应1开关，应2开关，复位开关对应主播系统，当主播出现问题，切应1，应1不行切应2，系统简捷，核心倒换设备可靠性高，应急思路明确，操作简单，系统状态清晰。同时系统还减少了监看环节，降低值班人员的监看压力，增加频谱画面和高功放自环画面，故障显示凸显，加快应急速度。

纪实高清节目采用AVS PLUS编码，DVB-S调制标准，卫星带宽为12M，中频滚降系统为20%，符号率9.58Ms/s，总码率为13.242941Mb/s。

2.4.3 射频系统

射频系统主要包括上变频、高功放及天线系统。纪实高清整个射频系统由3个射频链路与天线搭配而成，分别对应主播、应1、应2三条播出链路，独一系统，独一天线，增加系统安全性和应急有效性。目前，系统主用播出高功放为2,250W宽带行波管1+1配置。特别要指出，目前系统播出的标定功率基本都是大功率输出，对于射频系统之间频繁切换，不适合窄带的速调管高功放，我们采用宽带的行波管就非常适合，通常射频应急切换都是通过相应的中频系统中频层面进行切换，基本可达到无缝切割。纪实高清主用9米天线（具备自动伺服功能的大型天线），发水平极化，上变频均为1︰1自动倒换配置，并配备总局标准的自动增益抗干扰系统。

此外，在纪实高清射频系统中，我们第一次使用自主研发的地球站载波自动监测切换系统，该系统通过载波自动监测切换技术，实现安全播出应急智能化监测、自动化应急，根本上解决因总局62号令中关于载波跌落时长不得超过3秒的规定,从而降低由于上星载波数量过多，导致值班人员应急处置能力下降的风险。此外，通过该技术防范，规避了人防导致的应急处置时间不一致性等缺陷。

该系统通过监看播出节目中，包括播出载波、本地载波和异地载波情况，并根据获取的频谱仪电平数据分析载波跌落情况，并配合本地与异地接收机的信号情况，进行相关的应急操作；系统要求1秒内准确、可靠判断出载波跌落；2秒内实现应急倒换；对发生倒换和出现异常的情况，具有声光报警与提示，告知值班人员最新情况；可识别载波非法干扰情况，可实时监看频谱仪电平，具有良好的抗干扰性。

系统借鉴了总局灾备系统的载波判断方式，以载波中心频点、左肩频点及右肩频点，三点作为判断依据，在可调节的电平上下限内综合判断载波的情况。结合本地、异地接收机信号的辅助判别，提高准确率，此功能总称为载波识别模块。

2.4.4 应急备份系统

应急备份系统同样配备具备自动伺服功能的9米大型天线。配备应急高功放为700W宽带行波管1︰1配置，上变频为1︰1配置，均具备自动倒换功能。应急备份系统具备系统级备份功能，在上行播出系统出现问题不能恢复时，地球站通过手动“一键制”切换到应急系统。

应急系统独立于主播出系统，设计目标主要是地球站主播出系统故障造成节目停播时，可快速恢复节目播出。应急1链路设计目标是主要防范地球站自身上行系统故障，应急2链路设计目标是主要防范信源故障。

2.4.5 监看系统

监看系统采用多节点监看，监看点总计有11个，依次为TS主、TS备、TS备2、TS 2选1、调制2选1、调制器备、应急调制器1、应急调制器2、高功放自环、9米天线接收、3米异地接收辅助监看，能有效监看上行链路中的各个节点，便于值班人员判断，减少差错率。监看系统同时具备频谱监测功能，能做到图像载波一目了然。监看系统同时能够进行声光、文字以及语音报警，具备黑屏、静帧、无声、彩条、台标丢失等5种图像层的声光报警提示，同时还具备载波失锁、码流中断等报警功能，能第一时间进行报警提示。

2.4.6 自动增益系统

自动增益系统配备总局标准的自动增益抗干扰系统。该系统由工控机、接收机、串口服务器、网络交换机、测试转发器、KVM切换器、终端显示计算机构成，主要是通过站内大小天线自收信号、异地信噪比和高功放自环的载噪比与预设定上下门限电平的比对，对高功放进行增加或降低上行功率的操作。本系统可抗雨衰、雪衰及恶意干扰，也可实时根据各种接收条件自动控制高功放输出功率，可实时记录状态发生质变时的主要参数，并整点记录高功放的主要参数。

3 结束语

随着项目的完成，上海纪实频道是上海第一个采用AVS PLUS技术来实现节目高清化的专业频道。新技术的率先使用，在保证高清画面质量的前提下，大大降低了卫星转发器的使用带宽，降低了项目投入及运营成本，在国内，也是率先采用该技术的先锋者之一。

Star on the Construction of Shanghai Documentary Channel HD

Lu Weiqiang, Zhang Yu, Li Bin, Zhao Chun
(Shanghai radio and television satellite earth station, Shanghai, 201114)

Shanghai radio and TV station for positive response to the state administration of radio, film and television about promoting localization of AVS + coding technology application, and encourage the growth of documentary TV channel, on the premise of guarantee TV technology requirements, improve satellite bandwidth utilization, promote the specialization channel high-definition programming upward.

AVS+; Documentary channel; Satellite transmission

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2015.06.007

TN94文献标示码：B

1672-7274（2015）06-0046-04