贵州卫视高清频道上星系统的设计与实现

胡　滨，罗信海，张　林

(贵州广播电视台，贵州 贵阳550002)



贵州卫视高清频道上星系统的设计与实现

胡滨，罗信海，张林

(贵州广播电视台，贵州 贵阳550002)

贵州广播电视台高清频道上星系统是基于AVS+编码技术的基础上，利用EMR平台的复用、切换和自定义输入输出等功能，实现卫视高清频道节目的冗余备份、多层切换和信号监测。该系统创新之一是编码平台的多级备份和双层切换保护，这在传输上是一个重大的突破，让传输系统更安全；创新之二是编码平台的自定义输入输出功能，让传输系统的功能更加多样化，性能更加强大。该系统不但能满足传统的基带传输，还能满足当代的多媒体IP业务需求，提高了贵州台节目上星的安全性和稳定性，确保了安全传输。

AVS+；QPSK调制；SDH；主观评价

1　贵州卫视高清频道简介

在数字化高清电视的蓬勃发展下，为满足广大人民群众日益提升的视听需求，贵州广播电视台拟将贵州卫视高清频道上星覆盖全国，提高贵州广播电视台的全国影响力。

贵州卫视高清频道上星覆盖的报告已获国家新闻出版广电总局正式批准，这将是贵州台卫视频道上星覆盖的又一次变格，也是贵州台电视播出高清化的重要标志，更是贵州台高清播出的重要里程碑，这将载入贵州台发展史册。盼望已久的上星批复下来了，台领导相当重视，责令相关部门抓紧调研的步伐和传输方案的制作，为2016年6月16日贵州卫视高清频道正式上星播出作好准备。

目前很多省份和直辖市的卫视高清频道相继上星播出，市场较为成熟，已经给贵州台高清频道的上星指明了前进的方向。贵州卫视上星以来，收到了良好的效果，覆盖人口逐年上升，广告收入增长迅速，那是贵州卫视的第1次变格；3年前，贵州卫视高清频道进入有线网络播出，收到非常好的收视效果，造就了贵州卫视的第2次变格；接下来贵州卫视高清频道的上星播出，这将是贵州卫视的第3次变格，电视台上下十分重视。

卫视高清频道上星播出，这对提高贵州电视台的社会影响力非常重要，同时也给喜欢观看贵州卫视的观众朋友们一个全新的视听效果。但在规定的资金内完成这个重大工程颇具困难，而且这一对于电视台具有历史意义的工程不能出现一点疏忽。

2　可行性分析

贵州台传输直播科在接到这个任务后，马上就开始进行项目的可行性分析。同事们一致认可现在上星播出的高清频道都为AVS+的编码技术[1](AVS+编码技术是我国拥有自主知识产权的编码方式，有别于H.264编码，编码效率较高)、DVB-S的调制标准、QPSK的调制方式[2]、16∶9画幅比例和国产设备。通过“中星6A号卫星”(125°E)实现卫星传输。由于贵州台贵州卫视上星地球站仅有标清上行系统，目前上行能力不够，因此按照总局科技司总体规划，拟采用将贵州卫视频道高清信号通过中广网异地传输至上海电视台进行加密，并通过上海卫星地球站上行系统进行上星传输。

集合笔者了解的情况，并在网络上查看了一些相关资料，再同卫星公司的工程师进行沟通，最后确定了当初的设想，从而进行下一步的规划。

3　设备的选型

可行性分析完成后，就开始着手设备的选型。按照国家新闻出版广电总局的指示，新上星用于播出的高清电视信号，需采用AVS+的编码方式，已经上星的节目逐步进行改变。这就要求用于信号传输的编码设备限制在国产设备的选择范围内。经过网络资料的查询、业内同行的建议和设备厂家的咨询，选择了两个国产厂家进行比较，分别是以A公司和B公司(此处笔者隐去了具体设备厂家名)。

A公司编码器：国产设备、AVS+编码方式、高清编码器、支持双电源、单机设备、性能稳定、支持一路编码、案例较多、功能简单且价格较贵。A公司卫星接收机在贵州台使用过程中性能不是很稳定，有维修更换记录。

B公司编码器：国产设备、AVS+编码方式、高清编码器、支持双电源、机箱插卡式设备、性能稳定、支持两路编码、案例较少、功能较多且价格便宜。B公司旗下所有设备在贵州台使用过程中没有发现问题，无任何维修更换记录。

经过与两家公司进行技术交流和核价，可以得到了性价比的方案配置，以A公司编码器价格在B公司可以配置双编码卡，支持两路电视节目编码，同时机箱软件平台支持复用切换功能，此功能在本方案设计中可以起到非常重要的作用。经过各方面的对比，最终选择了B公司的编码器。

4　方案的制作

设备的选型直接或间接决定了贵州台卫视高清频道上星系统方案制作的大体方向。按照总局62号令要求指出，为了节目播出的安全，所有上星节目的信号源至少要由两路信号组成。这个前提条件必须满足，不可违背。

4.1贵州广播电视台端

在贵州广播电视台，本部门11楼播出机房的贵州卫视高清频道HD-SDI播出信号，利用高清光端机传送到到23楼传输机房。经过视频分配器后送入主备高清编码平台进行编码。这里需要说明一下，主备编码平台都分别插入了两张编码卡，每台支持两路信号同时编码，此时每台编码平台输入的都是主备信号。编码完成后的两路信号经平台软件切换后交叉接入主备TS流切换器，切换输出的ASI信号一路送入适配器进行协议转换封装形成DS3信号，接入贵州台SDH传输系统[3]送达贵州省网络公司；另一路信号送入解码器解码，输出的视音频信号接入监视器，以便对编码和切换后的信号进行实时监视和对比。图1是贵州广播电视台端系统拓扑图。

图1　贵州广播电视台端系统拓扑图

4.2贵州省网络公司端

贵州省网络公司在接收到贵州台传送过来的贵州卫视高清频道的主备SDH信号后，利用网管系统分别进行调度分发，输出4路信号(两主两备)分别接入对应的DDF架。一对主备信号直接对接中国有线SDH传输系统贵州站的指定端口，传往中国有线的规划地点——上海电视台；另一对主备信号经适配器进行协议转换成ASI信号后接入网络公司端的码流监测系统用于信号监测。图2是贵州省网络公司端信号流程拓扑图。

图2　贵州省网络公司端系统拓扑图

4.3上海电视台播出端

上海电视台在接收到省网络公司传送过来的贵州卫视高清频道的SDH信号后，同样利用网管系统进行调度分发。一对主备信号直接对接中国有线SDH环网传输系统上海站的指定端口，传往中国有线北京首站的信号监测系统进行信号监测；另一对主备信号经适配器进行协议转换成ASI信号后接入上海电视台的加密系统进行加密。然后将加密后的TS信号传送到上行系统，经过编码器、调制器、切换器、功率放大器、上变频器和卫星上行天线等设备和系统后将信号上行至125°E(东经125度)的中星6A号卫星的指定转发器进行卫星传输。到这里，贵州卫视高清频道的上星播出就完成了。图3是上海电视台端信号流程拓扑图(不含上行系统)。

图3　上海电视台端信号流程拓扑图

中国有线端负责贵州台卫视高清频道的信号线路、信号调度和信号监测等工作，这里就不再赘述。

4.4传输方案

经过对各个地点的方案拓扑图进行分析汇总，最终得到了贵州台卫视高清频道上星系统的传输链路流程图，即传输方案，如图4所示。

图4　贵州卫视高清频道传输方案

从图4传输方案可以看出，每台编码平台配置有两张编码卡和一张自定义输入输出卡，功能强大且方便实用。支持基本的编码器功能，编码卡对主备路信号进行编码后的ASI信号可以通过自定义端口进行独立输出(比如1口自定义为编码卡1的ASI输出口，2口自定义为编码卡2的ASI输出口)；支持平台复用功能，此功能不只对两编码卡信号进行复用，同时还可以自定义端口用于外信号的输入后进行多级复用(比如3口自定义为外信号输入口)，复用后的ASI信号可以自定义端口输出(比如4口自定义为复用输出口)；还支持平台切换功能，对两编码卡的ASI信号进行条件切换，切换后的ASI信号也可以自定义端口进行输出(比如5口自定义为流切换后的输出口)。这样由4张编码卡组成的编码平台，可以设计成双层切换保护的主备两路信号系统、主备和第2备组成的具有3路信号的系统、主备和第2备第3备组成的具有4路信号的系统等。可见方案设置灵活，值得业内推广和应用。

双链路设计的SDH传输，用到了SDH系统的两大优点，环网和可调度性。这两个优点使得该传输方案更加完美，优势突显，安全性较高。从11楼播出机房到23楼传输机房，用的是台内光缆，非常安全。贵州台与省网络公司之间是内部SDH传输系统，信号从贵州台出发，用双纤双向的两路光缆经东二环和西二环构成的传输环网后送达省网络公司金阳机房，这样由不同路由方向的两根光缆构成的环网，有效避免了同一地段施工给两条光缆带来的安全隐患，安全性较高。中国有线SDH传输系统也是环网架构，信号分别从东南环线和西北环线送达上海和北京，同样安全和可靠。

5　设备安装与系统调试

5.1设备安装与参数设置

方案已经制作完成，接下来就是设备的安装与调度工作。设备到货后，仔细检查，确保设备没有问题。然后按方案的规划将设备上架、支撑固定、牵线做头、连接设备、理线扎线等工作。完成后就可以通电对设备参数进行设置了。

系统的设置，遵循卫星公司要求进行进行编码器的设置：AVS+编码方式、DVB-S的调制标准、QPSK的调制方式和16∶9的画幅比以及对码率设置，VIDEO RATE(视频码率)设置为12 Mbit/s，AUDIO RATE(音频码率)设置为384 kbit/s，包长188 byte，图像分辨率为1 920×1 080，频率范围为50 Hz等。至此，编码器的设置工作就完成了。

现在就对切换器进行设置。按方案上的规划，两个编码平台切换输出的ASI流按主次分别接入切换器的输入1口和2口，设置好设置顺序和切换条件就算成功了。这里要注意两点，其一是主信号接输入1口，因为1口带断电旁通功能，也就是当切换器掉电或是损坏后，主路信号也会工作正常；其二是切换条件，最好把流分析290标准的一级错误全部设置，最重要的是同步丢失错误、视频丢失等条件。这样切换器就设置完成了。

接下来就是对适配器进行设置。适配器采用爱立信TT6120，这是为了更好地兼容中国有线和上海电视台。本端两台设备设置较为简单，分别设置为ASI转DS3即可，其他参数可以默认，这样就完成了适配器的设置。全部设置完成，可以进行下一环节的调式工作。

5.2系统调试

完成后，将系统编码切换后的ASI信号接入Tektronix MTM400A进行码流分析，发现TR 101 290指标无一二级关键错误，系统输出总码率约为13 Mbit/s，与本系统规划相符，码流正常。从解码器的解码输出来看，监视器视音频正常。再拿解码器输出的SDI信号与信号源SDI信号同时接入Tektronix PQA600分析仪进行主观评价分析[4]，PQ，DMOS，PSN等3个项目正常，所有指标达到理想值，符合广电传输标准并满足贵州台传输要求，可以正常播出。

6　结论

本系统的建设，充分考虑到了设备的备份和信号源的备份，实现了多重备份或是重重备份，大大提高了信号处理和传输的安全性。让性能更稳定、传输更安全。

创新之一是对编码平台的多级备份和双层切换保护，这在传输上是一个重大的突破。相当于制作了一个四级备份的双层切换系统，保证传输信号不间断。创新之二是编码平台的自定义输入输出功能，这让平台功能更加强大。不但能当复用器，能当多级编码器，还能当切换器；不仅能满足传统的基带传输，还能满足当代的多媒体IP业务需求。

该系统缺点是传输地点较多，较为复杂，不太方便管理。优点是系统的安全性、稳定性都比较高，给技术排查提供了尽可能多的方便，方便操作且随意性较强。能随时保证两路信号不中断，有效保证传输更加安全。相信这个系统建设能对同行予以参考。

[1]陈立明. AVS+在广电网络的应用[J].中国有线电视，2015(2)：148-150.

[2]孙活，邓伯梅. QPSK调制解调技术[J].技术传播，2014(14)：228-234.

[3]罗信海，张林，周士勇，等. 贵州广播电视台SDH传输系统[J].电视技术，2014，38(4)：93-96.

[4]冯传岗.谈谈数字电视图像质量的主观评价[J].卫星电视与宽带多媒体，2011(21)：68-69.

胡滨，高级工程师，主研电视传输；

罗信海，工程师，主研电视传输；

张林，助理工程师，主研电视传输。

责任编辑：时雯

Design and implementation of satellite system on Guizhou satellite TV

HU Bin，LUO Xinhai，ZHANG Lin

(GuizhouRadioandTelevision，Guiyang550002，China)

HD Channel of Guizhou Radio and television star systems are in AVS + coding technology based on using EMR platform multiplexing， switching and custom input and output and other functions， to achieve the TV programmes in the HD Channel redundancy backup， multilayer switching and signal monitoring. Coding platform based on multi-level backup and double protection switching is one of the innovation of the system and the transmission is a major breakthrough， make the transmission system safer； second innovation is coding platform custom input and output functions， so that more diverse functions of transmission system performance even stronger. Not only meet the traditional baseband transmission， but also meet the needs of modern multimedia IP business， improve the security and stability of the star on the program， to ensure the safety of transmission.

AVS+； QPSK modulation； SDH； subjective evaluation

TN948

B

10.16280/j.videoe.2016.09.013

2016-05-13

文献引用格式：胡滨，罗信海，张林.贵州卫视高清频道上星系统的设计与实现[J].电视技术，2016，40(9)：67-71.

HU B，LUO X H，ZHANG L.Design and implementation of satellite system on Guizhou satellite TV[J].Video engineering，2016,40(9)：67-71.