卫星传输备份上行系统方案设计与实现

2019-07-27田世军

数字传媒研究 2019年3期

田世军

内蒙古新闻出版广电局501台内蒙古呼和浩特市 010050

引言

2017年，为保障“十九大”及自治区70 周年大庆期间广播电视的安全播出，按照《广播电视安全播出管理规定》卫星广播电视地球站实施细则的要求，配置能独立承担上行播出任务的备份上行系统，实现了与主用上行系统1：1+1：1 的备份模式，并设置了应急开关，实现了一键切换的应急处置。

1 需求分析

1.1 相关规定

根据《广播电视安全播出管理规定》卫星广播电视地球站实施细则的要求，501 台安全播出保障等级一级，为最高保障等级，在技术系统配置、运行维护、预防突发事件、应急处置等方面的保障要求较高。细则第十二条规定：一级应配置能独立承担上行播出任务的备份上行系统；二级应配置公共备份上行系统，对所承担的备份任务具备同时上行的能力，且备份上行系统的安全运行EIRP 值应不低于主用上行系统正常播出时的上行EIRP 值。

1.2 播出要求

501 台承担着内蒙古广播电视台蒙、汉语卫视两套电视节目和内蒙古广播电视台及盟市广播电视台的15 套广播节目的卫星传输任务，信号覆盖中国及周边国家和地区。为全国各地有线台站提供节目源。全年24 小时不间断播出，除周三凌晨三小时的检修时间外（重要播出时段停止检修），均实现有载波播出。

501 台为一级技术保障系统，安全播出年度运行指标停播率≤5 秒/百小时，即地球站卫星广播电视信号传输可用度≥99.9986%；全年累计停播时间不超过7.3 分钟。

根据安全播出事件事故管理实施细则中，安全播出重大事故界定标准的要求，卫星传输中在重要保障期的重点时段停播时长≥3 秒钟；日常重点时段/重要保障期停播时长≥10 秒钟；日常停播时长≥30 秒钟为重大停播事故。

2 方案设计

2.1 设计原则

备份上行系统需要符合国家技术标准，减少中间故障环节，维护管理界面清晰，维护操作简单方便，应急配置灵活可靠等特点。

2.2 设计思路

信源采用与主用上行系统不同路由的信源，上行链路为独立链路，与主用上行系统无交叉，互不干扰。当主用上行系统出现故障、检修维护、升级改造以及业务培训需要进行演练操作时，能够独立完成播出任务。

采用一键式切换模式，遇到突发事件，可在最短时间内完成主用上行系统与备用上行系统的切换，可有效保障安全播出。

2.3 系统组成

图1 为501 台播出系统链路图，虚线的部分为备份上行系统。

3 信号引接系统

3.1 系统方案

内蒙古广播电视台将蒙、汉语视频信号编码、复用后，通过光缆和微波两种形式传输。光缆通路将广播电视台传输的DS3 信号直接上光发机，通过光缆传到卫星地球站播出机房；微波采用双向环路自愈网和点对点传输方式，对501 台提供了环路、正向两种不同路由的信号，确保信号源的质量，提高了信号源的可靠性。

图1 播出系统连路图

501 台将光缆信号作为主用，微波正向信号作为备用，对其进行切换选择，然后送至主用上行系统播出。

将微波环路信号作为主用，光缆信号作为备用，对其进行切换选择，然后送至备用上行系统播出。

3.2 系统安全保障措施

传输链路采用光缆和微波的构架。微波链路采用点对点传输方式和双向环路自愈网，提供了正向、反向、环路三个方向的信号，保证传输链路的可用性。

信号源的选择切换具有双电源、断电直通特点，保证不会因设备损坏出现断信号的现象。

在信号处理环节设置跳线排。

备份上行系统信号源部分设备和主用上行系统完全独立。

3.3 主要设备功能要求

3.3.1 ASI 切换器

具有码流监测功能。监测信号是否中断，监测同步字节、PAT 和PMT 丢失或错误，同时监测多路PID；

应急切换时无黑场，主路掉电直通；

切换延时时间越小越好，并能自由设定；

具有远程控制面板；

具有双电源，电源的通断不影响主路信号；

具有自动电缆均衡功能；

四路分配信号输出。

3.3.2 复用器

具有节目复用、PID映射及过滤、PSI/SI插入；

具有多路ASI 信号输入/输出；

实时复用本地节目的MPEG-2 传输流；

支持PID 重新映射和过滤；

支持PID 优先级设置；

支持每个频道独立的PCR 校正，支持共用PCR 的重新生成；

支持冗余千兆以太网输出，支持端口备份、节目备份等多重备份机制，确保系统安全稳定。

4 上行系统

4.1 系统方案

上行系统符合总局对播出系统验收要求的规范。系统中的主要设备，如调制器、上变频器均按照1+1 配置，高功放采用固态功放，模块1:3 的方式，单元设备和系统可以互相自动倒换。主用上行系统功放为CPI 3.35kW 速调管高功放，备用上行系统采用PARDISE 1000W 固态功放。

4.2 系统安全保障措施

每件设备1+1 配置，切换器采用双电源，具有自动手动切换，最好具有远程手动控制面板；

无论有无输入信号，调制器均能输出调制载波信号；

调制器含有L 段输出，便于监测；高功放输出有相应的耦合监测；

备用上行系统（不含上行天线）与主用的上行系统之间，通过波导切换开关进行切换，以便设置应急开关，使值班员可一键切换，保证应急播出。

4.3 链路计算

主用上行系统的高功放采用的3.35W 速调管高功放，1:1 配置，并具备自动倒换功能。

按照上行波导损耗为3dB，主用上行系统高功放法兰盘输出功率按2897W （34.62dBW）计算，上行系统EIRP 能达到87.7dBW。

备用上行系统的高功放采用1000W 固态高功放。

按照上行波导损耗为3dB，备用上行系统的高功放法兰盘输出功率按1000W（30.0dBW）计算，上行系统EIRP 能达到83.08dBW，符合《广播电视安全播出管理规定》卫星地球站实施细则中的相关要求，即备用上行系统的安全运行EIRP 值应不低于主用上行系统正常播出时的上行EIRP 值（76.52dBW）。