地方广播电视节目通过直播卫星传输覆盖应用研究

梁 波

（云南省曲靖市广播电视台，云南 曲靖 655000）

1 项目背景

1.1 基本概况

曲靖市位于滇东，面积2.89万平方公里，山区占比达93%，海拔从695 m到4 017 m。辖9个县区、137个乡镇，人口为617万人，其中城镇306万人，乡村311万人。全市有线电视用户81万户，不通光缆的山区还有54万户、300多万农村受众无法收听收看本地节目。

1.2 地方广播电视节目上星的意义

边远山区要实现地方广电节目信号的全覆盖，需在传统有线网络的基础上辅以地面无线发射或卫星信号覆盖的方式。采用地面无线发射覆盖设备，资金投入巨大，地方财力将无法承受。通过直播卫星，应用加密技术，实现行政辖区内的定向传输覆盖，原有村村通和户户通直播卫星用户重新搜索后就能收听收看本地广电节目。这是解决地方广电节目信号传输覆盖范围投入最小的方式。

2 总体方案

曲靖市广播电视台广播电视信号定义为“云南曲靖地方节目包”，通过中星9号直播卫星信号接收管理系统，在本台对音视频信号进行编码后，经光纤专网跨省传输到北京，在卫星直播中心进行解码和加密后，上传至中星9号11A转发器，实现地方节目信号在曲靖市山区、半山区有线网络信号覆盖盲区范围内的传输。曲靖市地方节目信号通过直播卫星传输覆盖如图1所示。

图1 曲靖市地方节目信号通过直播卫星传输覆盖示意图

3 曲靖市广播电视台节目源前端集成

3.1 编码复用

曲靖市广播电视台建设一套编码复用系统，将本台广播电视节目编码复用后，传输至国干网云南省节点。其中，编码复用器按照1：1配置，将输入的SDI电视信号和AES/EBU广播信号进行编码复用后，传输至交换机。按照电视4.5 Mb·s-1，广播133 kb·s-1进行编码，视频采用MPEG2方式编码，音频采用MPEG1 Layer2方式编码[1]。主、备交换机经过IP码流切换开关进行保护，主路信号接至省网传输设备，备路直通接至传输设备。前端集成编码复用传输如图2所示。

图2 前端集成编码复用传输

3.2 信号传输

主、备TS over IP信号分别经云南省网传输设备传输至云南省网络公司，即中国有线云南节点。

3.3 网络管理及信号监测

按照总局安全播出管理的规定，曲靖市广播电视台建设本地音视频信号监控系统，对各关键节点播出信号进行监测，内容包括主备用信号源检测、关键节点信号监测（IP信号）以及卫星机顶盒回传信号监测。

4 地方音视频节目包专网传输

4.1 云南省干网

曲靖市广播电视台将含广播电视信号的主备两路TS over IP码流通过省网不同路由利用光缆传输至云南省网络公司，即中国有线云南省节点，经适配后接入国干网传输设备。

4.2 国干网

包括曲靖1套电视节目和1套广播的主备TS over IP信号经过适配后接入国干网，传送至北京中国有线首站。为确保信号传输安全，整个传输环节分别采用路由、复用环、通道环以及端口SNCP选收相结合的多种保护方式。传输过程涉及到的电源、板卡、支路及备用线路均采用主、备工作方式，具备“网络通道、传输设备及关键节点无交叉的双备份”传输保障机制，满足安播管理相关规定。

4.3 京内环网

中国有线首站将接收到的曲靖市广播电视台节目主、备路TS流适配成ASI信号后接至复用器，与其他直播卫星定向覆盖业务一同复用传输，经中国有线与卫星直播中心之间的SDH 10G环网传输至卫星直播中心作为主、备用信号源。除在干线网首站设置主备信号的监测点及环回监测点外，还将对主备路信号配置DS3下业务端口用于业务监测。

5 直播卫星播控中心机房前端系统

5.1 节目集成

卫星直播中心配置主、备解码器，主路与中国有线的主备适配器后的保护切换矩阵连接，备路与备适配器后的分配器连接，分别用来接收干线网传输的主、备用“云南曲靖地方节目包”信号。其中，电视信号按SDI方式输出，广播信号按AES/EBU方式输出，主备信号再经二选一切换矩阵输出后接入系统。

编码器按照12+12配置，“曲靖地方节目包”占用其中的1主1备。其中电视节目平均按照4.5 Mb·s-1、广播节目按照133 kb·s-1进行编码。编码后，输出信号分别进入主、备复用器。复用器按照1∶1配置，曲靖地方节目与其他地方节目共同进行动态统计复用，以保证节目优质和高效的集成传输。复用器内置CA卡，保证加密信息复用到码流中。主、备同步输出2路有效总码率约为12 Mb·s-1的信号，独立进入主备切换矩阵后，各自输出1路ASI信号，分别作为直播卫星上行信号。

直播卫星播控机房前端信号采集、编码复用及监测系统如图3所示。

5.2 节目包管理

直播卫星户户通和村村通用户管理系统具备定位、节目及用户管理等功能。在系统中添加“云南曲靖地方节目包”，通过节目加密、信息管理及节目包管理等综合手段，确保只有云南省曲靖市内的直播卫星用户可以接收“云南曲靖地方节目包”。

5.3 节目加密和业务信息生成

目前，卫星直播中心采用NDS对接收进行加密。使用该系统对新增的“云南曲靖地方节目包”信号进行加密，全市统一使用同一个Bouquet ID，仅对曲靖市注册用户按本项目中曲靖业务主体的具体需求发送节目授权。卫星直播中心配备综合信号制播系统，完成EPG信息的制作和播出以及业务信息的生成和播出，生成符合上星技术播出要求的专用信息表。

5.4 码流监测

卫星直播中心在现有网络技术架构下各增加1套广播、电视节目的监控设备。对信号传输通道、播出通道及上星信号各主要节点进行监控和数据分析，监测内容包括主备音视频信号监控、关键传输环节ASI信号监测以及通过卫星天线接收的回传信号监控。所有数据录制并存储不少于一周时间[2]。

5.5 节目上行

地方包节目传输和上行系统参数同现有11A转发器节目一致，由无线局呼市地球站主站上行，北京地球站公共备站上行。

图3 直播卫星播控机房前端信号采集、编码复用及监测系统框图

6 链路协调及任务划分

由曲靖市广播电视台和卫星直播中心共同与相关单位签订三方运行维护协议，划清维护界面，明确维护责任。链路协调及具体维护界面划分如图4所示。

图4 链路协调及具体维护界面划分框图

根据图4的界面划分，各单位具体负责内容如下：

（1）曲靖市广播电视台完成节目源传输前端建设，并负责将节目接入干线网；

（2）中国有线负责将曲靖市广播电视台节目通过干线网双路由传输至卫星直播中心；

（3）卫星直播中心进行解码、编码及复用、加密、播出监听监看、节目包管理及用户管理；

（4）无线局负责进行节目集成码流传输和调制上行；

（5）中国卫通负责中星9号卫星空间段的安全。

7 安全播出保障及应急协调

日常运行播出保障工作由卫星直播中心牵头协调组织，各播出单位按照分段负责、及时响应的原则，分别制定本环节的安全播出保障方案，同时与上下游单位明确责任，建立应急协调机制。任何时刻应以“第一时间恢复播出”为根本原则，发现播出异态时，除及时排查自身问题外，还应及时与上下游单位联络沟通，积极配合异态排查工作，并按照总局安全播出汇报有关流程进行汇报，同时通报卫星直播中心。卫星直播中心在协调解决异态后，负责向监管中心进行汇报。

8 结 语

通过直播卫星，曲靖市广播电视台可实现“曲靖地方广播电视节目”在曲靖市山区、半山区有线网络信号覆盖盲区范围内的传输，解决了山区群众无法收听收看本地广播电视节目的问题。