广播电视信号安全传输与发射探析

2024-01-16江西省七七电视台张炯程

卫星电视与宽带多媒体 2023年23期

■ 江西省七〇七电视台：张炯程

伴随着人们生活经济水平的持续提升，人们对广播电视节目播出质量的要求也随之提升。在时代迈入信息化时代以后，广播电视领域也正式迎来了“发展的春天”，各种信息技术为广播电视注入了新动能，可以促使人员、技术和业务等各方面内容得到全面整合，保障节目效果、质量均得到了显著提升[1]。此外，近年来广播电视台跟随时代发展的步伐，积极推动节目的多样化和趣味化转型，使得各种新兴元素迅速融合，在丰富广播电视台特性的同时，也使得区域之间的关联性更为密切。但在这种多元素、多技术融合以及数字化、高清化需求的发展背景下，对广播电视信号安全传输与发射提出了更好的要求，一旦卫星信号在传输期间出现了中断或者受到其他方面的干扰，这就极易造成广播电视节目的整体质量和流畅性受到直接影响，致使广大受众群体的观看体验不断下降[2]。为此，全面了解导致广播电视信号传输和发射的影响因素，不断提升安全传输与发射技术，是保障广播电视节目的基础条件。

1. 广播电视信号传输与发射的发展现状

1.1 广播电视信号传输

广播电视信号传输主要是基于广播信息传播平台下所采用传播系统平台来实施的，这就意味着广播电视的信号传输是一个复杂的过程，需要多个系统和环节的配合才能完成。只有完整的信号传输才能实现电视节目的完美传播。这是对信号传输质量的重要强调，只有信号完整无误，才能保证电视节目的质量和效果。为此，在广播电视信号进行传输的第一步，就需要专业的工作人员进行技术把关，保障广播电视信号的传输质量。这是对信号传输过程中质量控制的重要步骤，专业人员的技术把关可以确保信号在传输过程中的稳定性和可靠性。确保电视信号的接收是广播电视信号传输的目标之一。广播电视的信号传输不仅需要将信号发送到接收设备，还需要确保接收设备能够正确地解码和显示信号，这需要对接收设备的技术要求和管理进行重视[3]。总之，广播电视信号传输的过程和质量控制至关重要，同时强调了专业人员信号传输期间所发挥的关键性作用，并且还需要综合考虑接收设备的兼容性和技术要求。

1.2 广播电视信号接收

广播电视在完成信号传输后，随即可通过广播电视信号来完成接收，这就意味着在整个电视信号处理期间必须保证其最大程度的完整性，信号的传输和接收是整个信号传播的关键环节。广播电视信号接收如果不顺畅不完善，就会影响电视节目的播出质量，严重的还可能导致电视节目无法播出，这充分体现了信号接收工作对于电视节目播出的重要性。广播电视信号接收作为一项非常重要的工作环节，需要完善接收流程，保障设备运转正常，提升信号质量。这是对如何保障信号接收工作顺利进行和质量的提高的具体建议。需要有良好的工作流程，正常的设备运行以及高质量的信号接收和处理。只有这样才能在整个工作过程中为观众提供完美的观看体验。这是对最终目标的明确表述，良好的信号接收和高质量的节目播出，才能够为广大观众带来更好的观看体验[4]。

1.3 广播电视信号的节目内容安全

广播电视信号传输从本质层面来看，实际上是数据化的电视节目，这使得其信号节目内容安全不仅仅取决于节目的内容，还受到节目录制场地、设施和工作人员等因素的影响。比如，录制场地的环境、设施的运行状况和工作人员的操作规范等都可能影响节目的安全和质量。广播电视信号安全还会因两方面因素而受到较大影响，一是节目本身内容是否具有较高安全性，二是在节目传输期间客观情况是否具有较高安全性。为此，必须从内容和传输过程两个方面对信号的安全性进行全面把控。而针对不同现象，广播电视行业在信号保障期间，必须采取相应措施，比如针对节目内容的安全性问题，工作人员需要把好关，确保内容的健康性；针对节目传输过程的安全性问题，工作人员需要关注传输过程的稳定性、可靠性和保密性等。

2. 广播电视信号安全传输与发射质量的影响因素

广播电视信号安全传输与发射主要因多方面因素而受到直接影响，这些各方面因素包括了传输路径的耗损、干扰源、噪声等。

2.1 信号传输路径

信号传输路径的损耗是影响广播电视信号传输质量的重要因素之一，需要特别关注。在传输路径中，其表现出信号传输期间能量逐步下降以及信号失真等情况，这些情况均会对信号的传输质量产生负面影响。同时，采取无线传输的过程中，传输路径所表现出的损耗程度与距离之间表现出正相关性，即无线传输的损耗随着距离的增加而增加。所以长距离的无线传输需要特别关注和控制损耗[5]。此外，建筑物和地形障碍等都会增加信号的损耗，影响传输质量，需要在实际工作中特别关注和解决。

2.2 干扰源

干扰源的存在和影响是不可避免的，无线设备如手机、电视和电脑等，电磁辐射源如无线电波和磁场等，都可能对广播电视信号传输产生干扰。同时电力线、道路交通等环境噪声都可能对广播电视信号传输产生干扰。干扰源的存在会引起信号的衰减、失真或干扰，从而影响接收端对信号的解码和处理能力，进而影响传输质量。

2.3 噪声

噪声的存在和作用是影响传输质量的一个重要因素。噪声可能是源自信号传输路径本身所存在的噪声因素，具体包括了热噪声、冲击噪声等，这些噪声会直接影响传输路径本身，并因此引发进一步的噪声问题。同时，在机械振动、电磁干扰等相关因素，以及雷电、雨雪等天气因素影响下，都可能导致外部噪声来源随之改变。这些噪声必然会致使信号的背景噪声水平发生改变，使接收端无法客观详细地解读信号内容，致使传输质量发生改变。

2.4 其他

除了上述问题之外，自然灾害和火灾等灾害事故也会对广播电视信号传输与发射带来直接影响。在广播电视过程中如果遇到台风、地震等自然灾害，也必然会对广播电视的信号传输与发射工作造成较大的影响。这些灾害的影响可能会导致信号传输和发射工作中断或变劣，需采取相应的措施以减少其影响。环境因素对电视广播所带来的影响相对较小，但尽管环境因素的影响频率不高，但一旦发生，其影响往往比较严重[6]。甚至超过人们的控制能力，即使采取了一些预防措施，也可能无法完全避免其影响。因此，选择自然灾害相对较少，且有着较强防火性能的工作环境可以减少灾害和火灾对信号传输的影响，促进电视信号传输的稳定运行。

3. 广播电视信号安全传输与发射技术

3.1 模拟信号安全传输与发射技术

3.1.1 FM调制技术

FM调制（频率调制）技术属于一种较常用的模拟信号传输技术，其被广泛应用于广播电视信号传输。FM调制技术具体以下几项优势，即：①抗干扰性能更强：FM调制技术能通过将信号转化为频率变化的形式，减少噪声和干扰的影响，提高信号的可靠性。这是因为在频率变化的过程中，如果存在干扰，接收端仍然可以通过过滤和解析频率来提取原始信号。②高信噪比：FM调制技术的信号质量较高，因为它在传输过程中可以有效地避免噪声的干扰。这种技术可以更准确地还原音频信号，提供更清晰的声音。③频带较宽：FM调制技术使用的是宽频带，这使得它能够同时传输多个信号。这尤其在广播和电视信号传输中是极其重要的，因为它们需要同时传输多个音频和视频信号。虽然FM调制技术在许多方面表现出优越性，但它也有一些局限性。例如，FM调制技术的信号接收范围主要取决于它的频率，而且这个范围是有限的。此外，FM信号在传输过程中可能会遇到频率冲突的问题，这需要额外的技术来解决。尽管有这些局限性，FM调制技术仍然是广播电视信号传输中的重要技术[7]。

3.1.2 AM调制技术

AM调制，也称为幅度调制，是一种模拟信号传输方法。在AM调制中，音频信号被叠加到载波信号上，通过改变载波的幅度来携带音频信息。具体来说，音频信号的振幅变化被用来调制载波信号的幅度，而载波的频率则保持不变。AM调制技术的主要优点是其简单的原理和较低的复杂性，这使得它在广播电视领域得到了一定的应用。然而，它也存在一些问题，主要表现在以下几个方面：①抗干扰性能差：AM调制技术的抗干扰性能相对较差。在信号传输过程中，如果存在噪声或干扰，接收端可能难以从接收到的信号中提取出原始音频信息。②信噪比低：AM调制技术的信噪比相对较低。这意味着在接收到的信号中，噪声和干扰的成分较多，而原始音频信息的成分相对较少。这会使得接收端接收到的音频信号质量下降。③带宽受限：AM调制技术使用的带宽相对较窄，这限制了其传输能力。在传输多路信号或高分辨率信号时，可能会出现带宽不足的问题。由于以上这些问题，现在许多广播电视系统已经开始转向更先进的数字调制技术，这些技术能够提供更高的信号质量和更强的抗干扰能力[8]。然而，AM调制技术仍然在一些特定的应用场景中有所使用，例如在中波广播和部分低成本广播设备中。

3.2 数字信号安全传输与发射技术

3.2.1 基带信号与载波调制技术

基带信号与载波调制技术是数字信号传输期间的核心内容，该项技术传输期间，声音和图像信号首先在源端以数字形式生成。这些信号是离散的数字值，经过采样和量化处理，从连续的模拟信号转换为离散的数字信号。而基带信号主要是通过数字调制器转换为调制信号。调制是改变载波信号的某些特性以携带信息的过程。在数字调制中，调制信号的幅度、频率或相位被离散的数字值所控制。调制信号随后与一个载波波形（通常是一个正弦波）合并，形成一个可以在信道中传输的信号。在接收端，相应的解调过程将这些信号还原为原始的基带信号。不同的载波调制技术如调频（FM）、相位偏移键控（PSK）和振幅移动键控（ASK）等可用于数字信号的传输，每种技术都有其特定的优点和适用场景。基带信号与载波调制技术在广播电视和通信系统（包括卫星通信和广播、互联网数据传输等）中都有广泛应用，该项技术能够高效、可靠地传输数字信息，并确保信息的准确接收和还原。

3.2.2 数字压缩与编码技术

数字压缩和编码技术确实是数字信号传输的关键技术之一。这些技术的使用，可以大大提高信号的传输效率和减少对带宽和存储空间的需求。尽管压缩技术声音和图像信号可以被数字化，但其数据量依然很大。数字压缩技术通过去除信号中的冗余信息，可以显著减小数据的大小。这样就可以减少所需的存储空间，并降低对传输带宽的需求。数字压缩技术有许多种，例如JPEG和MPEG等，分别用于图像和视频的压缩。编码是将信息从一种形式转换为另一种形式的过程。在数字信号处理中，编码是将信息从一种特定的格式转换为可以在数字网络上传输的格式。编码过程可以使信号更适合于数字传输。数字编码技术有许多种，例如摩尔斯电码、ASCII编码等。在实际的信号传输过程中，压缩和编码技术常常是同时使用的。这些技术的应用可以大大提高数字信号的传输效率和可靠性[9]。

4. 广播电视信号安全传输与发射保障措施

4.1 信号加密保护

信号加密是保障广播电视信号安全的重要手段。通过对信号进行加密处理，可以防止未经授权的用户获取和利用信号，保障播出单位和接收方的利益。在信号加密方面，可以采用多种加密技术，如数字版权管理（DRM）、条件接收（CA）等，根据实际需要进行选择。同时，要加强对加密系统的安全管理，严格控制密钥的生成、分发、使用和销毁等环节，防止密钥泄露对信号安全造成威胁。

4.2 传输系统安全

传输系统是广播电视信号传输的重要环节之一，保障传输系统的安全是确保信号安全的关键。在传输系统安全方面，应加强对传输设备的保护，防止未经授权的人员接触和破坏设备。同时，应对传输链路进行严格监控，及时发现并解决链路故障。此外，应对传输系统进行备份和冗余设计，提高系统的可靠性和稳定性。可以采用多种传输技术，如光纤传输、卫星传输、地面传输等。

4.3 信号隐藏技术

信号隐藏技术是采用特定的信号处理方法，将有用的信号隐藏在其他信号中，以达到保护有用信号的目的。常用的信号隐藏技术包括：数字水印技术、扩频通信等。数字水印技术可以将有用的信号嵌入到其他数字产品中，以便在发现盗用行为时进行追踪；扩频通信可以将有用信号扩展到多个频率上，使非法截获和盗用变得更加困难。在应用信号隐藏技术时要注意隐藏信号的幅度、频率和作用时间等，确保不会对正常的广播电视信号造成影响[10]。

4.4 无线通信安全技术

无线通信安全技术是保障无线广播电视信号传输安全的重要手段。主要包括无线加密技术、无线认证技术、无线信道检测技术等。无线加密技术可以对无线信号进行加密处理，防止非法截获和盗用；无线认证技术可以验证用户的身份，防止未经授权的访问；无线信道检测技术可以检测无线信道的质量和安全性，保障信号的稳定传输。

4.5 数据完整性保护技术

数据完整性保护技术是保证广播电视信号在传输过程中不被篡改和破坏的重要措施。常用的数据完整性保护技术包括循环冗余校验(CRC)、哈希校验等。循环冗余校验可以通过对比发送端和接收端的CRC值，判断数据是否在传输过程中出现错误；哈希校验则可以利用哈希函数计算数据的哈希值，比对发送端和接收端的哈希值是否一致。