陳琳

【摘要】發(fā)射臺(tái)廣播電視信號(hào)傳輸對(duì)于廣播電視播放至關(guān)重要，要結(jié)合發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)傳輸鏈路的實(shí)際情況，探討和分析廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸系統(tǒng)的建設(shè)路徑，基于信號(hào)編碼、復(fù)用、監(jiān)測(cè)等原理和設(shè)備性能前提，構(gòu)建廣播電視節(jié)目信號(hào)源——傳輸——發(fā)射機(jī)房的統(tǒng)一鏈路，以更好地?cái)U(kuò)大發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)的傳輸覆蓋面，實(shí)現(xiàn)對(duì)廣播電視節(jié)目信號(hào)的集中傳送和監(jiān)測(cè)。

【關(guān)鍵詞】發(fā)射臺(tái);廣播電視節(jié)目;信號(hào)源;傳輸;系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1673-0348（2020）013-058-03

Transmission system of radio and television program signal source at transmitting station

Chen Lin

（Weinan Radio and Television Transmitting Station， Weinan， Shaanxi 714000）

Abstract： Transmission of radio and television signals at transmitting stations is very important for broadcasting. Combining with the actual situation of transmission links of radio and television signals at transmitting stations， this paper discusses and analyzes the construction path of transmission system of radio and television signal sources， and constructs a unified link of radio and television signal sources-transmission-transmitter room based on the principles of signal coding， multiplexing and monitoring， so as to better expand the transmission coverage of radio and television signals at transmitting stations and realize centralized transmission and monitoring of radio and television signals.

Keywords： transmitting station; Radio and television programs; Signal source; Transmission; System

為了確保發(fā)射臺(tái)廣播電視信號(hào)的安全、優(yōu)質(zhì)、高效傳輸，要重點(diǎn)關(guān)注和探討發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸系統(tǒng)的建設(shè)，轉(zhuǎn)變之前發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)傳輸系統(tǒng)各成體系的重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象，在相關(guān)技術(shù)和原理的支持和依托下，構(gòu)建發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸系統(tǒng)，選取合理的傳輸方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)的集中傳送和監(jiān)測(cè)，確保用戶能夠正常收聽收看廣播電視節(jié)目。

1. 發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸系統(tǒng)概述

信號(hào)中心是必不可少的中間環(huán)節(jié)，對(duì)于中短波、調(diào)頻廣播、開路電視、衛(wèi)星傳送節(jié)目而言有極其重要的作用，其信號(hào)源主要包括有：電臺(tái)通過音頻線直接傳送的模擬/數(shù)字廣播節(jié)目;電視臺(tái)由視頻線直接傳送的模擬/數(shù)字電視節(jié)目;由國(guó)干網(wǎng)解調(diào)的電臺(tái)數(shù)字廣播節(jié)目、中央電視臺(tái)的電視節(jié)目;由衛(wèi)星接收機(jī)傳送的中央電臺(tái)模擬廣播節(jié)目。

相較于其他系統(tǒng)而言，數(shù)字通信系統(tǒng)體現(xiàn)出較強(qiáng)的抗干擾性能，沒有噪聲累積的現(xiàn)象，便于加密處理，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程、高質(zhì)量的信號(hào)傳輸，適用于作為信號(hào)源進(jìn)行傳輸。然而其信號(hào)占用頻帶較寬，因而要對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行壓縮處理，將模擬信號(hào)進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換，成為壓縮編碼的數(shù)字信號(hào)，并使多路節(jié)目的基本碼流合成為一路TS流，降低碼率。同時(shí)，考慮到發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目較多，因而要將不同編碼器輸出的TS流進(jìn)行復(fù)用，采用碼流分配器進(jìn)行多路輸出信號(hào)的傳送，通過微波機(jī)和光端機(jī)進(jìn)行信號(hào)源的發(fā)送，并實(shí)現(xiàn)傳輸鏈路上的一主一備。

2. 廣播電視節(jié)目信號(hào)源編碼電路的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

編碼電路的設(shè)計(jì)原理。發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目的信號(hào)大多采用模擬和數(shù)字兩種模式，其編碼電路原理為：經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬音視頻的數(shù)字化轉(zhuǎn)換，使之成為音視頻數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)由音視頻編碼器進(jìn)行編碼，獲取音視頻信號(hào)的原始流ES。然后對(duì)音視頻的原始流ES進(jìn)行分組、打包處理，形成一個(gè)幀一個(gè)分組的視頻信號(hào)原始流和64字節(jié)的分組音視信號(hào)原始流，通過傳送流TS復(fù)用的方式，獲取信號(hào)傳送流。

編碼器的合理選用?？紤]到同一套節(jié)目的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)應(yīng)當(dāng)由同一個(gè)編碼器進(jìn)行輸入，因而選用單獨(dú)的音頻編碼器和視音頻編碼器，能夠準(zhǔn)確判斷是否需要開啟A/D轉(zhuǎn)換器，以實(shí)現(xiàn)同一狀態(tài)下模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，確保信號(hào)的安全、高效、經(jīng)濟(jì)傳送。具體包括以下內(nèi)容：

2.1 音頻編碼器的選用

考慮到模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)同傳的需求，音頻編碼器的物理接口要同時(shí)具有兩路數(shù)字音頻輸入接口DA1、DA2，以模擬音頻作為數(shù)字音頻的備用。同時(shí)，還要求音頻編碼器具有ASI輸出接口，以確保與復(fù)用器之間的鏈接。音頻編碼器的相關(guān)性能指標(biāo)包括：48kHz的音頻采樣頻率;同時(shí)支持128kbps、256 kbps、384kbps的音頻碼率;支持MPEG-2音頻編碼。

2.2 視音頻編碼器的選用

考慮到模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)同傳的需求，視音頻編碼器的物理接口要同時(shí)具有以下物理接口，即：一路嵌入音頻的數(shù)字視頻輸入接口SDI、模擬視頻輸入接口AV、數(shù)字音頻接口DA、四個(gè)模擬音頻輸入接口CH 2L/R、CH2L/R，并以模擬視音頻作為數(shù)字視音頻的備用。輸出接口則采用兩路ASI輸出接口。適用視音頻編碼器的情形主要包括兩種，即：一路數(shù)字電視和一路數(shù)字廣播;用于上星節(jié)目的一路數(shù)字電視和兩路模擬廣播。而輸出的兩路TS流信號(hào)則分別送入主用復(fù)用器和備用復(fù)用器。一般來說，視音頻編碼器的相關(guān)性能指標(biāo)應(yīng)當(dāng)包括：720*576*25的圖像分辨率;圖像信號(hào)4：2：0的采樣方式;支持嵌入音頻和MPEG-2視頻編碼。

3. 廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸系統(tǒng)的復(fù)用電路設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 復(fù)用電路的設(shè)計(jì)原理

發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)最少要采用12個(gè)編碼器，要在復(fù)用電路的支持下，將編碼器輸出信號(hào)復(fù)用為一種用于傳輸?shù)男盘?hào)，經(jīng)由ASI接口輸出的信號(hào)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)功能，經(jīng)由DS3輸出的信號(hào)實(shí)現(xiàn)傳輸功能，考慮到發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目無須直接送入發(fā)射機(jī)，為此無須添加校驗(yàn)碼，采用188字節(jié)的TS流包長(zhǎng)度，TS流包的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成主要包括有包頭、自適應(yīng)區(qū)和包數(shù)據(jù)，包頭的長(zhǎng)度為4B，自適應(yīng)區(qū)和包數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度為184B，由此可知，TS包的總長(zhǎng)度為188B的有用信息空間，主要傳輸已編碼的視音頻數(shù)據(jù)流。其中，包頭內(nèi)置傳輸誤碼示符、有效載荷單元起始指示符、傳輸優(yōu)先、包識(shí)別、加擾控制、自適應(yīng)區(qū)控制、連續(xù)計(jì)數(shù)器等;自適應(yīng)區(qū)和包數(shù)據(jù)內(nèi)置有自適應(yīng)區(qū)長(zhǎng)、不同標(biāo)志指示符（間斷指示符、隨機(jī)存取指示符、傳輸專用數(shù)據(jù)標(biāo)志、原始PCR標(biāo)志）、與插入標(biāo)志相關(guān)的信息、填充數(shù)據(jù)等。

3.2 復(fù)用信號(hào)的選用

發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目的復(fù)用信號(hào)主要選用以下兩種方式：（1）上星節(jié)目。以所要傳輸電視節(jié)目的PID序號(hào)為前提，將發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)進(jìn)行傳送，對(duì)TS流復(fù)用信號(hào)進(jìn)行篩選和提取，經(jīng)由發(fā)射天線打到中星6B（E115.5°），最大程度覆蓋發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目的復(fù)用信號(hào)。（2）無線發(fā)射。在進(jìn)行中短波、調(diào)頻廣播和電視節(jié)目的傳輸過程中，主要是在適配器的合理選用前提下，將發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)發(fā)送至發(fā)射臺(tái)，并對(duì)DS3信號(hào)進(jìn)行調(diào)適和轉(zhuǎn)換，使之轉(zhuǎn)變?yōu)锳SI信號(hào)，再在解碼器的輔助下進(jìn)行信號(hào)解析，以相應(yīng)的節(jié)目模擬信號(hào)進(jìn)行發(fā)射。

3.3 擴(kuò)容應(yīng)用

考慮到部分地區(qū)廣播上星的問題，要對(duì)發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容應(yīng)用，保持原有的編碼器輸入，通過新添的復(fù)用器進(jìn)行編碼器輸出信號(hào)的首次復(fù)用，再與其他編碼器輸出信號(hào)進(jìn)行原復(fù)用器的復(fù)用，獲取總信號(hào)碼流42Mbps。同時(shí)，考慮到廣播電視信號(hào)的復(fù)用性，要選取8個(gè)口的復(fù)用器和4個(gè)輸入口，作為后續(xù)增加廣播電視節(jié)目的備用。

4. 發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)應(yīng)用

4.1 電視信號(hào)的監(jiān)測(cè)應(yīng)用

為了確保發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)傳送的正常穩(wěn)定狀態(tài)，必須關(guān)注發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)和應(yīng)用，其監(jiān)測(cè)原理為：將碼流分配器的其中一路信號(hào)用于監(jiān)測(cè)，出于實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，可以將DS3信號(hào)通過適配器轉(zhuǎn)換為ASI接口信號(hào)，再通過視頻解碼器進(jìn)行ASI接口信號(hào)的解析，使之成為模擬視頻信號(hào)進(jìn)行傳送。同時(shí)，考慮到對(duì)不同套節(jié)目的監(jiān)測(cè)需求，要將網(wǎng)絡(luò)適配器的輸出信號(hào)送入1分8的碼流分配器，獲得相應(yīng)的ASI接口信號(hào)，將不同路的ASI接口信號(hào)進(jìn)行解碼，即可進(jìn)行相應(yīng)視頻信號(hào)的傳送，并通過多畫面監(jiān)視器進(jìn)行傳送視頻信號(hào)的比對(duì)分析，搭配以伴音信號(hào)的柱狀圖進(jìn)行視頻信號(hào)的監(jiān)測(cè)。

4.2 視音頻信號(hào)的監(jiān)測(cè)應(yīng)用

將一根視頻電纜由復(fù)用器的ASI出口直接拉出來，接入到視音頻解碼器，對(duì)傳送的模擬信號(hào)進(jìn)行解碼之后，傳送到監(jiān)視器之中，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)和音頻信號(hào)的監(jiān)測(cè)，使用者可以通過節(jié)目選擇功能滿足自身的需求。

5. 發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測(cè)試

可以選取袖珍型碼流分析儀BTA-P100進(jìn)行信號(hào)源傳輸系統(tǒng)的實(shí)時(shí)離線分析，相關(guān)接口包括有DVB SPI、ASI接口、DVB-S/DVB-C/DVB-T射頻接口等，提供如下信息：

5.1 基本信息

顯示的基本信息主要包括有：TS流的實(shí)時(shí)傳輸速率、188字節(jié)的TS包、傳送流基本信息、TS流信息、節(jié)目信息等。

5.2 帶寬信息

通過TS流包含節(jié)目對(duì)應(yīng)的帶寬信息直方圖，可以知道不同路的電視節(jié)目業(yè)務(wù)類型和名稱，并與相應(yīng)的音視頻編碼器相匹配，在對(duì)編碼器相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的條件下，也會(huì)相應(yīng)調(diào)整其圖像顯示。通過帶寬信息界面圖，可以獲悉相關(guān)的帶寬信息，如：節(jié)目關(guān)聯(lián)表、網(wǎng)絡(luò)信息表、業(yè)務(wù)描述表、節(jié)目時(shí)鐘參考、節(jié)目映射表、音視頻的若干路PID信息，并實(shí)時(shí)顯示帶寬比例、傳輸速率等信息。

5.3 音視頻信息

可以結(jié)合發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸系統(tǒng)的實(shí)際需求，選用符合MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的編碼器，確保音視頻信息與MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)相一致，并通過檢測(cè)獲悉單聲道、立體聲、視頻等基本流的信息，主要包括有：對(duì)于單聲道廣播的信息檢測(cè)采用48kHz的采樣頻率和128kbps的比特率;對(duì)于雙聲道的信息檢測(cè)采用256kbps比特率的雙聲道、低壓縮比傳輸方式;對(duì)于立體聲的信息檢測(cè)采用384kbps的壓縮率進(jìn)行檢測(cè);對(duì)于視頻信號(hào)的檢測(cè)則采用PAL電視制式寬高比為4：3的方式進(jìn)行檢測(cè)。另外，還可以獲悉相關(guān)復(fù)用結(jié)構(gòu)信息，如：節(jié)目號(hào)、私有數(shù)據(jù)的PID等。

6. 總結(jié)

綜上所述，發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸系統(tǒng)的建設(shè)是關(guān)注焦點(diǎn)和研究課題，要構(gòu)建節(jié)目源-傳輸-發(fā)射機(jī)房的統(tǒng)一鏈路，實(shí)現(xiàn)廣播電視節(jié)目信號(hào)前端的統(tǒng)一化管理，通過對(duì)編碼電路、復(fù)用電路、監(jiān)測(cè)電路的合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)節(jié)目源、傳輸、發(fā)射機(jī)房之間的鏈接，提高發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量，有效擴(kuò)大廣播電視節(jié)目信號(hào)傳輸范圍，提高廣播電視節(jié)目信號(hào)傳輸?shù)母采w效果，并較好地節(jié)約廣播電視節(jié)目信號(hào)傳輸?shù)墓芾沓杀?，使之成為宜于推廣的信號(hào)集中傳送和監(jiān)測(cè)的一體化傳輸系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王得生.無線廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].西部廣播電視，2019（22）：243-244.

[2]章少卿，吳永芳，孫景國(guó).發(fā)射臺(tái)廣播電視節(jié)目信號(hào)源傳輸系統(tǒng)建設(shè)——探索“智慧廣電”體系建設(shè)實(shí)踐[J].數(shù)字傳媒研究，2019，36（07）：26-28.

[3]張曉輝.淺談廣播電視無線數(shù)字化覆蓋工程信號(hào)源傳輸方案[J].電視指南，2017（08）：222.

[4]侯向麗.做好應(yīng)急預(yù)案保障廣播電視信號(hào)安全傳輸[J].黑龍江科技信息，2016（15）：27.

[5]高垚.廣播電視發(fā)射臺(tái)建設(shè)光纖信號(hào)源系統(tǒng)解析[J].東南傳播，2013（04）：129-131.