李一君

（浙江廣播電視集團(tuán)，浙江 杭州 310005）

0 引 言

浙江國際影視中心（以下簡稱影視中心）是浙江廣播電視集團(tuán)（以下簡稱集團(tuán)）投資建設(shè)的綜合文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)，是浙江省重點(diǎn)文化產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。園區(qū)內(nèi)進(jìn)駐了集團(tuán)下屬的新藍(lán)網(wǎng)、新媒體（IPTV）、好易購頻道、云平臺(tái)等多家單位和業(yè)務(wù)部門。各單位的專業(yè)系統(tǒng)分布于影視中心制作綜合大樓，業(yè)務(wù)涉及臺(tái)內(nèi)外信號(hào)直播、轉(zhuǎn)播和收錄，信號(hào)源需求數(shù)量大、要求高。相比其他傳輸方式，衛(wèi)星接收在安全性和穩(wěn)定性方面優(yōu)勢(shì)十分明顯，是廣播電視信號(hào)的重要傳輸方式。

1 系統(tǒng)概述

衛(wèi)星接收系統(tǒng)是影視中心大型基帶IP總控的重要組成部分，由衛(wèi)星天線陣列、L-BAND矩陣、解調(diào)及傳輸?shù)仍O(shè)備組成，接收的信號(hào)主要是中央廣播電視總臺(tái)信號(hào)和其他省級(jí)衛(wèi)星電視臺(tái)信號(hào)。系統(tǒng)接收的衛(wèi)星信號(hào)以多種信號(hào)格式分發(fā)傳輸給新藍(lán)網(wǎng)、好易購、IPTV、云平臺(tái)等單位使用。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)

2.1 系統(tǒng)位置和布局

衛(wèi)星接收系統(tǒng)立足于使用單位的實(shí)際需求，綜合考慮信號(hào)格式和用途，采用統(tǒng)一接收、按需分發(fā)的模式。接收端以C波段和KU波段的接收天線為主，16座天線形成接收矩陣，根據(jù)信號(hào)頻點(diǎn)互為主備，并有電動(dòng)天線作為機(jī)動(dòng)補(bǔ)充。

如圖1所示，統(tǒng)一接收的衛(wèi)星天線矩陣分布安裝在影視中心裙樓樓頂。影視中心制作業(yè)務(wù)集中在裙樓，以演播室集群方式實(shí)現(xiàn)大型綜藝、訪談等類型節(jié)目的錄制。裙樓配置非編（含音頻）制作網(wǎng)和錄音棚、配音間，以文件化、網(wǎng)絡(luò)化方式完成后期合成。裙樓包含2 500 m2，1 200 m2，600 m2，280 m2等面積不同的多個(gè)演播室[1]，樓頂規(guī)劃衛(wèi)星基礎(chǔ)架構(gòu)，并設(shè)有輔助機(jī)房。

圖1 影視中心主樓和裙樓樓頂平面示意

系統(tǒng)中的L-BAND矩陣、解調(diào)和傳輸設(shè)備集成于主樓四樓的總控機(jī)房。衛(wèi)星天線接收信號(hào)后，從裙樓頂輔助機(jī)房通過樓宇間光纜傳輸送至主樓總控機(jī)房，信號(hào)分配后接入L-BAND矩陣靈活調(diào)度或固定傳輸至使用單位。

2.2 信號(hào)需求和系統(tǒng)架構(gòu)

衛(wèi)星接收系統(tǒng)面對(duì)的用戶主要是新藍(lán)網(wǎng)、新媒體（IPTV）、好易購頻道以及云平臺(tái)等使用單位。各單位對(duì)信號(hào)的內(nèi)容需求中，固定接收的主要是中央廣播電視總臺(tái)各套節(jié)目、省級(jí)衛(wèi)星電視臺(tái)上星節(jié)目和部分收費(fèi)節(jié)目，接收節(jié)目達(dá)99套，分布于65個(gè)頻點(diǎn)，另有非固定的信號(hào)回傳需求。綜合考慮信號(hào)需求、地理位置和接收能力，系統(tǒng)規(guī)劃接收中星6A（C）、中星6B（C）、亞太5號(hào)（KU）、亞太6號(hào)（KU）、亞洲4號(hào)（C/KU）、亞洲5號(hào)（C/KU）、亞洲7號(hào)（C）、中星9號(hào)（KU）和泛美8號(hào)（C）等衛(wèi)星。

衛(wèi)星接收系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。衛(wèi)星天線接收信號(hào)后，以主備冗余光纖鏈路進(jìn)行傳輸，經(jīng)RF分配放大器分配后，傳輸至各使用單位。根據(jù)使用方對(duì)信號(hào)格式的不同要求，系統(tǒng)提供了多種接入方式。

圖2 衛(wèi)星接收系統(tǒng)架構(gòu)圖

（1）對(duì)于新藍(lán)網(wǎng)和云平臺(tái)，在總控系統(tǒng)處進(jìn)行集中解調(diào)，并將信號(hào)匯聚后，以TS流方式傳輸至新藍(lán)網(wǎng)和云平臺(tái)使用。

（2）對(duì)于好易購，總控系統(tǒng)提供6路L-Band矩陣輸出，接入好易購系統(tǒng)，由對(duì)方自行調(diào)度L-BAND矩陣并解調(diào)信號(hào)使用。

（3）對(duì)于IPTV，通過光分配直接將8路L-Band信號(hào)全部送至IPTV系統(tǒng)，由對(duì)方自行解調(diào)使用。

（4）對(duì)于播出中心，總控系統(tǒng)與播出中心的L-Band矩陣互連，設(shè)置8路互通通道，將L-Band信號(hào)通過光纜跨江傳輸至集團(tuán)本部的播出機(jī)房使用。

2.3 衛(wèi)星信號(hào)接收

2.3.1 接收天線配置

衛(wèi)星接收天線共16座，在天線基礎(chǔ)架構(gòu)上分為兩列各8座部署。相鄰天線立柱之間相隔為6 m，交叉安裝。接收天線布局如圖3所示。其中，黃色標(biāo)識(shí)為4.5 m口徑C波段后饋天線7座，綠色標(biāo)識(shí)（大）為4.5 m口徑Ku波段后饋衛(wèi)星天線2座，綠色標(biāo)識(shí)（小）為3.0 m口徑Ku波段后饋天線5座，藍(lán)色標(biāo)識(shí)為4.5 m口徑通信電動(dòng)衛(wèi)星天線2座，作為機(jī)動(dòng)接收天線。按衛(wèi)星接收極化，每座天線輸出2路信號(hào)，共計(jì)輸出L-Band信號(hào)32路。接收天線賦形環(huán)焦設(shè)計(jì)，立柱式座架，主反射面和副面都為高精度鋁制反射面，采用醇酸白色面漆雙層保護(hù)。鋼結(jié)構(gòu)件采用先噴氟碳底漆，后噴氟碳面漆雙重保護(hù)，抗腐能力強(qiáng)。

圖3 接收天線分布

2.3.2 接收天線基礎(chǔ)

天線基礎(chǔ)架構(gòu)南北長約63 m，東西寬約9 m的矩形區(qū)域，總面積約560 m2，構(gòu)架梁面標(biāo)高為30.95 cm。梁柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，天線預(yù)埋鋼材材質(zhì)為Q235B。

架構(gòu)上的接收天線基礎(chǔ)需要在安裝前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆筑，其施工工藝直接影響天線牢固度，需要注意以下幾個(gè)方面。

（1）基礎(chǔ)中的鋼筋間要用牢固縛扎或焊接，以防澆注混凝土?xí)r產(chǎn)生偏移。

（2）在澆注混凝土之前，地腳螺栓的位置要放準(zhǔn)確，并將地基板與附近鋼筋焊牢，在澆注過程中各點(diǎn)間的尺寸要反復(fù)校核。

（3）混凝土強(qiáng)度須達(dá)到C30以上。

（4）在混凝土澆注過程中，必須振動(dòng)夯實(shí)。

（5）基礎(chǔ)平面必須平整，整個(gè)基礎(chǔ)表面的水平度應(yīng)在±3 mm以內(nèi)。

杭州在夏秋季節(jié)多有臺(tái)風(fēng)天氣。臺(tái)風(fēng)破壞力強(qiáng)，最大風(fēng)速達(dá)12至13級(jí)，風(fēng)速大于32.7 m·s-1，天線底座安裝的防風(fēng)等級(jí)需要依照滿足35 m·s-1風(fēng)速強(qiáng)度建設(shè)。如圖4所示，4.5 m口徑的天線底座在35 m·s-1風(fēng)速強(qiáng)度下，A，B點(diǎn)受到的拉力2 820 N，壓力2 155 N，剪力2 360 N，D點(diǎn)受到的拉力3 810 N，壓力5 640 N，剪力795 N，C點(diǎn)受到的剪力為2 760 N。天線安裝充分考慮抗風(fēng)強(qiáng)度和房屋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度核算，以保證房頂架構(gòu)基礎(chǔ)對(duì)天線的承重力和滿足天線風(fēng)載要求。

圖4 天線底座結(jié)構(gòu)

2.3.3 射頻饋線接入和防雷

衛(wèi)星天線饋線由高頻頭（Low Noise Block，LNB）輸出后，經(jīng)過橋架進(jìn)入裙樓頂?shù)妮o助機(jī)房，在此對(duì)饋線系統(tǒng)和所有衛(wèi)星天線采取防雷措施。LNB的供電由機(jī)房內(nèi)L-Band光發(fā)模塊提供。送至總控機(jī)房光收模塊接收后接入L-Band分配進(jìn)行分配與使用。

為了防止雷擊對(duì)天線的損害，每臺(tái)衛(wèi)星天線的接地線都連接在基礎(chǔ)下的接地鍍鋅扁鋼[3]，將所有天線接入防雷地網(wǎng)。在進(jìn)入橋架前的饋線上安裝接地卡子，將其接地線與橋架接地相連，當(dāng)發(fā)生雷擊饋線時(shí)，通過接地卡子引入與橋架相連的平臺(tái)防雷地網(wǎng)。

2.3.4 除雪系統(tǒng)

天線接收效果受環(huán)境條件的影響較大，特別當(dāng)反射面和饋源口積雪時(shí)，效率會(huì)顯著降低，同時(shí)噪聲溫度也會(huì)升高，從而干擾天線的接收和發(fā)射。杭州雖然地處江南，每年降雪量不高，但是為了保證極端天氣下的接收質(zhì)量，在4座4.5 m口徑的天線上配置了全幅除雪和饋源除冰裝置。

除雪系統(tǒng)由天線主反射面除雪裝置、饋源口除雪裝置、驅(qū)動(dòng)單元、遠(yuǎn)程控制單元以及手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置組成。反射面除雪采用電熱型，將電熱材料、耐高溫保溫材料等依次鋪設(shè)在天線反射面背面[2]，加電工作時(shí)，電熱元件產(chǎn)生的熱量傳至天線表面，使冰雪融化并不能積存，加熱速度快，加熱均勻。每塊面板背部的加熱部分都是相互獨(dú)立的，可進(jìn)行上、下半扇區(qū)分別控制，其中饋源口除雪裝置和反射面下半?yún)^(qū)除雪裝置是一體的控制模塊，都由遠(yuǎn)程控制單元控制。

2.3.5 輔助機(jī)房配置

輔助機(jī)房主要用于L-Band光傳輸模塊、L-Band有源分配放大模塊和交換機(jī)等專業(yè)設(shè)備安置，以及衛(wèi)星天線和除雪系統(tǒng)的供電。機(jī)房配置線槽、靜電地板及空調(diào)，通過48芯的光纖通路連接主樓總控機(jī)房。機(jī)房配置主、備UPS電源和動(dòng)力電。

2.4 本地信號(hào)調(diào)度

L-Band矩陣是衛(wèi)星接收系統(tǒng)的調(diào)度核心，系統(tǒng)采用48路輸入、32路輸出的I/O配置規(guī)模，前級(jí)按照頻點(diǎn)和頻道數(shù)量分別配置1分8和1分16的有源功分，后級(jí)配置一定數(shù)量的接收解調(diào)器和衛(wèi)星接收機(jī)，以滿足固定接收和臨時(shí)接收的需求。如圖5所示，固定解調(diào)接收的衛(wèi)星信號(hào)包括央視高標(biāo)清共28套節(jié)目和省級(jí)衛(wèi)視高標(biāo)清48套節(jié)目，在接收解調(diào)器處解調(diào)后，以TS流的形式匯聚后傳輸下游，主要用于云平臺(tái)收錄和新藍(lán)網(wǎng)使用。

圖5 信號(hào)解調(diào)解碼傳輸

衛(wèi)星接收機(jī)作為臨時(shí)接收信號(hào)使用。L-Band信號(hào)經(jīng)衛(wèi)星接收機(jī)解調(diào)解碼后，輸出至IP網(wǎng)關(guān)，然后進(jìn)入總控的基帶IP矩陣，并以SDI over IP的信號(hào)格式靈活調(diào)度給需求單位。

2.5 異地調(diào)度備份

集團(tuán)總部位于主城區(qū)，與影視中心隔江相望，兩地距離數(shù)十公里。總部的兩個(gè)樓頂平臺(tái)共有13副衛(wèi)星天線，覆蓋接收中星6A、中星6B、亞洲五號(hào)、亞洲七號(hào)、亞洲九號(hào)等多個(gè)常用衛(wèi)星，主要用于中央廣播電視總臺(tái)轉(zhuǎn)播、現(xiàn)場(chǎng)直播和新聞回傳。

由于受到場(chǎng)地客觀條件限制，安裝的天線尺寸多為1.8～3 m的小口徑天線，接收能力和信號(hào)強(qiáng)度較為普通，抗干擾能力差。另外，總部地處市中心繁華區(qū)域，受到高樓的遮擋問題無法避免。

影視中心開闊的地理優(yōu)勢(shì)，為集團(tuán)衛(wèi)星接收異地備份提供了得天獨(dú)厚的基礎(chǔ)條件。衛(wèi)星接收系統(tǒng)通過長距離的L-Band光端機(jī)，以3條不同的光纜路由，跨越錢塘江連接集團(tuán)本部系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)兩地間衛(wèi)星信號(hào)的資源共享，為《新聞聯(lián)播》轉(zhuǎn)播、重要保障期節(jié)目轉(zhuǎn)播和重大活動(dòng)直播等保障提供有力的技術(shù)支撐。

3 接收干擾應(yīng)對(duì)

3.1 5G干擾應(yīng)對(duì)

商用的5G信號(hào)工作頻率在3 400～3 600 MHz，而C波段高頻頭工作頻率范圍是3 400～4 200 MHz。在實(shí)際使用場(chǎng)景中，運(yùn)營商的5G設(shè)備會(huì)給C波段衛(wèi)星正常接收帶來嚴(yán)重干擾，造成接收的信號(hào)出現(xiàn)視頻頻繁卡頓、大面積馬賽克和靜幀黑屏等現(xiàn)象。通過測(cè)試，3 700～4 200 MHz的窄帶濾波器可以使3 600 MHz以下的頻率信號(hào)衰減50 dB以上[4]。在5G正式商用后，衛(wèi)星接收系統(tǒng)中所有的C波段接收天線都安裝了窄帶濾波器，較好地解決了5G干擾問題。

3.2 雷達(dá)干擾應(yīng)對(duì)

影視中心位于杭州蕭山區(qū)，地勢(shì)平坦，園區(qū)內(nèi)布局開闊，沒有高層建筑遮擋。園區(qū)附近10 km有機(jī)場(chǎng)，存在機(jī)場(chǎng)雷達(dá)干擾的可能性。針對(duì)該問題，在接收天線樣式選擇上，系統(tǒng)所有口徑天線都采用了后饋式，通過曲面二次反射聚焦，噪聲系數(shù)小，旁瓣性能優(yōu)越[5]，同時(shí)采用高精度高頻頭，最大程度實(shí)現(xiàn)抗干擾的目的。

4 結(jié) 語

衛(wèi)星傳輸仍是現(xiàn)階段不可替代的信號(hào)安全傳輸方式，重要節(jié)目的直播、轉(zhuǎn)播和收錄都對(duì)衛(wèi)星傳輸有較強(qiáng)的依賴。衛(wèi)星接收系統(tǒng)接收范圍大，接收能力強(qiáng)，是影視中心多個(gè)播出平臺(tái)的重要信號(hào)源，也是相關(guān)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)支撐，同時(shí)為本部的信號(hào)接收提供了異地備份功能，極大提升了兩地協(xié)同安全播出保障的能力。