南維強(qiáng)

（作者單位：甘肅省廣播電視局無線傳輸中心）

1 系統(tǒng)建設(shè)背景

甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)上星傳輸系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，是為貫徹落實(shí)國家廣播電影電視總局（現(xiàn)國家廣播電視總局）《廣播電視安全播出管理規(guī)定》（總局令第62號(hào)）、《甘肅省人民政府辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)“如意甘肅?智慧廣電”工程建設(shè)的實(shí)施意見》文件的有關(guān)精神，通過建立全省廣播電視節(jié)目地面無線覆蓋體系，實(shí)現(xiàn)省級(jí)衛(wèi)視高清電視節(jié)目和6套省級(jí)立體聲廣播節(jié)目在甘肅頻道的上傳輸覆蓋，讓人民群眾享有更高質(zhì)量的視聽體驗(yàn)。

隨著國家對(duì)廣播電視高清化、數(shù)字化、智能化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，廣播電視行業(yè)已步入守正創(chuàng)新、高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵階段。甘肅衛(wèi)視作為甘肅省唯一通過衛(wèi)星傳輸向全國播出并覆蓋周邊國家的電視頻道，是甘肅省重要的省級(jí)主流輿論宣傳和權(quán)威信息發(fā)布平臺(tái)，是展示甘肅發(fā)展新形象和甘肅各族人民新面貌的窗口，對(duì)傳播甘肅聲音、講述甘肅故事、推動(dòng)甘肅經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用；滿足了人民群眾多樣化、多層次的精神文化需求，為加快建設(shè)幸福美好新甘肅，不斷開創(chuàng)富民興隴新局面添磚加瓦；結(jié)合甘肅地球站承擔(dān)的傳輸覆蓋職責(zé)，進(jìn)一步保障省級(jí)廣播電視節(jié)目的安全播出，提高節(jié)目在衛(wèi)星傳輸上的能力，加快實(shí)施甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)上星傳輸系統(tǒng)建設(shè)，以保證在黨的輿論宣傳、甘肅經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定等方面發(fā)揮重要作用。

2019年，省委、省政府將甘肅衛(wèi)視頻道高清節(jié)目上星傳輸列為全省重點(diǎn)公共文化服務(wù)項(xiàng)目和廣播電視惠民工程，并寫入2020年甘肅省政府工作報(bào)告。2020年7月23日，國家廣播電視總局批復(fù)甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)上星傳輸技術(shù)方案；2020年11月1日正式開工建設(shè)；2021年12月31日，國家廣播電視總局正式批復(fù)同意甘肅衛(wèi)視高清信號(hào)上星傳輸。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)上星傳輸系統(tǒng)配置以保障上星節(jié)目安全播出為原則，通過光傳輸和微波傳輸兩種傳輸方式將甘肅廣播電視總臺(tái)制作播出的廣播電視節(jié)目信號(hào)送往衛(wèi)星地球上行站上星傳輸。項(xiàng)目屬綜合性工程，涵蓋內(nèi)容較多，主要包括信源傳輸系統(tǒng)、信號(hào)上行鏈路系統(tǒng)、編碼復(fù)用系統(tǒng)、抗干擾功率自動(dòng)增益系統(tǒng)、監(jiān)聽監(jiān)視監(jiān)控監(jiān)測(cè)及網(wǎng)管系統(tǒng)、天饋線系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)（不間斷電源、戶外箱體式柴油發(fā)電機(jī)組），還包括與各系統(tǒng)息息相關(guān)的配套實(shí)施內(nèi)容，如兩副C波段上行天線基礎(chǔ)土建、天線融雪系統(tǒng)、高清機(jī)房工藝裝修、防雷塔接地工藝系統(tǒng)等建設(shè)內(nèi)容。

主要系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能任務(wù)如下：信源傳輸系統(tǒng)通過光纖和微波鏈路傳輸實(shí)現(xiàn)6套立體聲廣播節(jié)目和甘肅衛(wèi)視高清頻道電視節(jié)目傳輸?shù)礁拭C地球站；信號(hào)上行鏈路系統(tǒng)將廣播電視節(jié)目流進(jìn)行調(diào)制上變頻放大到衛(wèi)星天線系統(tǒng)中進(jìn)行上行發(fā)射；編碼復(fù)用系統(tǒng)按照規(guī)定的視音頻格式，將廣播電視節(jié)目編碼復(fù)用；監(jiān)聽監(jiān)視監(jiān)控監(jiān)測(cè)及網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)高清上行相關(guān)設(shè)備、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)管，滿足安全播出、自動(dòng)調(diào)度的相關(guān)要求；供配電系統(tǒng)保障衛(wèi)星地球站系統(tǒng)設(shè)備的供電安全、運(yùn)行穩(wěn)定。

2.1 信源傳輸系統(tǒng)概況

甘肅衛(wèi)視高清上星傳輸系統(tǒng)是與在播的標(biāo)清衛(wèi)視在相同站址建設(shè)，省廣播電視總臺(tái)制作的廣播電視節(jié)目源利用新建的兩路不同路由主備光纜和現(xiàn)有的一路數(shù)字微波傳輸方式傳輸?shù)叫l(wèi)星地球站高清機(jī)房。三路信號(hào)源接入地球站高清上星傳輸系統(tǒng)，再經(jīng)過編碼系統(tǒng)的信源、信道編碼，調(diào)制為數(shù)字中頻調(diào)制信號(hào)，經(jīng)上變頻器變頻到工作頻率，由高頻功率放大器放大到預(yù)定的功率值，最后經(jīng)過大口徑上行天線，送至赤道上空36 000 km處的同步衛(wèi)星用于轉(zhuǎn)播覆蓋。三路信號(hào)源通過自動(dòng)切換開關(guān)（Automatic Switching, ASI）實(shí)現(xiàn)主備信號(hào)源的自動(dòng)和手動(dòng)切換，并配備了應(yīng)急跳線盤[1]。

2.2 信號(hào)上行鏈路系統(tǒng)

在甘肅衛(wèi)星地球站建設(shè)主、備上行鏈路系統(tǒng)和第三條獨(dú)立上行鏈路系統(tǒng)形成鏈路間相互備份的高清冗余上行鏈路系統(tǒng)。為了減少功放故障對(duì)上行鏈路的影響，上行鏈路配置了3臺(tái)可與自動(dòng)升功率系統(tǒng)對(duì)接的3 kW高功率放大器，通過第3條獨(dú)立上行鏈路系統(tǒng)的1臺(tái)單機(jī)3 kW高功放和主、備上行鏈路系統(tǒng)1∶1配置的3 kW高功放使主、備上行鏈路系統(tǒng)具備信號(hào)檢測(cè)和自動(dòng)保護(hù)倒換功能。主備高功放配置最大輸出功率可以達(dá)到設(shè)備額定輸出功率并符合相關(guān)規(guī)定。

甘肅衛(wèi)視高清頻道上行頻率位于C波段，技術(shù)方案主要采用“廣播電視先進(jìn)視頻編解碼（Advanced coding of Video Standard for broadcasting, AVS）+編碼技術(shù)”、數(shù)字衛(wèi)星電視廣播標(biāo)準(zhǔn)（Digital Video Broadcasting-Satellite, DVB-S）的四相相移鍵控（Quadrature Phase Shift Keying, QPSK）調(diào)制方式，為適應(yīng)今后衛(wèi)星傳輸技術(shù)發(fā)展需求，還配置了衛(wèi)星數(shù)字化視頻廣播第二代標(biāo)準(zhǔn)（Digital Video Broadcasting-Satellite-Second Generation,DVB-S2）的QPSK和8移相鍵控（Phase Shift Keying,PSK）調(diào)制方式，以多路單載波（Multi Channel per Carrier, MCPC）的方式通過“中星6C”衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)甘肅衛(wèi)視高清頻道面向全國的傳輸覆蓋。

高清上行鏈路系統(tǒng)主用9 m天線有效全向輻射功率（Effective Isotropic Radiated Power, EIRP）最大值能達(dá)到84.97 dBW；備用7.3 m天線有效全向輻射功率（EIRP）最大值能達(dá)到83.17 dBW，符合上行EIRP的要求[2]。

2.3 編碼復(fù)用系統(tǒng)

光纖和微波鏈路與地球站傳輸系統(tǒng)的電視節(jié)目接口為高清串行數(shù)字接口（High Definition Serial Digital Interface, HD-SDI），廣播節(jié)目接口為非平衡的音頻工程師協(xié)會(huì)/歐洲廣播聯(lián)盟（Audio Engineering Society/European Broadcast Union, AES/EBU）標(biāo)準(zhǔn)接口，同時(shí)設(shè)置復(fù)用加擾機(jī)（甘肅衛(wèi)視高清頻道上星節(jié)目加擾由上海文廣互動(dòng)平臺(tái)負(fù)責(zé)，加密數(shù)據(jù)流通過中國有線干線網(wǎng)傳輸加密信息至甘肅地球站高清機(jī)房），實(shí)現(xiàn)甘肅衛(wèi)視高清頻道的遠(yuǎn)程加密。為保證安全播出零失誤，本地加密設(shè)備（復(fù)用加擾機(jī)）的配置方式為主路、備路、熱備份三機(jī)，采用在線備份方式[3]。主路、備路兩臺(tái)復(fù)用加擾機(jī)同時(shí)工作，可通過智能切換器對(duì)其輸出的碼流進(jìn)行切換選擇[4]。

2.4 抗干擾功率自動(dòng)增益系統(tǒng)

根據(jù)國家廣播電視總局要求，甘肅衛(wèi)視高清上星系統(tǒng)配置有江蘇地球站研發(fā)的上行功率控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有自動(dòng)增益控制功能[5]，通過異地接收、自環(huán)檢測(cè)等防止功率誤提升的技術(shù)措施[6]，對(duì)主、備上行鏈路高功放和第三條獨(dú)立上行鏈路的高功放功率參數(shù)等狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄以及異常情況判斷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、手動(dòng)提升上行功率。

2.5 監(jiān)聽監(jiān)視監(jiān)控監(jiān)測(cè)及網(wǎng)管系統(tǒng)

根據(jù)《廣播電視安全播出管理規(guī)定》以及其他相關(guān)安全播出規(guī)定要求，監(jiān)聽監(jiān)視監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)7路串行數(shù)字接口（Serial Digital Interface, SDI）信號(hào)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警、錄音錄像；對(duì)36路AES/EBU立體聲廣播信號(hào)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警、錄音；對(duì)18路異步串行接口（Asynochronic Serial Interface, ASI）信號(hào)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、錄音錄像；對(duì)13路L波段QPSK信號(hào)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及解擾；通過衛(wèi)星地球站安全播出管理平臺(tái)全面監(jiān)控播出設(shè)備，整個(gè)鏈路中各分系統(tǒng)環(huán)節(jié)都配有相應(yīng)的監(jiān)測(cè)手段，能夠快速準(zhǔn)確識(shí)別、判斷設(shè)備出現(xiàn)的故障，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)切換，以保障整個(gè)播出、傳輸、上星系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并可與全國地球站運(yùn)行監(jiān)測(cè)平臺(tái)對(duì)接，提供相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

高清上行綜合網(wǎng)管系統(tǒng)采用北京非凡朗天科技公司研發(fā)的“衛(wèi)星地球站綜合網(wǎng)管系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了播出系統(tǒng)全鏈路管理，以全面的計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)輔助技術(shù)人員完成對(duì)上行鏈路中的各類設(shè)備的全面管控，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)絕大多數(shù)設(shè)備的工作狀態(tài)和機(jī)房溫濕度、設(shè)備的指標(biāo)參數(shù)等；可實(shí)現(xiàn)對(duì)絕大多數(shù)設(shè)備遠(yuǎn)程控制管理，能在第一時(shí)間快速準(zhǔn)確判斷出設(shè)備故障，發(fā)出不同級(jí)別警告，并作出應(yīng)急自動(dòng)切換處置為安全播出保駕護(hù)航。系統(tǒng)設(shè)置多層次預(yù)警，故障發(fā)生時(shí)通過事故自動(dòng)診斷分析程序發(fā)出報(bào)警，提示值班人員快速準(zhǔn)確判斷處理故障，確保安全播出的進(jìn)行。

2.6 天饋線系統(tǒng)

甘肅衛(wèi)視高清頻道上星系統(tǒng)配備主、備兩副上行天線，上行天線由天饋、伺服、結(jié)構(gòu)、饋線4部分組成。天饋線系統(tǒng)因采用先進(jìn)制造工藝，整體質(zhì)量可靠，能夠長時(shí)間穩(wěn)定工作等被行業(yè)內(nèi)廣泛使用，饋源網(wǎng)絡(luò)采用免調(diào)試型饋源，伺服設(shè)備采用貨架式結(jié)構(gòu)；主備天線均配置自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)、波導(dǎo)充氣機(jī)和新型自動(dòng)加熱融雪裝置。天線場(chǎng)地處于電視塔避雷系統(tǒng)保護(hù)范圍內(nèi)，天線可靠接地，已通過避雷防雷檢測(cè)。

2.7 供配電系統(tǒng)

地球站高清機(jī)房現(xiàn)有兩路市電供電，配置低壓雙切開關(guān)自動(dòng)切換裝置，當(dāng)供電線路出現(xiàn)故障時(shí)，雙切開關(guān)將自動(dòng)切換至備用供電線路，當(dāng)兩路市電供電出現(xiàn)故障不能正常供電時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)通過自動(dòng)切換裝置開啟供電。自備應(yīng)急電源為1臺(tái)800 kW戶外箱式柴油發(fā)電機(jī)。

地球站高清機(jī)房配置3臺(tái)60 kVA不間斷電源（Uninterruptible Power Supply, UPS）為所有上行系統(tǒng)負(fù)荷供電，分別與3條上行傳輸鏈路系統(tǒng)一一對(duì)應(yīng)連接，輸出之間無任何交叉，其中2臺(tái)UPS并聯(lián)為A、B主鏈路供電，1臺(tái)UPS為C備鏈路供電。采用工頻UPS電源，提高供電質(zhì)量，有效防范諧波，確保各設(shè)備開關(guān)電源的工作穩(wěn)定性。

2.8 附屬設(shè)施

機(jī)房內(nèi)部工藝接地、電源接地和防雷接地獨(dú)立排布，分別匯接至區(qū)域接地系統(tǒng)，UPS等電源設(shè)備均設(shè)計(jì)配置防浪涌裝置。機(jī)房配置了可獨(dú)立控制的精密空調(diào)系統(tǒng)，配備了具有溫度、濕度等環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，配置了具備聲光報(bào)警功能的電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，上述系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)已接入綜合網(wǎng)管系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)建設(shè)過程及驗(yàn)收

甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)上星傳輸系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間緊、任務(wù)重，為貫徹落實(shí)省委省政府指示精神，扎實(shí)有效推進(jìn)甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)上星傳輸系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目。

從2020年11月至2021年6月，完成高清上行傳輸系統(tǒng)（播控、前端、傳送、加擾、上行等）建設(shè)和聯(lián)調(diào)聯(lián)試、供配電系統(tǒng)設(shè)備安裝（戶外柴油發(fā)電機(jī)、低壓配電柜、不間斷電源、低壓供電電纜直埋等）、高清上星機(jī)房改造及工藝裝修、7.3 m及9 m天線吊裝測(cè)試、天線融雪系統(tǒng)建設(shè)、精密空調(diào)安裝等所有招標(biāo)建設(shè)內(nèi)容，同時(shí)完成天線基礎(chǔ)高壓電纜遷移、地球站專用光纜更新等輔助建設(shè)項(xiàng)目。此外，還積極開展高清上星相關(guān)控制系統(tǒng)操作原理及步驟培訓(xùn)，以及手持操控板使用及尋星跟蹤操作、系統(tǒng)供配電操作、天線融雪系統(tǒng)操作、高清上星系統(tǒng)使用維護(hù)、系統(tǒng)日常保障及故障處理方法等內(nèi)容的培訓(xùn)。

在抓好前期運(yùn)行測(cè)試的基礎(chǔ)上，及時(shí)總結(jié)運(yùn)行中的規(guī)律特點(diǎn)，并抓好安全傳輸保障工作，確保項(xiàng)目運(yùn)行安全有序；制訂重要保障期突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案，做好相關(guān)的重要播出保障準(zhǔn)備，明確應(yīng)急預(yù)案和操作流程，確定聯(lián)絡(luò)機(jī)制、應(yīng)急流程、分工協(xié)調(diào)等，做好檢修測(cè)試、檢查補(bǔ)充備件，確保電力、傳輸、通信協(xié)調(diào)等相關(guān)保障措施到位。

2021年6月23日，根據(jù)國家廣播電視總局安全傳輸保障司《關(guān)于同意甘肅衛(wèi)視高清頻道上星傳輸系統(tǒng)技術(shù)測(cè)試的批復(fù)》，嚴(yán)格規(guī)范操作流程，使系統(tǒng)順利通過衛(wèi)通公司的入網(wǎng)指標(biāo)測(cè)試和上星測(cè)試。7月29日，國家廣播電視總局廣播電視規(guī)劃院對(duì)高清上星項(xiàng)目系統(tǒng)功能和指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試后，認(rèn)為甘肅衛(wèi)視頻道高清上星傳輸系統(tǒng)整體指標(biāo)達(dá)到招標(biāo)技術(shù)要求，符合國家廣播電視總局相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具備正式上星傳輸覆蓋的能力。9月14日，甘肅省廣播電視局根據(jù)國家廣播電視總局安全傳輸保障司《關(guān)于甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)上星傳輸系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目達(dá)標(biāo)驗(yàn)收的批復(fù)》，成立驗(yàn)收工作領(lǐng)導(dǎo)小組，邀請(qǐng)國內(nèi)資深專家成立驗(yàn)收組，按照《衛(wèi)星廣播電視地球站技術(shù)驗(yàn)收規(guī)范》，對(duì)上星傳輸系統(tǒng)的工藝質(zhì)量、系統(tǒng)配置、備品備件、測(cè)試儀器、文件資料、驗(yàn)收情況進(jìn)行逐項(xiàng)審核。驗(yàn)收組認(rèn)為甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)上星傳輸系統(tǒng)符合技術(shù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)國家廣播電視總局安全傳輸保障司《關(guān)于同意甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)上星傳輸?shù)呐鷱?fù)》意見，甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)自2022年01月25日0時(shí)起通過在中星6C衛(wèi)星上行傳輸覆蓋試播，覆蓋全國。

4 結(jié)語

甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)上星傳輸系統(tǒng)建設(shè)，嚴(yán)格遵循國家廣播電視總局相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和安全播出管理規(guī)定相關(guān)要求。高清上行鏈路系統(tǒng)重要節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵環(huán)節(jié)應(yīng)急備份手段和措施多樣且可靠，項(xiàng)目安全性、可靠性及規(guī)范性要求達(dá)到了國家廣播電視總局關(guān)于衛(wèi)星廣播電視地球站技術(shù)驗(yàn)收的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)上星傳輸系統(tǒng)建設(shè)，提升家庭用戶大屏幕電視收看效果。甘肅衛(wèi)視頻道高清信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)國內(nèi)及周邊國家和地區(qū)全覆蓋，標(biāo)志著甘肅衛(wèi)視進(jìn)入了衛(wèi)星覆蓋高清、標(biāo)清同播新時(shí)代。