数字电视微波信号源设计与实现

广播电视无线覆盖是推进广播电视公共服务最基本的手段之一，地面数字电视具有节目丰富、画面清晰、抗干扰性强等优点。为增强省内中央12 套地面数字电视播出的可靠性，确保安全播出，在卫星信号源的基础上，增加微波信号源，使各发射台站实现卫星和微波双信号源。现有山西省内中央12 套地面数字电视信号源的主要是卫星信号，山西广播电视无线管理中心（以下简称省无管中心）下属各台站承担着中央地面数字电视节目覆盖工程，但信号源只有一路卫星信号，为增强省内中央12 套地面数字电视播出的可靠性，确保安全播出，双信号源建设十分必要，经论证提出了在省内微波首站增加微波信号源，使各发射台站将微波信号做为作为地面数字电视的备用信源。

1 发射台站现有地面数字电视构架

中央电视无线数字化覆盖单频网系统架构由前端系统、传输链路和发射台站三部分组成。如图1 地面数字电视构架图所示。在中央电视台进行12 套电视节目编码，主用中星6A卫星传输链路，备用地面传输网络（光缆或微波）或台站备份前端的方式分发，发射台站经过信号接收处理和码流切换后，通过发射系统实现地面无线覆盖。我省大部分发射台站只有卫星传输链路，是单路信号源。卫星传输链路中信号源传输接引系统将前端系统的输出信号接引到地球站，经单频网适配器适配后进入上行系统，上行系统完成卫星信号调制、上变频、高功放和发射，接收系统接收卫星信号，解调、解扰还原出两路传送码流给地面发射系统。多路节目经过AVS+编码器进行编码，送入复用器，经加扰后的TS流与GPS/北斗系统的校时系统共同送入单频网适配器，加入校时信息的TS流通过卫星调制器经上变频后送入卫星链路。在单频网适配器的设计时，应充分考虑延时的问题。同时，卫星调制器的引入破坏了单频网TS流分配的“透明传输”要求，卫星调制器需要对输入的TS流进行空包的填充，从而保证码率的正确适配。同时发射台的单频网适配器的空包处理也应当与卫星调制器的空包处理相对应。在不改变其现有硬件平台的基础上，增加相应的特定空包插入和恢复功能，实现地面数字电视单频网的组网。各县级发射站点主要由央视节目信号源卫星接收、编转码处理、节目传送、信号发射、信号接收等环节构成。具体如下所述：单频网的地面数字8 套电视节目信号通过卫星接收天线接收卫星信号，经过主备两路AVS+解码器解码后，经过码流切换器，作为主用信号和来自本地网络中心备用信号经过单频网码流切换器切换选出一路，送到单频网发射机进行发射。多频网的地面数字4 套地数电视节目信号通过卫星接收天线接收卫星信号，经过主备两路AVS+解码器解码后，与来自光纤的本地4 套电视节目一起送入EMR编转码器，形成央视8 套电视节目，送入码流切换器2 选出一路，作为主用信号和来自本地网络中心备用信号经过多频网码流切换器切换选出一路，送到多频网发射机进行发射。

2 增加微波信号源的设计与实现

山西广播电视无线管理中心（以下简称省无管中心）各台站承担着中央地面数字电视节目覆盖工程，但信号源只有一路卫星信号，为了确保安全播出，现需要增加备用信号源作为省无管中心的微波传输信源。对“中央地面数字电视12 套电视节目”信源经省网总前端机房传输至省无管中心主机房进行设计。如图2 微波信号源下传网络拓扑图所示。

2.1 信号源部分

中央地面数字电视12 套电视节目（AVS+编码）封装成两个包，分别为8 套节目一个包及4 套节目一个包，由国干网2 个45M传输通道下传至省网总前端机房，下联2 台E3 转ASI适配器，输出2 个TS流，输出接口为ASI，该信号源下传由国网负责，现已完成。

2.2 省网OTN传输部分

在省网总前端机房（地球站），信号源2 个TS流经ASI转IP复用器复用成1 个千兆IP光口输出，上联省网OTN传输至省台OTN机房（省局主楼3 层，OTN有环路保护），使用OTN1 个千兆传输专线，输出IP光口。复用器配置双机主备。信号源2 个ASI信号，经过复用器复用后，将ASI信号转成IP信号，送入省网OTN传输平台。本次方案设计，ASI转IP复用器选用哈雷ProStream9100 复用器，设备需配置1RU机框，双电源，1 块4G板卡，1 块ASI端口卡。为保证播出安全建议采用1 ：1 的备份机制，采购两台PRO9100 进行主备。

2.3 省台OTN机房至省无管中心

主机房传输部分省台OTN机房至省无管中心主机房（省局主楼十一楼）原直通12 芯光缆，使用备纤中的两纤，实现信号源专线传输。由于省无管中心目前汇聚设备为百兆IP电口，因此，需要新增加一台光交换机，支持千兆IP光口和百兆IP电口交换。因省无管中心主机房交换机无光接口，为接收省网OTN光信号，需增加一台光交换机，同时可以为以后电路扩容提供对接端口，光交换机选用华为S2720-28TP-EI交换机，端口配置24 个10/100Base-TX以太网端口，4 个千兆SFP，2 个复用的10/100/1000Base-T以太网。在微波首站，经光交换机、复用器、核心交换机分别将地面数字4 套电视节目和地面数字8 套电视节目进行组播配置，央视4 套电视节目组播地址分别为225.0.0.4 ，央视8 套电视节目组播地址分别为225.0.0.5 经微波复用设备V-Node传送至微波设备，通过微波在微波首站传输至庙前山站后，经东线、南线、北线三个方向覆盖至全省各省级发射台站。如图3 增加微波信号源的节目显示所示，由此实现了省级高山台站发射点微波卫星两路信号源。

总结：

广播电视无线覆盖是推进广播电视公共服务最基本的手段之一，地面数字电视具有节目丰富、画面清晰、抗干扰性强等优点，受到了广大人民群众的热烈欢迎。结合中央地面数字电视无线覆盖工程需要，山西利用省内微波干线电路通道，增加微波信号源，提高了全省中央地面数字电视无线覆盖发射任务的可靠性。