发射台广播电视节目信号源传输系统建设

2020-09-12 14:29:34 卫星电视与宽带多媒体 2020年13期

陈琳

【摘要】发射台广播电视信号传输对于广播电视播放至关重要,要结合发射台广播电视节目信号传输链路的实际情况,探讨和分析广播电视节目信号源传输系统的建设路径,基于信号编码、复用、监测等原理和设备性能前提,构建广播电视节目信号源——传输——发射机房的统一链路,以更好地扩大发射台广播电视节目信号的传输覆盖面,实现对广播电视节目信号的集中传送和监测。

【关键词】发射台;广播电视节目;信号源;传输;系统

中图分类号:TN92                 文献标识码:A               文章编号: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

为了确保发射台广播电视信号的安全、优质、高效传输,要重点关注和探讨发射台广播电视节目信号源传输系统的建设,转变之前发射台广播电视节目信号传输系统各成体系的重复建设现象,在相关技术和原理的支持和依托下,构建发射台广播电视节目信号源传输系统,选取合理的传输方式,实现对发射台广播电视节目信号的集中传送和监测,确保用户能够正常收听收看广播电视节目。

1. 发射台广播电视节目信号源传输系统概述

信号中心是必不可少的中间环节,对于中短波、调频广播、开路电视、卫星传送节目而言有极其重要的作用,其信号源主要包括有:电台通过音频线直接传送的模拟/数字广播节目;电视台由视频线直接传送的模拟/数字电视节目;由国干网解调的电台数字廣播节目、中央电视台的电视节目;由卫星接收机传送的中央电台模拟广播节目。

相较于其他系统而言,数字通信系统体现出较强的抗干扰性能,没有噪声累积的现象,便于加密处理,能够实现远程、高质量的信号传输,适用于作为信号源进行传输。然而其信号占用频带较宽,因而要对数字信号进行压缩处理,将模拟信号进行编码转换,成为压缩编码的数字信号,并使多路节目的基本码流合成为一路TS流,降低码率。同时,考虑到发射台广播电视节目较多,因而要将不同编码器输出的TS流进行复用,采用码流分配器进行多路输出信号的传送,通过微波机和光端机进行信号源的发送,并实现传输链路上的一主一备。

2. 广播电视节目信号源编码电路的设计和应用

编码电路的设计原理。发射台广播电视节目的信号大多采用模拟和数字两种模式,其编码电路原理为:经由A/D转换器进行模拟音视频的数字化转换,使之成为音视频数字信号,再经由音视频编码器进行编码,获取音视频信号的原始流ES。然后对音视频的原始流ES进行分组、打包处理,形成一个帧一个分组的视频信号原始流和64字节的分组音视信号原始流,通过传送流TS复用的方式,获取信号传送流。

编码器的合理选用。考虑到同一套节目的模拟信号和数字信号应当由同一个编码器进行输入,因而选用单独的音频编码器和视音频编码器,能够准确判断是否需要开启A/D转换器,以实现同一状态下模拟信号和数字信号的转换,确保信号的安全、高效、经济传送。具体包括以下内容:

2.1 音频编码器的选用

考虑到模拟信号和数字信号同传的需求,音频编码器的物理接口要同时具有两路数字音频输入接口DA1、DA2,以模拟音频作为数字音频的备用。同时,还要求音频编码器具有ASI输出接口,以确保与复用器之间的链接。音频编码器的相关性能指标包括:48kHz的音频采样频率;同时支持128kbps、256 kbps、384kbps的音频码率;支持MPEG-2音频编码。

2.2 视音频编码器的选用

考虑到模拟信号和数字信号同传的需求,视音频编码器的物理接口要同时具有以下物理接口,即:一路嵌入音频的数字视频输入接口SDI、模拟视频输入接口AV、数字音频接口DA、四个模拟音频输入接口CH 2L/R、CH2L/R,并以模拟视音频作为数字视音频的备用。输出接口则采用两路ASI输出接口。适用视音频编码器的情形主要包括两种,即:一路数字电视和一路数字广播;用于上星节目的一路数字电视和两路模拟广播。而输出的两路TS流信号则分别送入主用复用器和备用复用器。一般来说,视音频编码器的相关性能指标应当包括:720*576*25的图像分辨率;图像信号4:2:0的采样方式;支持嵌入音频和MPEG-2视频编码。

3. 广播电视节目信号源传输系统的复用电路设计应用

3.1 复用电路的设计原理

发射台广播电视节目信号最少要采用12个编码器,要在复用电路的支持下,将编码器输出信号复用为一种用于传输的信号,经由ASI接口输出的信号实现监测功能,经由DS3输出的信号实现传输功能,考虑到发射台广播电视节目无须直接送入发射机,为此无须添加校验码,采用188字节的TS流包长度,TS流包的内部结构组成主要包括有包头、自适应区和包数据,包头的长度为4B,自适应区和包数据的长度为184B,由此可知,TS包的总长度为188B的有用信息空间,主要传输已编码的视音频数据流。其中,包头内置传输误码示符、有效载荷单元起始指示符、传输优先、包识别、加扰控制、自适应区控制、连续计数器等;自适应区和包数据内置有自适应区长、不同标志指示符(间断指示符、随机存取指示符、传输专用数据标志、原始PCR标志)、与插入标志相关的信息、填充数据等。

3.2 复用信号的选用

发射台广播电视节目的复用信号主要选用以下两种方式:(1)上星节目。以所要传输电视节目的PID序号为前提,将发射台广播电视节目信号进行传送,对TS流复用信号进行筛选和提取,经由发射天线打到中星6B(E115.5°),最大程度覆盖发射台广播电视节目的复用信号。(2)无线发射。在进行中短波、调频广播和电视节目的传输过程中,主要是在适配器的合理选用前提下,将发射台广播电视节目信号发送至发射台,并对DS3信号进行调适和转换,使之转变为ASI信号,再在解码器的辅助下进行信号解析,以相应的节目模拟信号进行发射。

3.3 扩容应用

考虑到部分地区广播上星的问题,要对发射台广播电视节目信号系统进行扩容应用,保持原有的编码器输入,通过新添的复用器进行编码器输出信号的首次复用,再与其他编码器输出信号进行原复用器的复用,获取总信号码流42Mbps。同时,考虑到广播电视信号的复用性,要选取8个口的复用器和4个输入口,作为后续增加广播电视节目的备用。

4. 发射台广播电视节目信号源传输系统的监测电路设计应用

4.1 电视信号的监测应用

为了确保发射台广播电视节目信号传送的正常稳定状态,必须关注发射台广播电视节目信号源传输系统的监测电路设计和应用,其监测原理为:将码流分配器的其中一路信号用于监测,出于实用性和经济性的角度考虑,可以将DS3信号通过适配器转换为ASI接口信号,再通过视频解码器进行ASI接口信号的解析,使之成为模拟视频信号进行传送。同时,考虑到对不同套节目的监测需求,要将网络适配器的输出信号送入1分8的码流分配器,获得相应的ASI接口信号,将不同路的ASI接口信号进行解码,即可进行相应视频信号的传送,并通过多画面监视器进行传送视频信号的比对分析,搭配以伴音信号的柱状图进行视频信号的监测。

4.2 视音频信号的监测应用

将一根视频电缆由复用器的ASI出口直接拉出来,接入到视音频解码器,对传送的模拟信号进行解码之后,传送到监视器之中,实现对视频信号和音频信号的监测,使用者可以通过节目选择功能满足自身的需求。

5. 发射台广播电视节目信号源传输系统的数据测试

可以选取袖珍型码流分析仪BTA-P100进行信号源传输系统的实时离线分析,相关接口包括有DVB SPI、ASI接口、DVB-S/DVB-C/DVB-T射频接口等,提供如下信息:

5.1 基本信息

显示的基本信息主要包括有:TS流的实时传输速率、188字节的TS包、传送流基本信息、TS流信息、节目信息等。

5.2 带宽信息

通过TS流包含节目对应的带宽信息直方图,可以知道不同路的电视节目业务类型和名称,并与相应的音视频编码器相匹配,在对编码器相关参数进行调整的条件下,也會相应调整其图像显示。通过带宽信息界面图,可以获悉相关的带宽信息,如:节目关联表、网络信息表、业务描述表、节目时钟参考、节目映射表、音视频的若干路PID信息,并实时显示带宽比例、传输速率等信息。

5.3 音视频信息

可以结合发射台广播电视节目信号源传输系统的实际需求,选用符合MPEG-2标准的编码器,确保音视频信息与MPEG-2标准相一致,并通过检测获悉单声道、立体声、视频等基本流的信息,主要包括有:对于单声道广播的信息检测采用48kHz的采样频率和128kbps的比特率;对于双声道的信息检测采用256kbps比特率的双声道、低压缩比传输方式;对于立体声的信息检测采用384kbps的压缩率进行检测;对于视频信号的检测则采用PAL电视制式宽高比为4:3的方式进行检测。另外,还可以获悉相关复用结构信息,如:节目号、私有数据的PID等。

6. 总结

综上所述,发射台广播电视节目信号源传输系统的建设是关注焦点和研究课题,要构建节目源-传输-发射机房的统一链路,实现广播电视节目信号前端的统一化管理,通过对编码电路、复用电路、监测电路的合理优化设计,加强节目源、传输、发射机房之间的链接,提高发射台广播电视节目信号源传输的效率和质量,有效扩大广播电视节目信号传输范围,提高广播电视节目信号传输的覆盖效果,并较好地节约广播电视节目信号传输的管理成本,使之成为宜于推广的信号集中传送和监测的一体化传输系统。

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