VSAT技術在應急廣播中的應用

【摘要】本文在本文介紹了VSAT技術的發展及其在廣電應急廣播中的應用，并結合廣電網絡實際情況，對VSAT傳輸技術的應用和故障案例進行了分析。

【關鍵詞】VSAT衛星通信應急廣播節目傳輸

一、VSAT系統概述

VSAT是very small aperture terminal（甚小口徑終端）的簡稱，原本是透過衛星的網絡連線，提供寬帶上網的服務。VSAT技術的優點是容易配置，只要在衛星信號的覆蓋區之內，與衛星保持直視線（Line of sight），就可以在2小時之內建立通訊連線。只需要將天線面向衛星，啟動內建數據機，就可以如光纖或DSL（Digital Subscriber Line數字用戶專線）一樣的連線。

VSAT系統由一個主站和多個遠端VSAT站組成，可以實現高速度、不受地面通信條件限制的數據通信，VSAT站是現代衛星通信技術和計算機技術相結合的智能型、小型地球站。

事實上，VSAT技術能夠實現與普通衛星通信相同的功能，可以與通信衛星交互信號。而VSAT技術的接收天線比普通衛星通信接收天線的尺寸小很多，更易于安裝，并且有更低廉的價格。

VSAT通信相較于普通衛星通信具備的優勢包括：（1）面向用戶，利用VSAT可以直接與用戶設備直接通信；（2）智能化程度高，可以實現無人操作；（3）接收端使用小口徑天線，便于安裝和維護；（4）用作專網通信時，具有更高的安全性和便利性。

二、VSAT的衛星通信網的組成

VSAT通信網由VSAT小站、主站和衛星轉發器組成。數據VSAT衛星通信網通常采用適合點到多點間通信的星狀結構。主站：是VSAT的心臟。使用大型天線，天線直徑Ku波段約為3.5至8米，C波段約為7至13米。VSAT小站：由小口徑天線、室外單元和室內單元組成。衛星轉發器：一般采用C或Ku波段的同步衛星透明轉發器。衛星上轉發器的發射功率應盡量大，就可以使VSAT地面終端的天線尺寸盡量小。

三、廣播影視VSAT系統功能

廣播影視應急播出系統和新聞采集系統（以下簡稱VSAT系統），基于VSAT技術，應用于廣播電視節目應急播出、節目交換、話音和數據傳輸。主要包括主站（含作為應急備份的車載站）、業務綜合站、數據小站、SDH終端站等64個站，分布在北京市區及京郊附近和全國其他地區，為中央廣播電視在西部地區的應急播出和光纜應急電視新聞回傳提供通道。

根據VSAT系統業務功能類型，可以將它劃分為五部分：電視節目交換系統、廣播節目交換系統、數據傳輸子系統、話音交換子系統及會議電視子系統，另外還包括一套網管系統，用于網絡控制管理及業務上的調度。其中，電視節目交換、廣播節目交換、業務聯系電話采用網狀網，數據傳輸采用網狀/星狀混合網。

其中，主站是全網的控制和管理中心，完成全網電視節目交換、電視節目應急播出、視頻會議以及廣播節目交換業務的計劃、調度和管理。話音業務和數據業務可以自動建立全網狀的動態連接，實現衛星信道資源的帶寬共享。車載站是主站的備份應急站，不參與日常業務，但當出現應急狀態時，車載站將承擔主站的網管中心和業務中心的功能。

3.1電視節目交換子系統

電視節目交換子系統基于SCPC/DVB-S方式，使用6MHz帶寬完成CCTV-1頻道應急上行廣播、無光纜環路省會站得電視新聞應急回傳、主站至各綜合業務站及各綜合業務站間的電視節目交換的功能，但在同一時間內，系統只能完成上述功能中的一種，根據VSAT網設計要求，上述功能在使用時的優先順序為：CCTV-1頻道電視應急播出、電視新聞應急回傳、電視節目交換。

在主站網管系統的管理控制下，分時段利用衛星信道，實現電視節目交換或應急播出。電視節目交換采用MPEG-2/DVB-S制式，編碼速率6Mbps。所有綜合業務站的電視節目交換所使用的調制解調器發送頻率和接收頻率均相同設置，其狀態控制及密鑰分布分別通過VSAT系統的數據信道由SCPC系統監控終端來完成（改造后）。該體制可以高質量完成點對點的電視節目交換或應急播出，支持多種通信規程，技術成熟，網絡實現簡單，易于管理。

工作原理如下：發送端用編碼器將1路電視信號、1路單聲道伴音進行編碼壓縮（4：2：0），編碼器輸出的TS碼流經DVB調制器調制，最后送到射頻系統上星。在接收端，解調器將射頻信號解調、還原為TS碼流，并經解碼器解碼、解壓還原為電視信號。當需要電視影集播出時，中央電視臺的CCTV-1節目信號通過編碼器編碼輸出TS碼流，經地面光傳輸設備傳至主站，經過主站DVB調制器輸出到射頻系統上星，完成電視應急播出。

3.2廣播節目交換子系統

廣播節目交換子系統在主站與綜合業務站間、各綜合業務站間完成立體聲廣播節目交換功能，每一路立體聲廣播節目的傳送速率是256Kbps。

工作原理如下：中央臺及國際臺的廣播節目音頻信號經復用、地面光傳輸信道送至主站地面終端業務接入系統。在主站端，編碼器編碼后，轉換為數據信號后進入VSATPlusII。綜合業務站通過VSATPlusII接收數據信號，經解碼器解碼后，將數據信號還原成音頻信號。綜合站之間進行節目交換時，發送站的節目信號經編碼器編碼后進入VSATPlusII。由VSATPlusII建立到目的站的空間鏈路，并將廣播節目數據包直接單跳傳遞到目的站，然后經過解碼器解碼還原為立體聲節目。

3.3數據傳輸子系統

數據傳輸子系統完成各站對主站及各站間的數據傳輸功能。

工作原理如下：VSAT系統通過VSATPlusII及RAD公司的MaxCess幀中繼接入設備把所有衛星站組成一個基于幀中繼平臺的IP數據業務星狀網絡，北京的地面終端站通過SDH光端設備直接接入主站網絡交換機。遠端衛星站的IP數據通過路由器進入VSAT系統的IP數據業務星狀網絡，通過主站的中心路由器進行廣域網的互聯。

3.4話音交換子系統

話音交換子系統完成各站對主站及各站間的話音交換功能。

工作原理如下：VSAT系統通過VSATPlusII及RAD公司的MaxCess幀中繼接入設備把所有衛星站組成一個基于幀中繼平臺的話音業務星狀網絡，北京的地面終端站通過SDH光端設備直接接入主站電話交換機。交換機至VSAT系統側為4線EM數字中繼線方式，至終端側為二線環路方式。

3.5會議電視子系統

會議電視子系統基于SCPC方式完成在北京至拉薩站之間建立一路會議電視信道的功能。

工作原理如下：在拉薩站的會議電視信號經會議電視終端的設備（包括監視器、攝像頭、麥克風、揚聲器）接入會議電視編解碼器后，轉換為E1的數據流，再通過加/解密機連到拉薩站為會議電視配置的SCPC調制解調器上，調制后的70MHz中頻信號同其他業務合路上星；在主站端使用同樣的SCPC調制解調器解調后，將E1數據流通過加/解密機后由同軸電纜將信號接到會議電視MCU。

廣播節目交換子系統、數據傳輸子系統、話音交換子系統采用MF-TDMA方式。可以合理、優化組建系統，簡化系統結構，有利于空間帶寬的優化設計，并可以在保障用戶業務可靠性的基礎上節省投資。

系統內各站在單載波情況下，可以使用不同時隙或不同載波以網狀單跳方式完成不同的業務傳輸。即每個站始終有一個發射載波，并在各個頻點之間跳頻。

四、各類型站功能

各類型站功能如下表所示：

故障案例分析：

故障一：Modem板故障

現象：小站不能入網，VSATPlusII的狀態燈不亮。

分析：由于VSATPlusII的狀態燈不亮，VSATPlusII肯定不在線，此VSATPlusII或ODU故障。

處理：使用NodeView軟件監看VSATPlusII的啟動過程，發現設備自環檢測完成后不能進入接收捕獲過程，VSATPlusII自環后故障依舊，因此VSATPlusII的Modem板故障。

結論：Modem板故障，此故障在網內非常典型，占故障率的90%。

故障二：電纜接頭故障

現象：開機后衛星轉發器出現嚴重干擾。

分析：根據頻譜圖分析可知，設備上行參數肯定有錯誤。能將接收的頻譜再發送出去，只能在ODU前端，即饋線或室內設備。

處理：檢查各設備參數，發現ODU的上行參數錯誤。只給ODU加電，故障依舊，去掉ODU的70M輸入輸出電纜，故障消失，經檢查發現，電纜接頭（N頭及BNC頭）制作粗糙，有虛焊及短路的可能，重新制作電纜接頭后，故障消失。

結論：電纜接頭制作不好引起的故障。在網內由于電纜接頭出現問題的站點越來越多，引起干擾或鏈路（衛星或幀中繼）時斷時續，因此應定期檢查電纜接頭，消除隱患。

五、結論

VSAT技術的便捷性、不受地面通信條件的影響和低廉的價格使之非常適合用于應急廣播，當發生地質災害等時，使用價格低廉便于安裝的小口徑天線，可以盡快的恢復中央一套等節目的播出，起到良好的宣傳作用；而其交互性又使得我們能夠及時掌握災區的情況。在汶川地震等地質災害發生時，災區通信中斷、聯絡不暢，而我們的VSAT系統在最短的時間內恢復了應急廣播，使黨的聲音及時的傳入災區，起到了至關重要的作用。