廣東廣播電視臺Ku波段衛星轉播車高清化改造設計與建設

邱宇哲

（廣東廣播電視臺，廣東 廣州 510066）

1 Ku波段衛星轉播車原系統配置

廣東廣播電視臺Ku波段多功能衛星轉播車由原廣東南方電視臺建設，于2009年建成并投入使用，項目定位為具備2+2新聞戶外單邊連線功能的高標清信號兼容的Ku波段衛星轉播車。該車底盤為德國奔馳Sprinter 515 CDI廂式貨車，車體情況良好。原車供電系統配備了熊貓牌12NE車載發電機和兩臺6 kVA UPS；空調系統為2臺4 000 W制冷量的車載頂置式空調。視頻系統主要核心設備為16路高標清信號兼容切換臺和16×16矩陣，高清和標清信號1∶1輸入輸出。車頂安裝的衛星天線為Vertex車載式1.8 m直徑的Ku波段碳纖維衛星天線[1]，天線電動機械驅動為鋼纜傳動；該車配備2臺400 W行波管功放，于天線兩側馬鞍形安裝。編碼調制器為MPEG-2編碼格式的Tandberg E5788，中頻信號輸出至上變頻器后再交功放進行信號放大，經車載天線實現信號上行。

該車技術系統設備經過長期使用，許多關鍵核心設備已進入設備故障高發期。隨著節目使用需求的增加和變化，該衛星轉播車已不能完全適應當前節目制作和傳輸的需求，設備使用率逐年下跌。

2 改造實施方案

本次項目改造方案主要包括對單邊制作系統、信號調度系統、衛星傳輸系統以及車體系統的改造。

2.1 單邊制作系統和信號調度系統改造

改造后的單邊制作系統和信號調度系統需要滿足在單邊信號制作和衛星信號傳輸兩種工作狀態下均能進行簡便操作的需求，且具備高安全播出級別。具體改造設計如下。

（1）信號調度系統按照信號通道1∶1冗余設計，配置兩個16×16高清矩陣作為信號調度系統的核心設備。當出現設備故障時，可通過矩陣選取信號輸入源進行快速應急，滿足高標準安全播出要求。

（2）保留原有的高清四訊道單邊制作系統[2]作為獨立信號源模塊，置于矩陣輸入前端，通過矩陣輸入選擇當前工作模式。新增8路高清備份切換臺，高清切換臺和調音臺均為在線式主備架構，滿足高標準安全播出要求。

（3）新增光纖傳輸通道和網絡信號傳輸通道，增強信號調度功能。

（4）新增網管服務器和網絡控制交換機，可對具備Web UI登錄管理功能的設備進行狀態監測和指令修改。

（5）拆除原車所有標清設備，保留使用所有功能正常的高清設備，通過內部調配符合系統需求的利舊設備進行新增和更換。具體的設備調整如表1所示。

表1 單邊制作系統和信號調度系統設備調整表

（6）所有信號線路全部經跳線盤輸入輸出，原有視頻和音頻信號跳線盤全部換新，全車視音頻技術系統線路重新集成。原系統所有便攜式設備全部機柜安裝，車尾的輸入輸出接口板重新設計并集成安裝。

改造完成后的信號調度系統和信號單邊制作系統如圖1、圖2所示[3]。

圖1 信號調度系統

圖2 單邊制作系統

2.2 衛星傳輸系統改造

原衛星傳輸系統架構為編碼調制器、上變頻器、高功放及天線4級架構，每個環節設備均1∶1冗余配置，并配置倒換開關[4]。改造后的衛星傳輸系統架構不變，但各環節設備均做出更換調整。原編碼調制器Tandberg E5788和綜合解碼器Tandberg RX1290為MPEG-2編解碼協議，將編碼調制器和綜合解碼器更換為AVC/H.264標準的編碼調制器Harmonic 3202和綜合解碼器Harmonic Proview 7100，同質量高清信號提升1倍編碼效率，節省租用衛星轉發器帶寬費用。原Ku波段上變頻器信號輸出衰減較大，更換為功能正常的利舊設備。原車配備2臺400 W行波管功放，在系統改造前已出現故障且完成維修，馬鞍形安裝位置不變。Vertex車載天線功能完好，可繼續使用。衛星信號傳輸系統圖如圖3所示[5]，設備調整表如表2所示。

圖3 衛星信號傳輸系統

表2 衛星信號傳輸系統設備調整表

2.3 車體系統改造

車體系統的改造原則是內部布局不做改動，僅對空調循環和配電系統進行局部調整。

原車空調系統為2臺4 000 W制冷量的車載頂置式一體空調，工作區域為浸淋式風道沖孔出風。為了更好地適應華南地區酷熱天氣，在工作區機柜前側加開60 cm×30 cm的出風口，提升工作區供冷效率。主機柜底部增加3個排氣風扇，以增強機柜冷氣循環。全車配電系統保留雙UPS和車載發電機，每個機柜基礎供電由原先的端子排設計改為雙PDU插座供電。

在近年衛星車使用過程中發現，編碼調制器發熱量較其他設備偏大且設備深度較深，冷風在編碼調制器周圍不易形成循環。為保證編碼調制器局部溫度在酷熱高溫環節下的正常工作溫度，特別定制一個1 U機架式安裝的風墻（帶開關），內部安裝3組雙電機油冷渦輪增壓服務器散熱風扇前后放置，每組為4 cm厚度，12 V供電，機架式面板前后開槽，放置于主備編碼調制器之間，增強局部循環散熱。經實踐檢驗，散熱性能優異，風墻開啟后，主備編碼調制器可穩定在40 ℃以下。

3 結 語

相比于新建技術系統，改造技術系統受到的條件制約更多，限制更大，難度也更大，更考驗改造項目系統負責人的綜合能力。系統設計既注重系統架構與當前節目使用需求的匹配，也注重歷史經驗教訓的總結，解決了該車在以往使用過程中出現的各種不足。本次技術系統改造受制于預算限制，資金投入僅限于技術系統重新集成和部分設備維修。從表1和表2的數據可知，本次改造以技術設備利用率最大化為原則，滿足本次改造需求的原車設備繼續使用，新增技術設備均由現有設備內部調配實現，順利實現了高標準安全播出要求和多功能的系統改造目標。改造完成后，該車多次順利完成大型體育賽事、新聞直播報道以及外場綜藝節目的衛星直播信號傳輸任務和單邊制作衛星連線任務，是廣東廣播電視臺外場信號直播的可靠技術建設成果和平臺。