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摘 要：文章著眼广播电视技术系统高清化发展的趋势，结合湖北卫星地球站现状和对全国多家省级地球站的调查了解，探讨了湖北站转型升级的对策。
关键词：卫星地球站;现状分析;发展对策;高清化
全面实现高清化，让广大人民群众享受到更优质的视听服务，是广播电视各级单位在“新时代”义不容辞的责任和使命。同时，推进广播电视技术系统全高清化发展，也是我国广播各级电视技术单位继全面完成数字化后，转型升级发展的重要战略方向[1]。
湖北卫星广播电视地球站（下文简称“湖北站”）为湖北卫视标清上行站，采用DVB-S/MPEG-2传输标准上星播出，2012年通过国家广电总局技术验收。近年来，为了推进湖北广播电视卫星传输系统高清化发展，推动湖北卫视高清节目回迁本地上星，湖北站对部分省级地球站高清系统的建设和运行情况进行了调研。结合当前广播电视全高清化发展的大趋势，对标调研所了解的行业发展概况，本文立足湖北站现状，提出了转型升级的发展对策。
1 湖北站现状分析
湖北站是湖北省卫星广播电视节目在全国覆盖的主要信号源，自建站以来，历经20多年的发展，在运维管理、人员结构、标准化建设等方面取得了优秀的成绩。（1）在人员结构上，技术人员占比87%。人均年龄35岁，技术人员中本科及硕士学历达95%，中高级职称达到40%，人员配置在全省广电技术部门乃至全国地球站中领先。（2）在运维管理上，湖北站通过探索和创新，建立了一套切合实际、行之有效的运维管理办法，成效显著，多次获湖北省技术维护先进一等奖，全国技术维护先进一等奖。（3）在标准化制度建设方面，湖北站近几年全力推进一流标准建设，使得各项工作进一步严谨规范，制度标准也列为湖北省广播电视台的模板。
在上述各方面取得优秀成绩的同时，湖北站也面临着诸多挑战。（1）信号源传输距离过长：湖北站地处市郊，与节目源距离达52 km，信号源需要跨越5个部门、21个环节，经过6次信号变换和50 km的户外线路才能到达，信号质量损失较大。（2）地理环境威胁：由于气候原因，湖北站所处的武汉九真山地区每年雷雨季节持续时间长达4个月，电磁干扰和雷击对电子设备破坏较大。九真山为山地森林，由于当地风俗原因，山腰和山脚已成为当地居民的陵园，逢年过节火灾警情令人防不胜防。（3）后勤保障成本高：远离市区使得职工通勤成本巨大，食宿问题需要自行解决，生活物资也需要专人定期配送。同时，受地理环境的限制，大型车辆和工程机械无法进站，技术改造时，设备常常要靠人力搬运，项目实施难度大、时间长[2]。
2 湖北站发展对策
纵观地球站现状，湖北站存在着信号源安全风险高、电磁干扰风险高、雷击风险高、森林火灾风险高、人为破坏风险高、运营成本高等若干重大问题，已严重制约了地球站的发展，亟需转型升级，本文提出以下对策。
2.1 加快高清系统的建设步伐
从广播电视传输技术的发展趋势来看，传输系统高清化势在必行。全国30多个省级以上卫星广播电视地球站中，已有12个建设完成了自有高清上行系统，实现了高标清本地同步上星。湖北站也应推进建设自主高清上星传输系统，以高清化系统建设带动技术系统、运维管理、人员素质等方面的进一步发展。
2.1.1 高清传输系统构建
高清卫星传输系统可采用现有成熟的标清卫星传输系统架构（见图1），其工作原理、操作方法、运维要求等和现行标清系统差别不大，因此，在设计选型、安装调试、使用维护等各方面，湖北站拥有充足的技术储备。
具体来说，信号源引接方面，按需接入的信号类型选择SDI切换器或ASI码流切换器以及相应切换矩阵。编码调制方面，现在地球站所使用的的编码调制设备绝大部分考虑到了高标清兼容。但考虑总局要求，高清编码复用器和加扰复用器，可能基于MPEG-2或者AVS+格式，调制方面依然采用QPSK调制方式。高功放和天馈线方面，根据总局的技术要求，上行系统只能使用3 000 W速调管高功放，配合定制的功率提升系统使用。天馈线系统选用口径在9 m以上卡塞格伦或格里高利式天线[3]。
2.1.2 高清系统运维管理和人员配置
由于高清站与标清站运维方式基本一致，以湖北站现有的技术人员配置，只需要进行相应的技术培训，完全可以同时完成高标清上行系统的运维管理。并且，高标清站同步运维，既可以节省大量人力、物力成本，也可带动技术人员的综合素质大幅提高。
2.1.3 高清传输系统的建设成本
从调研各地球站建设高清卫星传输系统的数据来看，单独建成一个标准化的高清上行系统，约需1 400万元，和每年300万元的高清节目异地代发成本比较，一次性投入可获得长期的回报。如果将高标清卫星传输系统和电视节目制作、播控部门设计在一起，则既能便于管理调度，又能大幅减少供配电、信号源传输、线路维护等方面的成本。
2.2 创新人员培训方式
作为播出部门，安全播出在未来仍将是地球站的中心工作。而安全播出很大程度依赖于技术人员的应急处理素质。湖北站现有基于多画面监测系统的模拟演练系统，但这套系统的演练环境完全依靠人工设置，应急操作正确与否需要人工进行判定，没有操作结果的反馈，并且模拟出的故障现象与真实故障之间存在较大差距。为了改进现有应急演练系统的不足，进一步提高人员应急处理能力，可考虑建设具有人机互动方式的自动应急演练系统，利用准备好的播出故障数据库，实现随时随地对各种应急预案进行演练。
2.3 加强对软硬件的自主研发工作
创新是发展的第一动力。以湖北站现有的人员配置，完全具有创新的潜力。结合湖北站技术系统结构来看，未来可考虑自主研发信号源切换、中频切换、射频切换及波导切换的一键联动切换系统，将复杂的应急预案简化为一键操作，不仅可以大大缩短应急处理的判断和操作时间、避免应急操作的遗漏和失误，也能在自主研发工作中提高人员技术水平[4]。 2.4 大力拓展新興业务
当前已有一些地球站为广电总局传输信号，或为湖北省提供北斗卫星系统的定时、定位信号，还有地球站成立公司进入商业领域，取得了初步的成效和可观的经济效益。湖北站也可以在兼顾湖北卫星电视广播节目传输的同时，拓展高校遥测遥感、卫星定位信号或数据传输等商业领域的业务，充分利用现有条件拓宽和增强自己的业务范围和盈利能力。
3 结语
“工欲善其事，必先利其器”，面对成绩与挑战并存的局面，在继续发扬传统优势的同时，朝着高清化的趋势进行转型升级发展，必将使得湖北站在“新时代”继续走在全国同行前列，为广播电视事业贡献更大力量。
[参考文献]
[1]安定.广播电视安全播出工作的科学理论思维[J].广播电视信息，2018（4）：48-50.
[2]杨明品.4K超高清电视：广电供给侧改革的战略选择[J].有线电视技术，2017（8）：9-10.
[3]师海鸣.高清电视的决策和实施方案—湖北广播电视台高清电视的建设与发展思考（一）[J].现代电视技术，2013（2）：72-76.
[4]安定，潘成志，魏明祥.湖北卫星地球站信号源引接系统数字改造设备选型经验与链路设计[J].广播电视信息，2009（3）：149-151.
Analysis of the present situation and development countermeasures
of the satellite earth station in Hubei province
Chen Si1， Liu Zhiyu1，2*
（1.Hubei Radio and Television Station， Wuhan 430070， China; 2.Central China Normal University， Wuhan 430079， China）
Abstract：This article focuses on the development trend of high-definition radio and television technology system， combined with the current situations of Hubei Satellite Earth Station and the investigation of several provincial Earth Stations in China， discusses the countermeasures for the transformation and upgrading of Hubei Satellite Earth Station.
Key words：satellite earth station; current situation analysis; development countermeasures; high-definition
关键词：卫星地球站;现状分析;发展对策;高清化
全面实现高清化，让广大人民群众享受到更优质的视听服务，是广播电视各级单位在“新时代”义不容辞的责任和使命。同时，推进广播电视技术系统全高清化发展，也是我国广播各级电视技术单位继全面完成数字化后，转型升级发展的重要战略方向[1]。
湖北卫星广播电视地球站（下文简称“湖北站”）为湖北卫视标清上行站，采用DVB-S/MPEG-2传输标准上星播出，2012年通过国家广电总局技术验收。近年来，为了推进湖北广播电视卫星传输系统高清化发展，推动湖北卫视高清节目回迁本地上星，湖北站对部分省级地球站高清系统的建设和运行情况进行了调研。结合当前广播电视全高清化发展的大趋势，对标调研所了解的行业发展概况，本文立足湖北站现状，提出了转型升级的发展对策。
1 湖北站现状分析
湖北站是湖北省卫星广播电视节目在全国覆盖的主要信号源，自建站以来，历经20多年的发展，在运维管理、人员结构、标准化建设等方面取得了优秀的成绩。（1）在人员结构上，技术人员占比87%。人均年龄35岁，技术人员中本科及硕士学历达95%，中高级职称达到40%，人员配置在全省广电技术部门乃至全国地球站中领先。（2）在运维管理上，湖北站通过探索和创新，建立了一套切合实际、行之有效的运维管理办法，成效显著，多次获湖北省技术维护先进一等奖，全国技术维护先进一等奖。（3）在标准化制度建设方面，湖北站近几年全力推进一流标准建设，使得各项工作进一步严谨规范，制度标准也列为湖北省广播电视台的模板。
在上述各方面取得优秀成绩的同时，湖北站也面临着诸多挑战。（1）信号源传输距离过长：湖北站地处市郊，与节目源距离达52 km，信号源需要跨越5个部门、21个环节，经过6次信号变换和50 km的户外线路才能到达，信号质量损失较大。（2）地理环境威胁：由于气候原因，湖北站所处的武汉九真山地区每年雷雨季节持续时间长达4个月，电磁干扰和雷击对电子设备破坏较大。九真山为山地森林，由于当地风俗原因，山腰和山脚已成为当地居民的陵园，逢年过节火灾警情令人防不胜防。（3）后勤保障成本高：远离市区使得职工通勤成本巨大，食宿问题需要自行解决，生活物资也需要专人定期配送。同时，受地理环境的限制，大型车辆和工程机械无法进站，技术改造时，设备常常要靠人力搬运，项目实施难度大、时间长[2]。
2 湖北站发展对策
纵观地球站现状，湖北站存在着信号源安全风险高、电磁干扰风险高、雷击风险高、森林火灾风险高、人为破坏风险高、运营成本高等若干重大问题，已严重制约了地球站的发展，亟需转型升级，本文提出以下对策。
2.1 加快高清系统的建设步伐
从广播电视传输技术的发展趋势来看，传输系统高清化势在必行。全国30多个省级以上卫星广播电视地球站中，已有12个建设完成了自有高清上行系统，实现了高标清本地同步上星。湖北站也应推进建设自主高清上星传输系统，以高清化系统建设带动技术系统、运维管理、人员素质等方面的进一步发展。
2.1.1 高清传输系统构建
高清卫星传输系统可采用现有成熟的标清卫星传输系统架构（见图1），其工作原理、操作方法、运维要求等和现行标清系统差别不大，因此，在设计选型、安装调试、使用维护等各方面，湖北站拥有充足的技术储备。
具体来说，信号源引接方面，按需接入的信号类型选择SDI切换器或ASI码流切换器以及相应切换矩阵。编码调制方面，现在地球站所使用的的编码调制设备绝大部分考虑到了高标清兼容。但考虑总局要求，高清编码复用器和加扰复用器，可能基于MPEG-2或者AVS+格式，调制方面依然采用QPSK调制方式。高功放和天馈线方面，根据总局的技术要求，上行系统只能使用3 000 W速调管高功放，配合定制的功率提升系统使用。天馈线系统选用口径在9 m以上卡塞格伦或格里高利式天线[3]。
2.1.2 高清系统运维管理和人员配置
由于高清站与标清站运维方式基本一致，以湖北站现有的技术人员配置，只需要进行相应的技术培训，完全可以同时完成高标清上行系统的运维管理。并且，高标清站同步运维，既可以节省大量人力、物力成本，也可带动技术人员的综合素质大幅提高。
2.1.3 高清传输系统的建设成本
从调研各地球站建设高清卫星传输系统的数据来看，单独建成一个标准化的高清上行系统，约需1 400万元，和每年300万元的高清节目异地代发成本比较，一次性投入可获得长期的回报。如果将高标清卫星传输系统和电视节目制作、播控部门设计在一起，则既能便于管理调度，又能大幅减少供配电、信号源传输、线路维护等方面的成本。
2.2 创新人员培训方式
作为播出部门，安全播出在未来仍将是地球站的中心工作。而安全播出很大程度依赖于技术人员的应急处理素质。湖北站现有基于多画面监测系统的模拟演练系统，但这套系统的演练环境完全依靠人工设置，应急操作正确与否需要人工进行判定，没有操作结果的反馈，并且模拟出的故障现象与真实故障之间存在较大差距。为了改进现有应急演练系统的不足，进一步提高人员应急处理能力，可考虑建设具有人机互动方式的自动应急演练系统，利用准备好的播出故障数据库，实现随时随地对各种应急预案进行演练。
2.3 加强对软硬件的自主研发工作
创新是发展的第一动力。以湖北站现有的人员配置，完全具有创新的潜力。结合湖北站技术系统结构来看，未来可考虑自主研发信号源切换、中频切换、射频切换及波导切换的一键联动切换系统，将复杂的应急预案简化为一键操作，不仅可以大大缩短应急处理的判断和操作时间、避免应急操作的遗漏和失误，也能在自主研发工作中提高人员技术水平[4]。 2.4 大力拓展新興业务
当前已有一些地球站为广电总局传输信号，或为湖北省提供北斗卫星系统的定时、定位信号，还有地球站成立公司进入商业领域，取得了初步的成效和可观的经济效益。湖北站也可以在兼顾湖北卫星电视广播节目传输的同时，拓展高校遥测遥感、卫星定位信号或数据传输等商业领域的业务，充分利用现有条件拓宽和增强自己的业务范围和盈利能力。
3 结语
“工欲善其事，必先利其器”，面对成绩与挑战并存的局面，在继续发扬传统优势的同时，朝着高清化的趋势进行转型升级发展，必将使得湖北站在“新时代”继续走在全国同行前列，为广播电视事业贡献更大力量。
[参考文献]
[1]安定.广播电视安全播出工作的科学理论思维[J].广播电视信息，2018（4）：48-50.
[2]杨明品.4K超高清电视：广电供给侧改革的战略选择[J].有线电视技术，2017（8）：9-10.
[3]师海鸣.高清电视的决策和实施方案—湖北广播电视台高清电视的建设与发展思考（一）[J].现代电视技术，2013（2）：72-76.
[4]安定，潘成志，魏明祥.湖北卫星地球站信号源引接系统数字改造设备选型经验与链路设计[J].广播电视信息，2009（3）：149-151.
Analysis of the present situation and development countermeasures
of the satellite earth station in Hubei province
Chen Si1， Liu Zhiyu1，2*
（1.Hubei Radio and Television Station， Wuhan 430070， China; 2.Central China Normal University， Wuhan 430079， China）
Abstract：This article focuses on the development trend of high-definition radio and television technology system， combined with the current situations of Hubei Satellite Earth Station and the investigation of several provincial Earth Stations in China， discusses the countermeasures for the transformation and upgrading of Hubei Satellite Earth Station.
Key words：satellite earth station; current situation analysis; development countermeasures; high-definition