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根据国家广播电影电视总局广发[2009]58号《广电总局关于促进高清电视发展的通知》的精神,包括江苏卫视在内的九家卫视于2009年9月28日完成了卫视高清频道的建设、播出,随之推动了节目的高清化发展,为进一步满足台内各频道、栏目对高清节目的卫星传输及SNG的需求,在总台领导的统一部署下,于2011年1月份启动了高清卫星传输车的项目建设。
一. 项目定位
确定高清卫星传输车的定位决定着整个项目的设计方向及思路,进而影响着具体系统的方案设计,本项目中高清视频信号的制作、切换及传输虽是重点,但不是实现的难点。因此在满足一定的高清节目制作能力的基础上,由于现阶段标清卫星传输的需求量还很多,在系统设计时兼顾了标清信号的制作与传输,更好的利用新建卫星车实现资源共享。
设计初期对项目设计的具体目标总结如下:
1. 能满足小型访谈类节目高、标清信号的现场制作;
2. 能完成文艺晚会、体育赛事等高、标清信号的卫星传送;
3. 能满足突发事件SNG现场第一时间的连线需求;
二. 项目设计思路
系统总体架构图是以车体改造为桥梁,视音频、上下行系统有着较为松散的架构。输入包括电源、视音频信号、摄像机微波、内外通话、摄像机适配器、卫星下行信号等等;输出包括视音频信号、射频上行信号。
1. 车体
车体采用奔驰SPRINT 524车型进行改装,该车体是现阶段少数获得国四认证的适合改装中型卫星车的车体,该车采用汽油发动机,具有一定的空间及载重能力,同时又具有较好的机动性能。改装后车体配置独立发电机以及在线式UPS,确保整车在各种环境下都可以独立工作。车体内部布局示意图如下:
2. 上下行系统
上下行系统主要用于完成高清、标清电视信号的卫星传输。系统示意图如下:
根据南京市的雨区分布特点,并综合现在高功放外置等优势因素,系统采用Ku波段进行传输,并能完成高清、标清电视信号的卫星传输,编码系统采用能支持MPEG-2、MPEG-4 AVC/H.264 HD/SD 4:2:2编码,并且为了保证上行系统的安全可靠,整个上行链路按照1:1备份进行设计,并可实现交叉备份。
3. 视频系统
视频系统采用高标清兼容的切换台,设计了3个讯道使用适配器实现演播室摄像机的功能,能外接3个EXT通道以满足SNG连线快速反应的需求,配置2个无线摄像机微波通道增加系统的机动能力,2路VTR通道满足录制需求。高标清切换台兼容1080 50i/576 50i等多种高标清格式,每路输入信号支持10bit帧同步功能,有4路输入通道内置上变换功能。为保证系统应急功能的完善,配备了高清16×2应急切换开关作为切换台的应急备份。
周边机箱在设计上充分考虑了主备概念,在链路设计上,保证主备链路所采用的设备不在同一机箱,保证不会因为机箱故障导致链路中断。
视频系统末端对PGM高清最末级信号进行下变换处理,为外接口板提供标清PGM信号的扩展功能。
4. 音频系统
音频系统采用标准机架安装模式的模拟音频调音台,采用12路模拟调音台完成包括摄像机通道、外接通道等音频信号的接入以及混音输出,同时系统具备高清音频多声道(嵌入音频)的监听、监测能力;调音台的信号源主要包括CCU、外接口板的MIC输入和LINE输入、VTR及CD测试音源。由于调音台收到机架安装的条件所限,路数较少,其他诸如无线摄像机、解码器音频及相关线路音频的扩展等都是采用接入音频跳线排的方式采用跳线的方式进行扩展,以满足不同制作条件下对音频系统的相关要求。
5. 通话系统
通话系统按完善的内通、外通功能进行设计,具有无线通话、固定电话接入、移动电话接入功能,同时还设计有调频发射、无线对讲等辅助备份通话设备。通话调音台作为通话系统的核心完成多路通话信号源的混合、分配、通道控制功能。该通话调音台具备8个线路输入通道;同时具备2个独立、可以控制的输出主通道;该通话调音台可以提供便捷的通道控制能力,确保通道间互不干扰。
卫星车的通话系统由于其相对使用环境的特殊性,经过前几年的使用需求和经验的总结,通过合理配置设备、取长补短,现阶段基本只要在摄像与卫星车之间视频信号能送回来的范围内,都可以保障通话畅通,更好的满足了节目部门的需求。
6. 无线摄像系统
为了提高节目制作的整体制作水平和手段,提高新闻节目的时效性与机动性,高清卫星车系统融入了无线微波摄像机并对其技术提出了较高要求。无线微波发射单元是摄像机高清信号处理的核心部分,其功能和性能指标必须优越,系统采用的是LINK公司的高清无线传输设备,该设备一直是以高质量、低延时作为产品的特点。采用的调制方式是Link公司研发的LMS-T技术,提供10/20MHz的射频带宽,该技术是在充分吸收DVB-T的技术基础上发展形成的更好的调制技术,比采用DVB-T的厂家所提供信源编码方案的有效码率可以提高一倍。在接收端采用分集式信号接收机,为方便快速使用,接收机采用固定于车体的方式,采用两个接收天线,当某一路径的数据包损坏时系统自动切换到另一个路径信号来恢复受损的数据包从而合成最终的输出信号。无线摄像系统的引入,方便了进行非视距移动微波传输,同时极大的提高了新闻直播的“战斗力”,使得卫星车在停放寻星时有了更大范围的选择。
三. 项目关键功能
1. 上行系统全链路监控管理平台
上行系统中配置有覆盖全链路的设备管理平台,通过该平台可实现对上下行链路中的所有设备进行相关的参数更改、状态查询以及控制功能,并以系统框图方式或设备的实际布局显示链路中设备的工作状态,能实时响应设备的报警信息,以图形化的形式显示于管理平台上,可通过卫星车配备的备用监看系统实时显示,随时观察上行系统的工作状态。该功能很好的实现了对上行链路系统级的监看,通过全链路监控管理平台的手段,更好的提高了信号传输链路的高可靠性。 2. 自动寻星系统
系统中配置的天线控制器内置信标接收机,只需将常用卫星的信标输入卫星信息库中,配合电子罗盘、GPS等信息,操作人员仅需简单的选择欲使用的卫星,天线控制器即可完成全自动寻星过程,整个过程不超过5分钟。该功能能让工作人员在寻星过程中处理其他相关设备的设置,减少卫星车准备时间,更好的体现卫星车的快速报道能力。由于自动寻星功能的引入,在不增加系统准备时间保障新闻直播快速机动性的前提下,可减少1名技术人员配置,大大降低劳动力成本。
3. 高标清兼容的卫星车系统
系统中采用了松下公司的兼容高标清信号的AV-HS450MC数字多格式切换台,通过对切换台进行简单的设置即可完成高标清格式的转换,整个视频系统的周边设备均为高清配置,可向下兼容标清信号,加上兼容高标清信号的DVB编码器,整个卫星车系统既可完成高清信号的制作、传输,亦可完成标清信号的制作、传输,更好的体现车辆的适应性,在高标清过渡时期,更好的发挥其功能。
4. 完善的主备同步系统
在卫星车系统中,由于车内机架空间以及整车预算的考虑,一般仅配置一台同步机,完成整车的同步锁相,无疑这将成为同步系统中的单一崩溃点,为了避免发生这样的故障,在不增加设备和预算的前提下通过对切换台特性的调研,实现了同步系统的双备份功能
由于该款切换台具有REF和REF环出两个接口,当切换台定义在外部同步模式下,这两个接口分别定义为外部同步信号输入和同步信号环通输出功能;当采用切换台内部同步模式后,这两个接口就同为BB信号输出口。因此,当主同步机发生故障时,只需要切换台参数设置中更改为内部同步模式,通过2组跳线直接将原先由同步机为中心的锁相系统更改为由切换台为中心的锁相系统,有效避免了同步系统的单溃点。
5. 多手段的通话系统
在我台原有2辆标清卫星车的实际连线工作的经验总结,结合栏目编导人员对通话的需求,在本系统中配置了多种手段的通话措施,包括可编组的通话调音台,可分别与摄像、主持人进行独立通话;配置通话主站,可在大型转播活动中实现PARTYLINE的级联;无线电话桥、有线电话桥实现导播与演播室之间的沟通;FM发射机和手持对讲系统可有效增加通话距离。通过多样性的手段,更好的做好通讯保障工作。
6. 完善的监看系统
根据车体的相关参数,充分考虑了安全性和内部空间布局的平衡,监看系统也采用了主备的关系。
主监看系统采用Miranda的多画面分割器配合42”监视器的方式,备监看系统采用松下切换台自带的多画面分割器输出信号配合24"专业LCD监视器。同时备路监看系统采用HDMI的方式连接上行系统全链路监控管理平台,在备用系统未使用的状态下,用于监看上行系统全链路监控管理平台内容。
通过主备监看系统的配合使用,不但大大提高监看的可靠性,通过共享备监视器的方式也体现了实时监控上行系统全链路监控管理平台的优势,更好的为安全服务。
高清卫星转播车正式投入使用后,在实践中不但满足了日常各种突发新闻的SNG连线工作,同时也经历了众多场大型节目录制及转播的相关需求,通过实践证明系统设计完全满足设计初衷,系统稳定可靠,受到了各节目部门的肯定。
一. 项目定位
确定高清卫星传输车的定位决定着整个项目的设计方向及思路,进而影响着具体系统的方案设计,本项目中高清视频信号的制作、切换及传输虽是重点,但不是实现的难点。因此在满足一定的高清节目制作能力的基础上,由于现阶段标清卫星传输的需求量还很多,在系统设计时兼顾了标清信号的制作与传输,更好的利用新建卫星车实现资源共享。
设计初期对项目设计的具体目标总结如下:
1. 能满足小型访谈类节目高、标清信号的现场制作;
2. 能完成文艺晚会、体育赛事等高、标清信号的卫星传送;
3. 能满足突发事件SNG现场第一时间的连线需求;
二. 项目设计思路
系统总体架构图是以车体改造为桥梁,视音频、上下行系统有着较为松散的架构。输入包括电源、视音频信号、摄像机微波、内外通话、摄像机适配器、卫星下行信号等等;输出包括视音频信号、射频上行信号。
1. 车体
车体采用奔驰SPRINT 524车型进行改装,该车体是现阶段少数获得国四认证的适合改装中型卫星车的车体,该车采用汽油发动机,具有一定的空间及载重能力,同时又具有较好的机动性能。改装后车体配置独立发电机以及在线式UPS,确保整车在各种环境下都可以独立工作。车体内部布局示意图如下:
2. 上下行系统
上下行系统主要用于完成高清、标清电视信号的卫星传输。系统示意图如下:
根据南京市的雨区分布特点,并综合现在高功放外置等优势因素,系统采用Ku波段进行传输,并能完成高清、标清电视信号的卫星传输,编码系统采用能支持MPEG-2、MPEG-4 AVC/H.264 HD/SD 4:2:2编码,并且为了保证上行系统的安全可靠,整个上行链路按照1:1备份进行设计,并可实现交叉备份。
3. 视频系统
视频系统采用高标清兼容的切换台,设计了3个讯道使用适配器实现演播室摄像机的功能,能外接3个EXT通道以满足SNG连线快速反应的需求,配置2个无线摄像机微波通道增加系统的机动能力,2路VTR通道满足录制需求。高标清切换台兼容1080 50i/576 50i等多种高标清格式,每路输入信号支持10bit帧同步功能,有4路输入通道内置上变换功能。为保证系统应急功能的完善,配备了高清16×2应急切换开关作为切换台的应急备份。
周边机箱在设计上充分考虑了主备概念,在链路设计上,保证主备链路所采用的设备不在同一机箱,保证不会因为机箱故障导致链路中断。
视频系统末端对PGM高清最末级信号进行下变换处理,为外接口板提供标清PGM信号的扩展功能。
4. 音频系统
音频系统采用标准机架安装模式的模拟音频调音台,采用12路模拟调音台完成包括摄像机通道、外接通道等音频信号的接入以及混音输出,同时系统具备高清音频多声道(嵌入音频)的监听、监测能力;调音台的信号源主要包括CCU、外接口板的MIC输入和LINE输入、VTR及CD测试音源。由于调音台收到机架安装的条件所限,路数较少,其他诸如无线摄像机、解码器音频及相关线路音频的扩展等都是采用接入音频跳线排的方式采用跳线的方式进行扩展,以满足不同制作条件下对音频系统的相关要求。
5. 通话系统
通话系统按完善的内通、外通功能进行设计,具有无线通话、固定电话接入、移动电话接入功能,同时还设计有调频发射、无线对讲等辅助备份通话设备。通话调音台作为通话系统的核心完成多路通话信号源的混合、分配、通道控制功能。该通话调音台具备8个线路输入通道;同时具备2个独立、可以控制的输出主通道;该通话调音台可以提供便捷的通道控制能力,确保通道间互不干扰。
卫星车的通话系统由于其相对使用环境的特殊性,经过前几年的使用需求和经验的总结,通过合理配置设备、取长补短,现阶段基本只要在摄像与卫星车之间视频信号能送回来的范围内,都可以保障通话畅通,更好的满足了节目部门的需求。
6. 无线摄像系统
为了提高节目制作的整体制作水平和手段,提高新闻节目的时效性与机动性,高清卫星车系统融入了无线微波摄像机并对其技术提出了较高要求。无线微波发射单元是摄像机高清信号处理的核心部分,其功能和性能指标必须优越,系统采用的是LINK公司的高清无线传输设备,该设备一直是以高质量、低延时作为产品的特点。采用的调制方式是Link公司研发的LMS-T技术,提供10/20MHz的射频带宽,该技术是在充分吸收DVB-T的技术基础上发展形成的更好的调制技术,比采用DVB-T的厂家所提供信源编码方案的有效码率可以提高一倍。在接收端采用分集式信号接收机,为方便快速使用,接收机采用固定于车体的方式,采用两个接收天线,当某一路径的数据包损坏时系统自动切换到另一个路径信号来恢复受损的数据包从而合成最终的输出信号。无线摄像系统的引入,方便了进行非视距移动微波传输,同时极大的提高了新闻直播的“战斗力”,使得卫星车在停放寻星时有了更大范围的选择。
三. 项目关键功能
1. 上行系统全链路监控管理平台
上行系统中配置有覆盖全链路的设备管理平台,通过该平台可实现对上下行链路中的所有设备进行相关的参数更改、状态查询以及控制功能,并以系统框图方式或设备的实际布局显示链路中设备的工作状态,能实时响应设备的报警信息,以图形化的形式显示于管理平台上,可通过卫星车配备的备用监看系统实时显示,随时观察上行系统的工作状态。该功能很好的实现了对上行链路系统级的监看,通过全链路监控管理平台的手段,更好的提高了信号传输链路的高可靠性。 2. 自动寻星系统
系统中配置的天线控制器内置信标接收机,只需将常用卫星的信标输入卫星信息库中,配合电子罗盘、GPS等信息,操作人员仅需简单的选择欲使用的卫星,天线控制器即可完成全自动寻星过程,整个过程不超过5分钟。该功能能让工作人员在寻星过程中处理其他相关设备的设置,减少卫星车准备时间,更好的体现卫星车的快速报道能力。由于自动寻星功能的引入,在不增加系统准备时间保障新闻直播快速机动性的前提下,可减少1名技术人员配置,大大降低劳动力成本。
3. 高标清兼容的卫星车系统
系统中采用了松下公司的兼容高标清信号的AV-HS450MC数字多格式切换台,通过对切换台进行简单的设置即可完成高标清格式的转换,整个视频系统的周边设备均为高清配置,可向下兼容标清信号,加上兼容高标清信号的DVB编码器,整个卫星车系统既可完成高清信号的制作、传输,亦可完成标清信号的制作、传输,更好的体现车辆的适应性,在高标清过渡时期,更好的发挥其功能。
4. 完善的主备同步系统
在卫星车系统中,由于车内机架空间以及整车预算的考虑,一般仅配置一台同步机,完成整车的同步锁相,无疑这将成为同步系统中的单一崩溃点,为了避免发生这样的故障,在不增加设备和预算的前提下通过对切换台特性的调研,实现了同步系统的双备份功能
由于该款切换台具有REF和REF环出两个接口,当切换台定义在外部同步模式下,这两个接口分别定义为外部同步信号输入和同步信号环通输出功能;当采用切换台内部同步模式后,这两个接口就同为BB信号输出口。因此,当主同步机发生故障时,只需要切换台参数设置中更改为内部同步模式,通过2组跳线直接将原先由同步机为中心的锁相系统更改为由切换台为中心的锁相系统,有效避免了同步系统的单溃点。
5. 多手段的通话系统
在我台原有2辆标清卫星车的实际连线工作的经验总结,结合栏目编导人员对通话的需求,在本系统中配置了多种手段的通话措施,包括可编组的通话调音台,可分别与摄像、主持人进行独立通话;配置通话主站,可在大型转播活动中实现PARTYLINE的级联;无线电话桥、有线电话桥实现导播与演播室之间的沟通;FM发射机和手持对讲系统可有效增加通话距离。通过多样性的手段,更好的做好通讯保障工作。
6. 完善的监看系统
根据车体的相关参数,充分考虑了安全性和内部空间布局的平衡,监看系统也采用了主备的关系。
主监看系统采用Miranda的多画面分割器配合42”监视器的方式,备监看系统采用松下切换台自带的多画面分割器输出信号配合24"专业LCD监视器。同时备路监看系统采用HDMI的方式连接上行系统全链路监控管理平台,在备用系统未使用的状态下,用于监看上行系统全链路监控管理平台内容。
通过主备监看系统的配合使用,不但大大提高监看的可靠性,通过共享备监视器的方式也体现了实时监控上行系统全链路监控管理平台的优势,更好的为安全服务。
高清卫星转播车正式投入使用后,在实践中不但满足了日常各种突发新闻的SNG连线工作,同时也经历了众多场大型节目录制及转播的相关需求,通过实践证明系统设计完全满足设计初衷,系统稳定可靠,受到了各节目部门的肯定。