无线数字化覆盖工程卫星传输讲义

中央播送电视节目无线数字化覆盖工程

---卫星传输系统介绍国家新闻出版广电总局无线电台管理局张荣建2023年10月31日1中央播送电视节目无线数字化覆盖工程卫星传输系统工程背景工程目标工程原那么工程总体技术构架中央电视节目卫星传输技术方案中央播送节目卫星传输技术方案2国务院?关于印发国家根本公共效劳体系“十二五〞规划的通知?国发〔2021〕29号和中央?关于加快构建现代公共文化效劳体系的意见?中关于播送电视根本公共效劳均等化的要求在全国建设无线数字播送电视系统，提供中央电视台12套节目、中央人民播送电台4套节目，加快播送电视公共效劳升级，推进无线播送电视数字化转换3工程背景建设地面数字电视〔简称“DTMB〞〕发射系统，在全国实现中央电视台12套节目无线数字全覆盖建设数字音频播送〔简称“CDR〞〕发射系统，在地级以上城市实现中央人民播送电台4套〔包括一套模拟节目〕节目无线数字化覆盖4工程背景中央播送电视节目无线数字化覆盖工程，2021年底，工程获财政部批复，资金到位统一规划、统一标准、统一组织国家出资、新闻出版广电总局负责组织编制技术方案、审核频率等技术参数、组织工程建设。工程分阶段实施，由中央及地方各级政府分级负责，方案在两年的时间内完成。5工程背景?国家新闻出版广电总局科技司关于中央播送电视节目无线数字化覆盖工程前端系统和传输链路建设任务的通知?〔技无字﹝2021﹞536号〕中央电视台12套AVS+标清电视节目分为两个节目流，方案通过中星6A卫星C波段传输，送达全国各省地面数字电视发射站点作为主用节目源。卫星传输上行系统建设任务由国家新闻出版广电总局无线电台管理局负责，中央节目源的主备站卫星传输任务由总局无线局所属3个卫星地球站承担。6工程背景央视节目包1传送8套AVS+标清电视节目

CCTV-1综合、CCTV-2财经、CCTV-4中文国际、CCTV-10科教、CCTV-12社会与法、CCTV-13新闻、CCTV-14少儿、CCTV-15音乐。央视节目包2传送4套AVS+标清电视节目

CCTV-7军事农业、CCTV-9纪录片、CCTV-11戏曲、CCTV-news。7工程背景中央人民播送电台1套模拟播送〔中1中国之声〕节目、3套数字播送〔中10老年之声、中12娱乐播送、中16对农播送〕节目，通过中星6B卫星和亚太6号卫星实现主备卫星传输分发。8工程背景中央播送电视节目无线数字化覆盖工程卫星传输系统工程背景工程目标工程原那么工程总体技术构架中央电视节目卫星传输技术方案中央播送节目卫星传输技术方案9工程完成后，提供12套中央电视台AVS+标清电视节目源和四套中央人民播送电台节目的卫星传输。上行传输链路全年可用度达99.99%以上，播送电视节目能够全年、全天候“不间断，高质量〞平安播出，系统符合广电标准要求，满足中央播送电视节目无线数字化覆盖工程卫星单频网组网需要。可以更便捷地为老百姓提供标准化、均等化的公共文化效劳。明显促进全国无线播送电视数字化的进程，在较短的时间内，实现绝大局部无线播送电视发射台站模拟转数字工作。10工程目标中央播送电视节目无线数字化覆盖工程卫星传输系统工程背景工程目标工程原那么工程总体技术构架中央电视节目卫星传输技术方案中央播送节目卫星传输技术方案中央电视节目卫星传输临时过渡技术方案11平安可靠，符合标准充分利现，力求节约应用灵活，统一管理12工程原那么中央播送电视节目无线数字化覆盖工程卫星传输系统工程背景工程目标工程原那么工程总体技术构架中央电视节目卫星传输技术方案中央播送节目卫星传输技术方案13包括无线数字电视播送和无线数字音频播送两局部。无线数字电视播送采用DTMB标准体系，无线数字音频播送采用CDR标准体系。无线数字电视播送采用“节目内容统一集成，卫星传输加扰分发，地面清流无线覆盖〞的技术原那么。无线数字音频播送采用“节目内容统一集成,卫星传输分发,地面模数同播〞的技术原那么。14工程总体技术架构无线数字电视播送播出中央电视台12套数字标清电视节目和应急播送信息。在中央电视台进行12套电视节目编码，并和应急播送信息复用生成2路传送码流，主用中星6A卫星传输链路，备用地面传输网络〔光缆或微波〕或台站备份前端的方式分发，发射台站经过信号接收处理和码流切换后，通过发射系统实现地面无线覆盖。15工程总体技术架构无线数字电视播送总体技术架构示意图

视频编码：视频压缩标准：AVS+帧率：25帧/秒图像分辨率：720×576采样格式：4:2:0码率：2.2Mbps/套节目，两路节目流，一路8套标清数字电视节目，一路4套标清数字电视节目，每路视频节目流码率分别为17.6Mbps和8.8Mbps。

16工程总体技术架构伴音音频编码：音频压缩标准：DRA音频声道：立体声码率：128kbps/套节目，立体声，共12套标清电视节目伴音，一路8套伴音播送节目，一路4套伴音播送节目，每路音频节目流总码率分别为1.024Mbps和512Kbps

每路节目流音视频总码率分别为18.624Mbps和9.312Mbps。17工程总体技术架构数字电视播送两路码流均通过中星6A卫星〔东经125度〕12B转发器传输。第1路码流〔央视节目包1〕的单频网适配器参数：MaxDelay：500000usPhase：shiftedPilot：NOCarrier：3780Constellation：16QAMInterleaver：720Coderate：0.8Guard：94518工程总体技术架构数字电视播送两路码流均通过中星6A卫星〔东经125度〕12B转发器传输。第1路码流〔央视节目包1〕的卫星传输技术参数：下行中心频率/极化方式：4131MHz/垂直极化调制方式：DVB-QPSK前向纠错〔FEC〕：3/4符号率：14.8Msps码率：20.4588Mbps滚降系数：0.2实际占用带宽：17.76MHz

19工程总体技术架构第2路码流〔央视节目包2〕的单频网适配器参数：MaxDelay：500000usPhase：fixedPilot：NOCarrier：1Constellation：4QAMInterleaver：720Coderate：0.8Guard：59520工程总体技术架构第2路码流〔央视节目包2〕的卫星传输技术参数：下行中心频率/极化方式：4145MHz/垂直极化调制方式：DVB-QPSK前向纠错〔FEC〕：3/4符号率：8.33Msps码率：11.515Mbps滚降系数：0.2实际占用带宽：9.996MHz21工程总体技术架构

地球站设置：配套新建三套中央节目卫星传输上行系统，并分别部署在总局三座地球站，互为主备方式上行。22工程总体技术架构无线数字音频播送采用模数同播的方式播出中央人民播送电台4套播送节目，其中1套模拟播送节目，3套数字播送节目。在中央人民播送电台完成3套音频播送节目的编码复用，生成1路传送码流，通过中星6B和亚太6号卫星实现主备分发传输，全国各发射台站经卫星信号接收处理后以模拟和数字方式，通过发射系统实现地面无线覆盖。23工程总体技术架构无线数字音频播送总体技术架构示意图播送音频编码：音频压缩标准：采用CDR标准体系，DRA+。音频声道：立体声；码率：每套节目32Kbps，3套共96Kbps。24工程总体技术架构数字音频播送通过中星6B卫星，亚太6号卫星“中央卫星100路播送〞卫星链路实现主备传输分发。C波段卫星传输参数：中星6B卫星〔东经115.5度〕S24转发器：下行中心频率/极化方式：4175MHz/垂直极化调制方式：QPSK前向纠错〔FEC〕：1/2符号率：18Msps滚降系数：0.3525工程总体技术架构Ku波段卫星传输参数：亚太6号卫星〔东经134度〕K1转发器：下行中心频率/极化方式：12269.5MHz/垂直极化调制方式：QPSK前向纠错〔FEC〕：1/2符号率：18Msps滚降系数：0.3526工程总体技术架构卫星地球站设置：通过无线局地球站现有的卫星传输上行系统，实现中星6B卫星C波段中央播送信号和亚太6号卫星KU波段中央播送的卫星分发。地球站采用互为主备方式上行。27工程总体技术架构中央播送电视节目无线数字化覆盖工程卫星传输系统工程背景工程目标工程原那么工程总体技术构架中央电视节目卫星传输技术方案中央播送节目卫星传输技术方案28卫星传输链路包括节目源前端系统、传输引接系统、上行系统和接收系统四个局部。前端系统完成电视节目的编码复用、加扰适配。传输引接系统将前端系统的输出信号引接到地球站，经过单频网适配器适配后进入上行系统。上行系统完成卫星信号调制、上变频、高功放和发射。接收系统接收卫星信号，解调、解扰复原出两路TS给地面发射系统。29中央电视节目卫星传输技术方案节目源前端系统主要由AVS+编码器、复用器、节目监测系统和网管系统组成。一路8套央视节目和一路4套央视节目分别进行AVS+编码复用，加扰加密后生成1路传送码流，适配处理为DS3信号送入卫星传输链路，同时不加扰加密生成1路传送码流，经地面传输网络〔光缆或数字微波等〕备份传输至各省。前端系统所有核心设备采用N+1备份方式。30中央电视节目卫星传输技术方案

节目源传输引接系统完成前端系统DS3信号到地球站上行系统的传输，系统由双路由光缆保护环网、国干网和传输适配器组成。DS3信号通过传输网络终端进入双路由光缆保护环网，到达中心站后进行分配，然后通过双路由光缆保护环网、国干网送至总局3个地球站，经过传输网络终端、传输适配器和码流切换器后输出给上行系统。31中央电视节目卫星传输技术方案地球站上行系统在无线局地球站新建3套卫星上行系统，完成2路TS流〔每路分别传送8套和4套AVS+标清数字电视节目〕的传输适配、单频网适配、卫星调制、上变频和功率放大，通过卫星天线发射到中星6A卫星12B转发器，进行卫星传输分发。32中央电视节目卫星传输技术方案

上行各环节的作用：码流保护开关实现主备码流的保护选择输出；单频网适配器根据GPS/北斗双模授时器的指示信号进行SIP包插入，并对SIP增加必要的校验保护，插入SIP包之后的TS流送入调制器；调制器对输入的码流进行适配和调制成70MHz中频信号；上变频器将70MHz中频信号变频为6GHz的微波信号；高功放将微波信号放大到几十到上千瓦，通过天线定向辐射至卫星。33中央电视节目卫星传输技术方案上行能力：上行系统可用度均为99.99％以上，上行EIRP满足总局62号令及卫星播送电视地球站专业实施细那么要求。下行接收余量：在全国卫星下行EIRP最小的新疆喀什地区利用3米天线接收央视节目包1和央视节目包2，系统接收余量均约为16.1dB。34中央电视节目卫星传输技术方案信号源接收系统：全国各地面发射站点通过卫星天线接收中星6A卫星的中央电视节目下行信号，经卫星解调、解扰和解密后，获得节目码流，基于卫星传输的单频网地面数字电视播送鼓励器对节目码流进行处理后，输入到地面数字电视播送发射机，进行地面发射。或通过地面光缆等方式获取节目码流作为播送发射机信号源。卫星接收系统〔主用〕：在各个发射台站配置3米卫星接收天线、AVS+专业卫星综合接收解码器，通过卫星信号接收、解调、解扰、整形复原出两路TS经单频网适配后送地面发射系统。35中央电视节目卫星传输技术方案地面传输链路〔备用〕：地面传输链路作为卫星节目源的备份，前端系统输出的2路清流DS3信号送至国干网中央塔首站，之后经国干网传输至各省节点，各省通过光缆网或微波网络，将2路码流传输至各发射台站(用于单频网系统的码流需要通过单频网适配器适配)。在发射台站完成适配后输出2路TS码流,经与卫星接收的两路TS码流主备切换后送发射系统。36中央电视节目卫星传输技术方案省干网省干网省接入节点省接入节点台站节点台站节点台站节点台站节点台站节点台站节点省干网省干网国干网DS3(TS1、TS2)省接入节点省接入节点台站节点台站节点CCTV节目集成平台CCTV节目集成平台台站节点台站节点DS3台站节点台站节点DS3DS3DS3DS3DS3适配器TS1、TS2适配器TS1、TS2适配器TS1、TS2适配器TS1、TS2适配器TS1、TS2适配器TS1、TS2...发射台站备份卫星接收信号前端：在地面传输网络(光缆或数字微波等〕未通达的发射台站部署备份前端，可考虑接收来自中星6B卫星的中央电视节目，实现对主用卫星传输链路的备份。台站备份前端包含卫星接收天线、卫星数字电视接收机、AVS+转码器和复用器等，生成两路传送码流送地面发射系统。37中央电视节目卫星传输技术方案中央播送电视节目无线数字化覆盖工程卫星传输系统工程背景工程目标工程原那么工程总体技术构架中央电视节目卫星传输技术方案