王书华

摘 要：在社会经济的不断发展下，高清电视得到了快速发展，卫视高清节目也逐渐成为趋势。为了向人们广播出高质量节目，适应时代发展需求，本次主要对高清卫视节目异地加密本地上行系统进行设计，为了避免非法接收，必须及时对卫星节目进行加密，实现短时间多套节目的播出。由于信号源传输的环节较多，存在较多的安全隐患，必须借助异地高清频道异地加密完成传输。本文重点介绍了系统的工作原理，系统构成、关键技术和测试运行状况，希望可以给相关研究人员提供参考。

关键词：高清卫星电视 异地加密 本地上行 系统设计

中图分类号：TN943 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）6（a）-0000-00

1 系统主要构造和技术原理

该项高清上行系统设备采用1：1热备份，主要选择知名度高、稳定性好的设备进行操作。与原有上行系统相比，此种上行链路在信源前增加了电视信号干扰，信号源为分辨率在1920×1080，帧频为25的视频编码，可以借助QPSK方式调制，单路单载波为上行传输方式。

2 加密系统

2.1 工作原理

完成数字电视信号加密，通常利用授权终端和接受系统实现。前端主要负责广播电视信号干扰并生成授权信息，可以对解扰密钥进行加密。智能卡和解扰器可以完成解密和解扰。

第一，对发生器产生的CW进行控制，生成伪随机虚列完成加扰，输出加扰流；第二，用户授权系统可以生成SK对CW进行加密，生成授权控制信息ECM。第三，用户授权系统可以借助PDK对SK进行加密，然后形成信息EMM。第四，前端可以将ECM和EMM同步混合并发送到终端。第五，终端接受到的EMM和ECM都可以送往智能卡完成解密，产生的CW可以解扰。由于智能卡完成PDK解密后可以自动保存SK，所以SK每月会变化一次，EMM在每个月变化的几天中重复发送，之后不再发送。

2.2 异地加密地上行原理

高强频道原始节目主要借助本地MPEG-2编码的高清信号，使用国干网传送到异地平台，然后与企业信号统一打包并将其传送到卫星。由于传输距离短、干扰因素多，所以此传输对广播电视安全播出会产生很大影响。

2.3 异地加密本地上行原理

异地加密的加扰复用器主要作用在本地，将CAS条件接收系统置于本地系统，借助国干网完成节目信号远程加密，可以将其理解为异地集中平台和本地地球站使用的扰度运行都可以借助2Mbps转线完成通道连接。首先，异地集中平台的SCS可以生成控制字CW，将其发送给授权控制信息生成器ECMG，完成CW加密。生成的ECM可以会转到SCS。之后SCS将CW和ECM发送加扰复用器，完成节目清流加扰成密流。SMS系统生成的授权信息，发送到授权管理信息生成器EMMGG上，产生EMM并将其送往加扰复用器。最后将ECM和EMM同步达到输出。

3 本地上行系统

3.1 信号源系统

总控机房可以完成高清频道播出编码，完成编码的TA流经适配转换后，可以发送到地球站机房。主路1#与主路2#可以经过不同路由借助HD-SDI接口以CWDM方式传输到地球站机房；另外两路可以借助光缆和数字光纤设备及数字微波传输到地球站机房。主备信号源的1#输出请频道节目信号的一路开关可以传输到主用加扰复用器，另一路可以给ASI切换开关3#的1号接口；2#一路给备用甲容器，另一路给ASI切换开关的3#2号接口。ASI切换开关的3#主要进行清流调度，信号传至到备用调制器的清流信号输入口。

3.2 中频系统

第一，优化滚降参数。DVB-S调制系统和QPSK调制是中频主要传输方式，某地高强频道上行系统滚降系数取值为0.2，根据滤波特性理论函数可以得到占用带宽和滚降系数的关系。经过相关分析，当α=0时，滤波为理想低通滤波器；当α=0.34时，为α=0的1倍，通频带越小，频带利用率越高，可以节约传输带宽、减少了费用。第二，进行中频调制。地球站配置的远端复用加扰设备可以对主备信号和清流信号监控，保证了复用加扰设备的运行。地球站可以借助专业检测对比分析复用器输出码流的加扰。将没有CA卡的高清卫星接收器连接到调制器的L-Band输出，加扰正常将无法解扰，输出黑屏；电视画面正常，表示加密以上或调制器切换为清流播出。为了处理自动倒换装置故障，可以在调试器、设备前后级等利用跳线连接，必要时使用手动方式调节故障。

3.3 射频系统

主备上变频器互为备份，可以将中频切换开关输出的射频信号及备份上的变频器输出信号连接起来，实现在线备份。在系统链路中，备份变频器可以实现逻辑切换，系统能够对链路中的主用变频器状态和参数进行检测，当上变频器或者高功放有故障，可自动切换。

3.4 天馈系统

很多卫星地球站都使用Φ7. 3m 备用天线和Φ9m 主天线。为了保证天线的EIRP值符合总局要求，配有地球站实施了机房至天线的机房方案。根据相关分析结算可知，建设和清除机房费用超过了配置天线和基础建设费用。实际测试证明，此种方案所选取的所有参数都具有经济高校的特点，完成主备切换时不用频繁调整高功放参数，保证了播出稳定性。

3.5 供配电系统

高清系统主备播出链路都由供配高压的10kv高压进线，主路故障自动让备路供电。同时而配备型号为500kw柴油发电机和140kw的柴油发电机。一旦主备两路高压线路出现故障，500kw发电机自动启动，可以利用联络开关方式接入供电线路。

低压尤其是UPS部分，两套均由UPS系统组成，由两台60kVA UPS供电，电池组配有60个100AH的12v电池，后备时间必须维持在30分钟以上。

4 高功放自动增益系统

严格按照配置高功放自动检测控制系统进行操作，记录在线高功放的参数状态，可以利用手动方式提高上行功率；配置自环接受等措施，利用相关技术对异态信号进行控制，正确及时的判断异态信号，防止功率上升。

5 集中监控系统

监录系统可以从接入电视墙显示，值班人员可以根据卫视节目中不同路由的信号源、调制器输出和不同天线接受等控制实时画面，可以直观的查看下行接受频谱和伴音音量柱。一旦监控环节出现终端、画面静止和无伴音等问题，必须及时报道给值班人员。高清信号监录告警系统主要对链路中关键节点视音频TS码流中的PID码进行实施检测，记录并查询态信号。码流和音频是信号源的记录方式。本转发器接受信号频谱并利用音频方式记录。

6 结语

本文主要对高清卫视节目异地加密本地上行系统的设计和实现进行分析，经过相关测试发现，高清频道异地加密本地上行测试运行较正常符合相关要求，促进了广播电台的发展。在未来发展中，还需要不断对供电选择和IP化监控完了实施改造，实现三网结合，保证高清电视的安全播出。

参考文献

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