一. 概述
構建衛星傳送平臺的目的是利用衛星信道覆蓋面積大、鏈路穩定可靠、不受地點限制的特點建立基于廣播機制的，傳送高質量、實時立體聲音頻信號的網絡，實現為全國衛星音樂廣播協作網（由北京音樂廣播、廣東人民廣播電臺音樂之聲、上海東方廣播電臺音樂頻率等16家電臺）傳送每天數個時段同步播出合辦節目，同步轉播境內外大型演出、活動實況，傳送日常交換節目的功能。
衛星音樂廣播協作網租用“北京天廣信息通信服務有限責任公司”的衛星平臺。天廣公司的衛星系統使用美國休斯公司的ISBN平臺（綜合衛星商業網）, 該平臺基于TCP/IP協議，提供高速衛星IP連接的信息通道，能支持高速的IP單播、多播和廣播應用。IP單播支持TCP、UDP、SNMP、ICMP，支持web瀏覽、電子郵件和FTP文件傳輸等應用，IP多播廣播支持RTP、UDP,具體應用包括系統內嵌IP封裝的MPEG（MPEG-1或MPEG-2）視頻和多播文件傳輸。
我臺采用IP多播模式，通過音頻服務器先將音頻節目壓縮編碼成速率為256kb/s的MP3數據流，再封裝為基于UDP、IP multicast的IP包復接到天廣衛星的上行高速IP數據流中，單收子站通過運行播放程序可將接收到的IP包恢復為音頻信號輸出或直接保存成MP3格式的音頻文件。下面就詳細介紹網絡的系統構成及運行狀況。
二. 系統的結構
1. 音源子系統
如圖1所示，從北京音樂廣播音頻處理器后的數字音頻分配器輸出的信號被送入Leitch 8X8 異步數字音頻矩陣，矩陣通過串口連接的控制面板和工作站手動或自動進行切換。CD機、音頻工作站、其他機房的數字音頻信號均可接入矩陣并按時間表被切換成上星的節目源。數字音頻矩陣的音頻輸出經Lsi音頻光端機傳送到天廣公司，音頻光端機輸出的AES/EBU信號經ADA1000的D/A轉換器轉換為模擬音頻信號送給主用音頻服務器。一臺東芝調頻接收機作為備用音源將輸出送給備用音頻服務器。同時天廣公司的主站機房還配有ISDN線一條，裝上ISDN音頻編解碼器可與異地連通，將異地的音頻信號送入音頻服務器作為衛星網的音源。
2. 音頻服務器
音頻服務器負責音頻信號的采集、壓縮編碼、IP數據包封裝。音頻服務器上運行的編碼程序先利用多媒體開發應用包提供的接口將送入服務器的音頻進行采集，再將采集到的WAV數據流用MPEG1 Layer3壓縮為速率256kb/s的數據流。然后再通過Winsock2.0將音頻流封裝成IP Multicast數據包通過Ethernet網卡送入天廣衛星平臺。為保證音頻質量，音頻服務器上安裝了Digigram公司的PCX924聲卡作為音頻采集卡。
3.網絡操作中心NOC 網絡操作中心NOC的網絡拓撲結構如圖2。
音頻服務器將包含D類IP地址（224.0.0.0～239.255.255.255為IP Multicast專用）的IP Multicast包通過路由器廣播到NOC骨干網上。首先IP網關讀到IP Multicast包將其D類IP地址與內部的出徑（通過高速上行通道送出）業務地址表比對，將需要出徑的IP包送給衛星網關。衛星網關負責將IP包排成隊列并復合成固定速率的高速數據流。高速數據流通過衛星網關的標準數據接口送給信道編碼、調制模塊（GSE）。GSE負責從衛星網關獲取加密的業務數據流，編碼和調制為頻帶信號，然后將它傳送到射頻單元(RFT)發射到衛星。IP網關和衛星網關均提供優先級控制，對IP Multicast業務提供高優先級處理，確保流媒體數據不會中斷。
有條件接收的實現是由有條件訪問服務器CAC完成的，每個接收子站的解碼器都燒有一個序列號，此序列號相當于網卡的MAC地址，系統分配解碼器的IP地址與其序列號一一對應。這個序列號實際就是此子站的主密鑰。CAC知道這個主密鑰，CAC用它來發送其它密鑰用于傳輸業務到遠端站。在IP多播業務的應用中，當NOC傳送一個多播包時，用戶決定哪些子站可以接收此多播包并告知CAC服務器。CAC服務器為此多播業務提供一個專用的業務密鑰，一方面，CAC服務器將此密鑰送給IP網關用于對多播包加密，另一方面，CAC服務器使用已知的各子站的主密鑰將此專用業務的解密鑰送給被用戶允許接收此多播包的各子站。這樣經過IP網關主密鑰加密和專用業務組加密后的多播包經由系統出徑送上衛星。由于專用業務密鑰被點到點使用燒進去的主密鑰發送給各個遠端站，未經授權的遠端站不能解密該專用業務密鑰因此不能使用它們。
NOC系統中的主要設備：IP網關、衛星網關、CAC服務器、GSE、RFT（射頻傳送）均采用自動熱備份。
4．高速上星信道
亞太2R衛星的2B轉發器 Ku波段，垂直極化，上行頻率：14.111GHz，下行頻率：12.361GHz，主站上行編碼使用基于級聯的Reed-Solomon[146,130]（RS編碼）和Viterbi（2/3）編碼的FEC，QPSK調制，基帶信號總碼率：5.9Mb/s，符號率：5MS/s，上行頻寬：6.2MHz。
我臺音頻數據流的速率是256kb/s，經由IP封裝、加密實際速率達到近400kb/s可算出符號率：400K/2(QPSK) ÷2/3(Viterbi) ÷130/246(RS)×1.02(基本開銷)=344 KS/s
5.衛星接收子站： 衛星接收子站如圖3，由休斯DirectPC將高頻頭送出的信號解調并解碼，解密后還原為IP Multicast 包，從LAN2高速Multicast口送出。可將裝有Ethernet網卡的工作站直接接在LAN2口上，工作站運行播放程序從網卡讀到的IP Multicast包還原為音頻流數據通過聲卡重放，或者選擇將音頻數據流保存為速率256K的MP3音頻文件。同時還可以將LAN2口與本地局域網連接，IP Multicast包廣播到局域網上，網上連接的工作站均可讀到IP Multicast包。至于音頻重放的質量則完全取決于工作站使用聲卡的技術指標了。
三. 總結
本系統音頻編碼采用48kHz,采樣16bit 量化MP3 壓縮速率256kb/s可確保音質。音頻編碼、IP包處理加之衛星上下行鏈路使系統整體延時小于2秒；且由于IP封裝及加密，衛星信道利用率較通過透明傳輸通道低；優勢在于可方便的對接收子站進行分組授權，僅需10秒鐘。與通用的DVB-S模式相比，接收子站的高頻頭需采用18V專用數據高頻頭，接收、解碼設備較昂貴，且系統復雜需專業技術人員安裝調試。由于整個系統的運行要完全依賴主站NOC系統，所以不能使用轉播上傳站作為臨時主站利用現有頻帶，必須先將現場信號送回主站再由主站對各子站進行發送，不利于系統功能的多樣性擴展。
從2001年12月系統試運行至今上行信道從未出現過問題，個別子站因設備故障出現過問題，都通過重新調試很快解決。衛星傳送平臺的建立完善了我臺的信號傳輸體系，滿足了擴大對外交流、加大覆蓋的需求。隨著衛星網節目傳送量的加大、業務模式增多、衛星子站數量增多，我們還需要對系統做進一步改進完善。今后我臺是否加大衛星信道的利用和采取何種模式，還要從我臺實際業務的需求出發，綜合考慮各方面因素，使衛星這種傳輸手段更好的為我臺發展服務。
（備注：系統密鑰采用64位數據加密標準DES加密。）