卫星非法信号监测报警系统初探

　　目前我国广播电视节目传输主要是四种方式：卫星传输方式、有线传输方式、微波接力传输方式和地面无线发射方式。卫星传输方式就是广播电台、电视台的节目通过卫星上行站发射到卫星转发器上，再通过地面接收天线接收该转发器上的信号，再由各地电视台转播、有线电视网传输分配，然后传送到用户家庭。各省（区、市）的广播电视节目则通过本省（区、市）的卫星上行站发射到卫星上，通过本省的有线电视网传到各家各户。卫星转发器使用的频段有C波段和Ku波段两种，既有模拟节目，也有数字节目。2005年我国将完成卫星传输方式从模拟到数字的转换。有线传输方式是目前城市和发达地区观看电视的主要手段。各地有线电视台/有线网络公司/有线网络中心的有线电视前端接收中央或各省（区、市）广电光缆干线网的下行电视信号和卫星电视落地信号，通过各地市、县电视台转播、有线电视网传输分配，最后传送到用户家中。
　　广播电视卫星的应用，对迅速扩大广播和电视的人口覆盖率、提高节目传送质量以及丰富有线电视的节目内容，都做出了突出贡献。1999年10月海南的电视节目上星，标志着全国所有省级电视台可全部通过卫星播出。2004年，副省级城市台也被批准上星，深圳卫视已率先于5月底播出。至今，我国已有15套中央电视台节目、中央人民广播电台和国际台的40路声音广播节目，以及各省、自治区、直辖市和深圳市的广播电视节目通过通信卫星传送。中央电视台和国际台的节目，还通过通信卫星传向世界五大洲。

　　一、“法轮功”非法信号干扰攻击和两种监测报警系统
　　从2002年6月23日以来，特别是在党的十六大召开期间，“法轮功”非法信号对我“鑫诺1号”卫星Ku转发器进行约100多次恶意攻击，广播电视行业经受住了从未有过的挑战和考验。为了确保中央政令畅通，全国广电系统紧急动员，周密部署，全面加强了卫星广播电视安全防范，有效地抵御了非法信号入侵，保障了广播电视节目的安全播出。
　　卫星信道非法覆盖干扰指的是在正常的卫星信道中非法加入一个同频同符码率甚至同码流结构的非法信号。当非法信号的功率和正常信号的功率相当时（-5dB-—+8dB），由于载噪比很差，卫星接收机不能正常解调和解码正常信号；当非法信号的功率大于正常信号的功率8dB以上，同时满足一定的载噪比时，卫星接收机就自动锁定到非法信号上，解调解压缩的信号就由原来的正常信号变成了非法信号。
　　从法轮功的攻击手段和卫星直播的原理可以知道，在法轮功非法信号开始覆盖正常信号时，由于TS传输流的编码结构、复用结构、表格参数、名称都会发生突变，数字卫星接收机重新锁定的时间很短，只有十几个毫秒，数字卫星接收机在解复用和解码时就会出现解码不连续、解码缓冲区溢出、各种解复用和解码参数重新初始化等内部过程，对应输出的音视频信号会出现短时间的马赛克、画面静帧、画面黑屏（注意不是信号中断，因为数字卫星接收机输出的视频信号始终有同步头）、声音短时间丢失或突变等现象。虽然某频道能够立即切换为非法信号，但同一卫星转发器的其他频道的信号必然受到严重干扰，必然导致某些频道同一时间普遍出现信号时断时续、视音频丢失、图像静帧、黑场等状况。
　　从技术上来看，基于两种不同的思路和技术手段，都可以做到有效防范非法信号攻击的监测。
　　（1）音视频内容异态报警实现安全监测
　　当发生非法覆盖干扰时，由于正常信号和非法信号时基并不同步，TS流发生突变，切换过程中必然发生传送流数据包丢失或者同步字节位置错误或者包连续计数错误。卫星接收机解压缩输出的音视频信号必然伴随图像黑场、马赛克、图像静帧、画面黑屏、声音丢失等信号异态等现象。当非法信号的载波功率和载噪比略高于正常信号时，由于载噪比变差，卫星接收机会重新经过时钟锁定、载波恢复等过程，TS传送流中断的时间会更长，伴随的黑场和静帧过程也会更长。这说明我们可以采用黑场、静帧等音视频内容异态的方法来实现安全监测。