广播电视微波首站传输保障系统优化设计.pdf

2023 年 7 月广播电视微波首站传输保障系统优化设计杨建梅（山西广播电视无线管理中心，山西 太原 030001）【摘要】广播电视微波链路的起始端为广播电视微波首站袁为确保广播电视微波传输高效尧平稳袁就必须保障广播电视微波首站传输遥 基于此袁提出了一种广播电视微波首站传输保障系统的设计方案袁在介绍系统总体设计思路以及布局设计方案的基础上袁从信号流程设计尧信号传输设计尧节点监测设计以及供配电设计4 个方面入手袁着重阐述了该广播电视微波首站传输保障系统的设计要点袁以期为同类系统的优化构建提供参考遥【关键词】广播电视微波首站曰传输保障系统曰信号传输曰节点监测【中图分类号】TN943【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2023）07-0139-030 引言广播电视微波首站主要承担着传输广播电视微波链路、监测区域微波链路运行情况等一系列任务，其运行质量直接关系着整个区域的广播电视微波信号传输质量。因此，必须优化设计并搭建广播电视微波首站传输保障系统，以此实现广播电视微波首站的运行升级。1 广播电视微波首站传输保障系统的总体设计思路广播电视微波首站是区域广播电视微波链路的起始端，结合功能与类别，可以将其中实际应用的设备划分为以下 4 种：淤微波传输相关设备。这一部分设备主要承担着传输广播电视微波的任务，具体包括卫视上星、广播与地面数字设备等。于可视化监听监看设备。这一部分设备主要承担着监听监看信号传输过程的任务，实现对整个信号传输过程的可视化管理。盂网管监测设备。这一部分设备主要承担着监测区域微波链路现实运行情况的任务。榆其他周边设备，即相关业务部门使用的多种周边设备。为了更好地保障广播电视微波首站传输，在本次设计并构建广播电视微波首站传输保障系统的实践中，主要从上述 4 种设备入手落实对系统的优化设计，精简设备以尽可能避免产生更多的风险，具体如下：淤微波传输相关设备。如双路信号切换器与分配矩阵、编码复用器、广播电视信号光端机等。于可视化监听监看设备。如工作站、平台服务器、录制服务器、转码服务器、综合监测仪等。盂网管监测设备。如监控解码录制设备、动环监测末端采集服务器、动环监测服务器、微波网管服务器等1。榆其他周边设备。如指挥调度设备、光信号收发设备、协议转换设备等。同时，在本次系统设计期间，结合对上述 4 种设备的优化配置，调整系统总体布局设计方案，进一步完善信号流程、信号传输、节点监测以及供配电，搭建广播电视微波首站传输保障系统，为广播电视微波首站的平稳高效传输提供更好的保障。2 广播电视微波首站传输保障系统的布局设计方案广播电视微波首站传输保障系统的优化设计，要在保证其功能正常运行的基础上，对该系统相关设备的设置情况进行适当的调整与处理。在系统设备的方案设计中，要根据所有设备的功能及其在整个广播电视微波首站传输保障系统中的作用，增强机柜配置设计的针对性与系统设备规划布局的整体性。根据广播电视微波首站的主要任务，在系统的布局设计方案中，可以将其分为微波传输系统、可视化监听看系统、网管监测系统、周边设备搭载系统 4 个功能性系统，构建全新的机房信号运行模式，基于系统布局设计中明确的系统分工、清晰的信号流程与有效的机房维护管理，强化广播电视微波首站传输保障。广播电视微波首站作为整个微波链路的起点，其使用的广播电视信号通常通过光纤从上游部门传输到机房，并接入传输保障系统。为完善广播电视微波首站传输保障系统的功能，要先全面收集相关部门必要的设备，同时构建周边设备搭载系统，并将设备全面配置在传输保障系统的一号机柜中，以满足在用业务信号的内部跳纤与中转需求。在此基础上，选择靠近网络光纤配线架（optical distribution frame,专题综述1392023 年 7 月ODF）的位置设置一号柜机，便于光纤的布线、接入与跳转，减少机房内的交叉走线。在微波传输系统的设计中，可以在二号与三号机柜上搭载系统主要设备，由该系统完成微波切换准备、双路互备、编码复用与光电转换等多项工作内容。最终将广播电视上游部门的微波信号分为地数信号、全省信号与上星信号，并下行至全省或地球站。其中，三号机柜还要综合考虑后续应用中 4K节目的升级与全 IP 化改造，要预留充足的升级扩容空间。在四号与五号机柜中可以分别搭载可视化监听监看系统与网管监测系统的主要设备。可视化监听监看系统的布局设计要以广播电视微波首站传输保障系统实际的运行维护标准要求与工作需求为依据，按照双路设计的方式，将站内现行信号全面接入系统中，对其运行链路、信号节点等进行可视化监听监看。结合实时监测与智能设备，保证该系统日常运行的稳定性与维护的科学性。在网管监测系统的布局设计中，要对所有具备监测功能的设备设施与独立工作站进行科学、全面的规划布局。通过工作站网管软件实时监测与远程操控微波链路运行情况，向首站不断回传大量网管数据，并向全省各微波站发送网管指令。由各类网管系统共同组成完整的网管监测系统，对全省广播电视微波系统进行管理与维护。3 广播电视微波首站传输保障系统的设计要点与实现3.1 信号流程设计综合利用微波传输设备、可视化监听监看设备、网管监测设备以及其他周边设备，构建微波传输系统、可视化监听监看系统、网管监测系统、周边设备搭载系统，以此有效精简首站信号运行流程，剔除非必要的冗余环节，进一步提升信号节点定位的精准程度，提高信号流程的实效性和全链路运行的稳定性，也为后续的维护工作创造了条件。在信号流程的优化设计方面，重点落实了以下3 项操作：淤上星信号流程的优化。在控制信源光端机进行光电转换处理的基础上，直接对高清和标清4 路信号实施分路处理，并将其分别传递至发送端多业 务 传 送 平 台（multi谣service transport platform,MSTP）设备中。上星信号流程优化设计剔除了原有的双路切换与分配环节，使中间环节可能发生问题的概率明显下降。于全省信号流程的优化。在控制信源光端机进行光电转换处理的基础上，设置主备两路信号，并使用分配器完成信号分配，随后将控制信号传递至发送端 MSTP 设备中，以此实现微波传输。这种全省信号流程设计优化能够同时进行信号监测与业务使用。盂地面数字电视信号流程的优化。在地面数字电视信号传递过程中，实际涉及的环节较多。为确保地面数字电视信号能够保持不间断运行，在本次地面数字电视信号流程的优化实践中，主要在信号编码前期实施主备路自动切换配置，并按照 1:1的比例备份编码设备，在此基础上，应用双路由，使地面数字电视信号能够有效下行至全省。3.2 信号传输设计应用通信卫星传输，搭配 5G 公网传输，确保能够高效、平稳地传输广播电视微波信号。通信卫星传输的覆盖面积较大，能够实现远距离通信，传输频带较宽，且通信容量更大，具有理想的传输稳定性与实效性。实践中，区域内来源于不同地方的制作信号，均依托通信卫星迅速传递至广播电视台的总控调度中心。为保证信号稳定，引入主备冗余设计模式，一台设备使用 C 频段、另一台设备使用 Ku 频段，不同卫星、不同频段的信号同时传输，以有效维护传输信号的稳定性2。在选定微波信号接收点期间，要求着重确保其周边不存在较高的遮挡物，保证周围天线环境良好；提前对微波所在频段实施扫频处理，规避干扰频率；所有微波信号接收点均要投放主备路接收系统，安排专人管理。另外，针对一些移动采集传回总控调度中心的信号，主要使用 5G 公网传输。在实际信号传输期间，应用无线微波传输 12 路信号，其余多路信号应用 5G 公网传输3。3.3 节点监测设计Bluetop 系统承担着对站内运行的所有信号的接入任务，落实对处于运行状态的所有节点的实时化、可视化监听、监看。在此过程中，监听监看采集点的选择要确保能够全面覆盖信号流程，并具有一定的针对性，以此为及时、精准地判断与定位故障点位提供支持。结合信号下行区域，一般可将监看监听信号分为以下 4 种：淤包含广播节目的中央地面数字电视信号，供全省范围内所有支线站点使用。于省内广播信号，供全省范围内干线微波站以及所有发射台站使用4。盂卫视高标清上星信号，专门面向上星地球站提供。榆各个地区的视频监控信号以及工作站信号，主要向首站回传。在对上述 4 种信号进行监专题综述1402023 年 7 月听监看期间，从硬件方面来看，需要投放物理大屏（如交互界面、屏幕）；从软件方面看，需要引入逻辑画面分区域上屏，以此进一步增强相应信号流程的直观性。在设计与搭建广播电视微波首站传输保障系统期间，要求充分考量、反复论证监听监看信号的采集节点，实践中，可以参考上行、下行信号路由分别选定节点位置，包括复用设备、编码设备、光端机这 3类设备点位，以及解码环节、远端回传环节等多个业务点位，重点保证能够全面覆盖信号传输路由、关键近端节点以及远端节点。与简单的可视化监听监看相比，基于选择采集节点的监听监看方式充分考量了信号流程逻辑关系，能够为故障判断分析与处理工作的高质量、高效率展开提供支持。Bluetop 系统对汇接进来的自动转换开关电器（automatic transfer switching equipment,ATS）信号、串行数字接口（serial digital interface,SDI）信号进行转码处理，保证最终可以应用网际互联协议（internetprotocol,IP）完成数据传输以及业务访问。为了进一步提升故障点位判断的精准性、故障问题分析处理的时效性，主要应用简图的形式向工作人员提供监听监看终端布局以及监听监看信号采集点位数据。其中，所设定的第一屏包括 ShanXiTV 主、ShanXiTV备、HuangHeTV 主、HuangHeTV 备、CCTV-1 主、CCTV-1 备、CCTV-7 主、CCTV-7 备，分别是山西卫视、黄河频道、中央一台、中央七台 4 套电视节目主备信号从光端机解码出的画面，用于监测前端信号是否正常。第二屏 15 个画面包括 14 套地数节目和奥 运 频 道。14 套 地 数 节 目 包 括 ShanXiTV、HuangHeTV、CCTV-1、CCTV-2、CCTV-4、CCTV-7、CCTV-9、CCTV-10、CCTV-11、CCTV-12、CCTV-13、CCTV-14、CCTV-15、CGTN，用于监测 IP 信号流。奥运频道 S80 通过 S80 分接复接设备和 4K 高清解码器解码，用于监测国干网的信号是否正常。第三屏包括 ShanXiTV、HuangHeTV、CCTV-1、CCTV-7 从备核心数据交换机解码出的画面，用于监测备核心数据交换机工作是否正常。第四屏是主核心数据交换机传输出去的信号画面，用于监测发射出去的信号是否正常。第五屏包换山西新闻综合广播、山西农村广播、山西经济广播、健康之声广播、山西交通广播、中国之声的主备信号源和编码后的 6 路广播信号。第六屏是智慧台站工作站，用于查看各发射台站的基本信息，如温度，还用于查看省内发射机的基本情况。第七屏包括 S3000、S5000 和 VNode 网管系统。第八屏为微波发射机房和发射天线区的视频监控画面。第九屏为总局的安全播出预警发布平台系统。3.4 供配电设计为确保广播电视微波首站传输有充足的电力供应，在构建广播电视微波首站传输保障系统期间，引入了双路外供电模式，以此优化首站供配电环境。整个供配电功能单元内包含以下主要构件：机房配电箱、交流电配电柜、自动转换开关电器（automatictransfer switching equipment,ATS）、值班室配电箱、不间断电源（uninterruptible power supply,UPS）、电池组、静态转换开关（static transfer switch,STS）、UPS配电柜、UPS 配电盘、开关电源配电柜、综合机柜等。在双路外供电模式中，设置两条专线，将电力传递至机房；在机房内设置了配电柜，由配电柜将电力分配至 UPS 系统、开关电源、值班室等各个用电区域。针对交流电与直流电分别设置了蓄电池，结合应用两种蓄电池搭建整套供配电系统，以更好地保障电力供应5。4 结语为更好地保障广播电视微波首站传输，本文设计并构建了广播电视微波首站传输保障系统，主要对微波传输相关设备、可视化监听监看设备、网管监测设备、其他周边设备这 4 种设备实施优化配置，调整系统总体布局设计方案，进一步完善信号流程、信号传输、节点监测以及供配电，完成广播电视微波首站传输保障系统的搭建，确保广播电视微波首站传输能够长期安全、平稳、高效展开。参考文献1 陶少远.广播电视微波首站传输保障系统优化设计与实践J.广播与电视技术，2023，50（4）：98-102.2 胡俊杰.基于数字微波电路的应急广播系统设计及技术保障J.广播电视网络，2020（1）：27-29.3 章海军，陈玉波.2021 淮安马拉松微波传输及技术保障方案简析J.现代电视技术，2021（12）：127-130.4 李慎斌.数字微波电路的应急广播系统设计及技术保障研究J.电视技术，2020，44（12）：41-43，53.5 王云鹏.数字微波通信在消防应急通信保障中的应用分析J.数字通信世界，2023（2）：143-145.作者简介院杨建梅（1978），女，汉族，山西五台人，本科，高级工程师，研究方向为广播电视技术。专题综述141