冗余技术在广播总控系统中的应用

文｜邱琳

引言

在广播总控系统作为广播播出的中枢，担负着广播节目信号的接收、分配、调度和传输的重要功能。在广播总控系统的建设中为了提高系统运行的安全性和可靠性，确保广播播出的安全和优质，冗余技术被广泛的采用。冗余技术，就是通过增加备份来保证系统更加安全可靠地运行。广播总控系统中有供电电源的冗余，信号源的冗余，传输链路的冗余，单元设备的冗余，控制器部件的冗余，以及周边建立备总控机房，构成一个子系统的冗余。所有这些主要采用1:1的热备冗余，有效、简单、配置灵活，确保整个总控系统不会因为局部故障而影响整体功能的实现，同时可以在不影响安全播出的前提下，实现系统设备的在线维护及在线排除系统设备的故障。虽然，冗余技术会增加系统设计的难度，会增加系统的资金投资，但是因此换来了系统的安全性和可靠性，系统因此大大提高了平均无故障时间。

供电电源冗余

供电电源是整个广播总控系统得以正常工作的基本保证。按照广电总局《广播电视安全播出管理规定》，总控系统的供电电源有明确的冗余要求，即：对省级以上的广播电台中控系统，应设对应于不同外电的、互为备用的工艺专用变压器，单母线分段供电并具备自动或手动互投功能；播出负荷应引自不同工艺专用变压器的独立低压回路；主要播出负荷应采用UPS供电，UPS电池组后备时间应满足设计负荷工作30分钟以上；应配置自备电源，保证播出负荷、机房空调等相关负荷连续运行；总控系统的主备播出设备、双电源播出设备应分别接入不同的UPS供电回路。简单一句话，供电电源的冗余，要求做到在外电彻底停电的极端情况下，广播总控系统也要确保整个播出系统在UPS电源及自备发电机的支持下，仍然能够确保广播节目的正常播出。

信号源冗余

总控系统的信号源主要有来自各个直播室的信号，来自外场的转播信号。信号源的冗余直接确保了信号源的安全可靠性。为了做到来自直播室的信号源有冗余，各个直播室输出的信号都至少做到有两路以上。两路以上的信号来自直播室调音台的不同的输出模块，并且以不同格式信号（如模拟、AESEBU、MADI等），实现直播室与中控系统之间的多信号源冗余。转播信号源的冗余，必须做到至少通过两个不同路由或手段传输至总控系统。如每天转播的中央电台信号源，至少都有两个以上：有来自主备两个卫星接收天线的信号，有来自主备光缆的信号。现场转播信号的冗余，要求必须做到有主备两路不同路径的现场信号源，如通常一路来自通过DAB或微波发射接收的信号，一路是经光缆路由传送接收的信号；或者主用的是来自ISDN等数字传输的信号，备用的是来自模拟电话耦合器传输的信号。总控系统对所有的信号源，不论格式，不论是主用的还是备用，都进行实时的有效的监听、监看和监测，并当主用信号源使用发生异常的情况时，进行自动或手动切换，及时地将正常的备信号源替换掉异常的主用信号源。

传输链路冗余

主备节目播出信号应经主备两路以上播出链路送至总控系统，同样，主备节目播出信号应经主备两路以上的播出链路从总控系统送往发射台和卫星地面站去发射。通过中控系统的不同的输出口，通过送往发射台光缆的主备不同路由，以及微波信号的主备路由，将主备播出信号送往各个发射台和卫星地面站。如果主用信号链路意外发生异常，中控系统能够通过监听、监看，和监测手段及时对信号链路的异常情况进行预警和报警，及时自动或手动的将主用播出链路的信号倒换到备用播出链路上来，从而确保节目播出信号的正常传输。户外的光缆路由因为城市建设施工遭到意外中断，不同路由的传输链路的冗余就最有效地最实实在在地确保了节目信号不被中断，不受影响。

单元设备冗余

总控系统的单元设备的配置，充分考虑该设备在系统中的重要地位。关键的或核心的单元设备必须有双电源供电，板卡式结构且支持热插拔，最好是在设备出现异常情况时还具有BYPASS功能。尽管对总控系统的设备做出来很高的要求，但是，关键设备或核心设备仍然要求必须有1:1的热备冗余。单元设备的冗余确保系统的构成不存在单点故障，不能因为某个设备的故障而使整个系统崩溃，或者使得系统的功能受到严重的影响。单元设备的冗余要求其在系统中必须做到至少有一主一备两个设备，且主用设备走主用信号，备用设备走备用信号。不能仅用一个设备，也不能在一个设备上既走主用信号又走备用信号。中控系统在设计上可以考虑使用跳线架，以手动的方式来跳通单元设备故障引起的链路中断，当然最好是能够用网络音频路由终端来自动地实现切换和跳通，在单元设备故障时，更有效地确保信号链路的畅通。

控制部件冗余

中控系统中的控制部件是指信号切换器。信号切换器在这中控系统有着很重要的运用，承担完成主备信号源之间的切换，完成主用节目播出信号与备用播出信号之间的切换，完成播出信号与垫播信号之间的切换，还实现将周边的某个故障直播室切换到应急备播室去恢复播出等等。信号切换器在中控系统中的作用非常重要，因此其控制部件的冗余是必须的。配置信号切换器，除了要求有双电源，板卡式、支持热插拔、有BYPASS功能外，还要求其有主备双网口设计，可以有主备两个控制器对其进行控制。信号切换器的控制，既应该具有灵活方便的基于电脑程序的自动的主备控制器，同时也应该有一个特别可靠的实现最简单逻辑的，在极端情况下启用方便的手动操作的控制器。

备总控机房

备总控机房是作为总控系统的整个系统的冗余，使总控系统万无一失的重要性得到了强有力的保障。全天候的广播播出使得总控系统基本没有停机维护的时间，备总控机房作为总控系统的冗余是十分迫切的需要。备总控机房是简约的总控系统，能够独立地实现总控系统的基本功能，由于远程监控技术的使用，可以使备总控机房不设置在播出区域或者与总控系统不在一个建筑楼内，因此备中控机房也就具有异地容灾的重要作用。

结束语

根据广播国家广电总局62号令《广播电视安全播出管理规定》所提出的一系列要求，总控系统建设采用冗余技术是完全必要的。为安全优质播出提供强有力的技术支持，提高整个系统各个部分的冗余能力，确保在极端情况下的正常播出，应该是一个必须认真对待的时刻面临的课题。