十堰电视台新播控机房工程设计

孙 飞，刘 伟，潘 登，唐 山，王 莹

（十堰市广播电视台，湖北 十堰 442000）

2011年9月21 日，十堰电视台新播控机房正式启用，新机房的建成标志着十堰电视台进入全数字化时代。新的播控系统具有6个频道全数字标清硬盘播出能力，实现了从节目制作到用户终端的全数字化传输[1]。新机房从设计、装修、新硬盘播出系统安装调试，到投入使用历时3个多月的时间。这也是十堰电视台第三次新机房建设，笔者归纳总结了一些机房建设经验。

1 工程设计要求

1.1 播控机房设计要求

播控机房集控制室、设备间、配电室于一体。房间高度在3.5 m以上，面积在150 m2以上，能容纳6个频道的硬盘播出设备。播控机房应与上载机房相邻、与节目制作机房相距100 m以内。控制间与设备间、配电室应相互隔离，控制间与设备间用钢化玻璃墙隔离，便于值班人员观察设备的工作状态。设备间应是封闭的房间，便于防尘、隔音和温度控制。地面铺设防静电地板，便于保护设备和布线。机房装修应选用阻燃材料，应达到防火、防盗、防鼠要求。在尽量满足采光、防尘、隔音的条件下，为工作人员营造良好的工作环境。

1.2 供电系统设计要求

1）输入电为双路三相50 kW交流电，能满足播控机房和上载机房的所有设备、照明、空调和办公用电要求。

2）UPS采用20 kW在线式不间断电源，能满足播控机房和上载机房设备2 h以上用电要求。

3）配电柜具有双路自动和手动倒换功能，具有电压、电流和功率检测装置。

1.3 地线设计要求

1）播控机房地网选址与广电大楼配电地网选址分开。播控机房地网地阻应小于1 Ω。广电大楼配电地网地阻应小于4 Ω。

2）播控机房内部地网到外地网之间用宽5 cm、厚3 mm以上的铜排连接。

3）播控机房内部地网用宽10 cm、厚0.4 mm以上的铜带相连。用16 mm2的铜芯线与机架相连。

4）供电系统的安全保护地线应与广播电视工程工艺地线严格分开。

1.4 信号传输设计要求

1）接收中一信号应选择3种不同的方式，以专业卫星接收为主，其他接收为辅。

2）4个演播室信号采用光端机通过光纤传输到播控机房。

3）外来直播信号用数字光端机通过网络公司前端机房由光纤传输到播控机房。

4）制作网与播出网用6类网线通过摆渡工作站相连，实现自办节目从制作到播出的无带化传输。

5）新闻频道信号用模拟光端机通过光纤传输到电台中心机房，再通过数字微波传输到发射台。

6）6套自办节目用数字光端机通过光纤传输到网络公司前端机房。

7）设置总控系统，实现全台信号灵活调度，合理利用，提高设备利用率。

1.5 综合布线设计要求

1）机房内所有信号线缆尽量用金属线槽保护，并分类捆扎；所有电源线必须用金属线槽保护。

2）穿墙电缆必须用金属管保护，且用密封材料填堵缝隙，做到防尘、防鼠。

3）电源线和信号线交叉的地方，电源线必须穿金属管隔离。

4）机架上的布线要捆扎整齐、规范、美观。

5）所有电缆做好线号编排工作。

1.6 新硬盘播出系统安装调试要求

1）设备布局合理、操作方便，整体美观大方。

2）按标书要求逐一调试所有功能。

3）系统在安装调试过程中要做好技术培训工作。4）设置好网络权限，实现分级管理。

2 播控机房总体布局

新播控机房的建设首先考虑机房选址，并满足机房上述设计要求，然后考虑机房总体布局。十堰电视台播控机房与上载机房相邻，与节目制作机房相隔一层楼，这样便于节目传输和交流。

2.1 机房各功能区的平面分布

机房有设备间、屏幕墙、控制台、配电室等功能区。各功能区位置分布如图1所示。

图1 播控机房平面分布图

2.2 各区域功能

1）设备间：硬盘播出系统设备（除控制面板、键盘、鼠标和显示器外）都集中安装在设备间的机架上。

2）屏幕墙安装的有6台50 in（1 in=2.54 cm）等离子体监视大屏，12台模拟监视器和2台数字监视器，用于监视各频道、各环节信号。

3）控制台安装有7套控制机、6套字幕机和1套监播系统的键盘、鼠标、显示器。还有模拟矩阵、数字矩阵、各频道主备切换器、3选1切换器和响度控制器等的控制面板，便于值班人员控制操作。

4）配电室有配电柜和UPS电源。

2.3 电源线、信号线和地线的分布

如图1所示，电源线尽量靠墙走外围，离信号线50 cm以上；信号线在机架、控制台和屏幕墙中间走直线，越短越好；电源线和信号线交叉的地方，电源线必须穿金属管隔离。地线在机架、控制台和屏幕墙的下方，每个机架就近与地线相连，越短越好，让各种静电和电磁干扰信号快速泄放。内部地网用树状结构相连，减小地电流对设备的影响。防静电地板就近与地网相连，让静电快速泄放。

3 供电系统

从节约出发，十堰电视台自行设计了具有双路自动和手动倒换功能的配电柜（原理图见图2）。2002年使用至今，安全可靠。自动倒换只给UPS供电，UPS给硬盘播出系统设备、上载设备和1.5匹应急空调供电。其他的空调、照明和插座均由市电直接提供。

图2 供电系统原理图

3.1 供电系统自动倒换工作原理

如图2所示，K1，K2，K5闭合，K4置自动状态。当主路供电正常的情况下，J3吸合，延时继电器JS1经过1 min延时后吸合，J1吸合，此时，J2，JS2均断开，L1亮，UPS由主路供电；当主路停电时，J1，JS1，J3均断开，延时继电器JS2经过1 min延时后吸合，J2吸合，此时，J1，JS1均断开，L2亮，UPS由备路供电；当主路来电后又会自动倒换到主路供电。主路J1，JS1和备路J2，JS2，具有主路和备路缺相保护功能。J3的作用是在主路有电的情况下，始终由主路供电。延时继电器有2个作用：1）防止主路瞬间断电后又马上来电，造成主备2路电在J1，J2继电器触点处形成拉弧现象；2）备路供电，当主路来电后，由备路倒换到主路时，造成主备2路电在J1，J2继电器触点处形成拉弧现象。在拉弧瞬间，有冲击电流流入UPS电源，严重影响硬盘播出设备的运行安全。

3.2 供电系统手动倒换工作原理

当自动控制电路出现故障时，把K4置手动状态，即可实现手动倒换主、备供电。当K3置主路时，由主路供电；当K3置备路时，由备路供电。

4 信号传输系统

4.1 信号传输流程

信号传输流程如图3所示。

图3 信号传输流程

1）输入信号：1套专业卫星接收系统和1套家用卫星接收系统用于接收中央一套信号；通过数字机顶盒接收网络公司有线网传输的中央一套信号和5套自办节目信号。中一用于转播中央台新闻联播节目，5套自办节目用于监视有线网回传信号。4个演播室的光纤信号用于直播十堰新闻节目；外来直播信号通过网络公司光纤网传入播控机房。自办节目通过6类网线从制作机房传入播控机房的摆渡工作站，由摆渡工作站导入到硬盘播出系统二级存储，实现从节目制作到播出的无带化传输。上载的节目通过6类网线从上载机房传入播控机房二级存储。

2）输出信号：5套自办节目通过SDI光端机传输到网络公司前端机房；新闻频道信号通过模拟光端机传入电台中心机房，再通过数字微波传输到发射台。

4.2 总控系统

总控系统是电视台所有信号的切换和调度中心，它可实现信号的灵活调度，合理分配，减少反复接线麻烦，大大提高设备利用率和工作效率。十堰电视台总控系统由16×16模拟矩阵和32×32数字矩阵组成。

总控系统信号流程如图4所示。卫星信号、数字机顶盒信号、演播室的信号、外来直播信号和录像机等经过模拟矩阵调度，由加嵌器把模拟信号转换成嵌入式SDI数字信号，输入到数字矩阵，再由数字矩阵调度到每个频道。外来直播数字信号经过帧同步和演播室的信号经加嵌后，由数字矩阵切换到延时器，再经过数字矩阵调度到每个频道做延时直播信号。垫播服务器的信号由数字矩阵调度到每个频道3选1切换器的第三路输入，做应急信号源。

图4 总控系统信号流程

充分利用总控系统和上载设备构建节目收录系统。把卫星信号、演播室的信号、外来直播信号和数字机顶盒信号通过模拟矩阵和数字矩阵调度到上载机房，与上载设备构成节目收录系统[2-3]。收录的节目通过摆渡工作站导入到非编网和媒资库中，作节目编辑和长期保存。

5 综合布线

综合布线要严格按照上述综合布线的设计要求执行。线号的命名规则如表1所示。

表1 线号的命名规则

6 新硬盘播出系统的安装与调试

十堰电视台旧硬盘播出系统使用了6年之久，且旧系统没有实现全数字化。2011年十堰电视台以搬机房为契机，在新机房新建了1套由1台视频服务器同时播出6个标清频道的全硬盘数字播出系统。新系统安装调试过程如下：

1）在设备安装前，要认真做好电源、地线、信号线的检查工作。确保电源安全、接地可靠、线路畅通。

2）机架的布局与安装。为便于布线和维护管理，所有服务器占用1个机架，所有光端机占用1个机架，所有控制工作站占用1个机架，每个频道的设备占用1个机架，其他公用设备占用2个机架，共11个机架。并在机架上做好频道标示和设备标示。

3）屏幕墙的布局与安装：屏幕墙共6组，每组上面安装1台50 in等离子体大屏，中间安装2台小监视器，每个频道一组。大屏被分割为1大5小的6个画面，用于监视每个频道的主备服务器、主备切换器、字幕机和总输出信号。小监视器用于监视各频道有线网回传信号和中一、演播室、录像机和外来直播等信号。

4）控制台的布局与安装。每个频道的主备切换器、键混器、3选1切换器和响度控制器的控制面板和控制机、字幕机的键盘、鼠标、显示器占用一组；模拟矩阵和数字矩阵的控制面板和监播工作站占用一组；备播工作站和编单工作站占用一组。共8组双联控制台。控制面板、键盘、鼠标、显示器都通过延长线与设备间的主机相连。

5）在设备安装过程中，请厂家对十堰电视台技术人员进行技术培训，让他们充分了解和掌握硬盘播出系统安装调试技术，熟悉设备配置情况，并具备故障排错能力。

6）按标书要求逐一调试所有功能。

7）做好网络权限管理设置和IP分配，确保网络安全。

7 搬迁前的各项准备工作

1）对所有传输信号进行调试，确保信号传输正常、信号质量达到广播甲级技术指标。

2）设备调试完毕后，把近期要播出的节目和原硬盘播出系统二级存储器中的所有节目全部拷贝到移动硬盘中，通过摆渡工作站将他们导入新硬盘播出系统的二级存储和视频服务器中，完成节目储备工作。

3）新系统在正式投入使用前，必须试播一周以上。试播期内，新、旧硬盘播出系统要做到内容同步播出，技术人员要认真观察系统运行状况，发现问题，及时请厂家解决，并做好记录工作。

4）厂家要对所有技术人员和操作人员进行岗前培训，让他们迅速掌握设备操作规程和相关技术，并进行各岗位技能考核，颁发合格证，实现持证上岗。

8 搬迁注意事项

1）搬迁日期要与网络公司、电台、发射台、物业公司等各方协商确定。具体搬迁时间应选择当晚节目结束到第二天开播之间，确保不因搬迁而影响正常播出。

2）在新系统开播后，旧系统与新系统同步播出2天，若新系统运行正常，2天后可拆卸旧系统。

3）搬迁工程结束后，要完成资料的收集工作。资料包含供电系统原理图，信号线、电源线和地线布线图，所有设备技术手册，硬盘播出系统视音频线路图、控制系统图、同步系统图和机柜图，IP地址分配表，线号编排规则等。

总之，机房建设是一项复杂的系统工程，在新机房的建设中严格按照广电总局对播控机房的要求，从机房布局到新硬盘播出系统的安装调试等都进行了科学设计、科学施工，力求成为布局美观、操作方便、安全可靠、质量一流的合格工程。

[1] 孙飞，潘登，刘光清，等.十堰电视台六个标清频道全硬盘播出系统[J].电视技术，2013，37（2）：71-73.

[2] 周巍.电视中心硬盘自动收录系统的设计[J].电视技术，2010，34（4）：80-81.

[3] 徐玲，罗列异.电视收录系统改造之探索[J].电视技术，2009，33（10）：70-71.