王忠珊
(作者单位:贵州省新闻出版广电局751台)
贵州地球站仿真模拟演练平台设计建设
王忠珊
(作者单位:贵州省新闻出版广电局751台)
摘 要:贵州地球站属于卫星上行传输站,负责将节目信号发送到卫星,全国乃至全世界人民可接收观看,因此,必须保证节目传输的安全及不间断,故对工作人员专业素能要求很高。本文介绍了地球站仿真模拟演练系统的功能设计,系统建设的作用及意义。
关键词:地球站;电视信号传输;仿真模拟演练;培训考评
贵州地球站是贵州省的大型广播电视节目传输台,担负着通过卫星和微波向全省传送广播电视节目的繁重任务,是广播电视节目向全省传送的重要枢纽,同时也是宣传贵州的重要窗口之一。
在广电总局颁布的《广播电视安全播出管理规定》(即62号令)卫星广播电视地球站实施细则中,不但对卫星上行系统设备有统一的标准要求,同时也对播出值班岗位和技术维护岗位人员有严格要求。贵州省新闻出版广电局751台每年虽有业务知识定期培训,但值班员仍然缺乏实际动手操作的机会和能力,离总局的岗位要求有较大差距。
目前,台内播出系统现状是,卫星上行系统设备平时都处于在线状态,无特殊情况不能随意操作,即使需要对设备进行检修和维护时,实际操作也是由几名技术干部来实施,大部分值班员并无机会实际操作。长此以往,值班员对系统和设备的熟悉程度降低,对各系统各设备间的关联性认知不足,就可能发生在系统或设备出现故障时,不能准确判断出故障原因,也不敢轻易去操作,从而出现影响处理故障、延迟系统恢复正常时间的情况。在贵州省新闻出版广电局751台的历史上也出现过不少类似事故:曾经因误操作,将功率放大器输出抑制,造成停播;曾经因对设备进行调试,导致大功率输出影响同一转发器上的外省卫星电视的正常播出;曾经在受大范围降雪影响,值班员因不熟悉系统设备,无法人工提升上行功率,导致电视节目播出不畅。
贵州省新闻出版广电局751台现有主、备两套完整的卫星上行系统在运行,所含的设备有:信源系统、编码器、复用器、调制器、调制器二选一切换开关、上变频器、200W固态功放、3kW高功放、波导开关控制器、天控器、信标机、UPS电源系统等。为便于值班员观察和知晓上行系统的运行情况,目前用于系统及设备的监管系统有:基带网管系统、地球站网管系统(又称射频网管系统)、音视频监测系统、抗干扰功率自动增益系统。
多个监管系统对卫星上行系统的监测和监管,让系统的安全运行得到了更好地保障,但与此同时各个系统、设备也构成了复杂的关系网络,值班员能熟知各系统、各设备之间的连接、关系及其相互间的影响,能熟练操作,出现问题时能准确判断问题所在,并做出快速正确的处理等就变得至关重要。
基于贵州省新闻出版广电局751台的现状,建立一套完整的地球站仿真模拟演练平台是必要且急需的,且通过考察了解,在2009年前国内已有地球站建立了类似功能的模拟演练平台。具体方案及要求如下所述。
2.1 方案总要求
通过建立地球站仿真模拟演练平台,实现对电视台的网管系统、信号墙分布、主要设备显示操作及抗干扰功率自动增益系统运行状态的整体仿真模拟,使其成为具有真实逻辑反映的、完善的有机整体,能真实再现地球站的工作状态。
通过提供地球站仿真模拟演练平台,实现对播出值班岗位和技术维护岗位工作人员的培训和考核,从而提高工作人员的基本操作技能和应急处理能力。
2.2 平台结构
仿真模拟演练平台由以下四个部分共同组成:网管仿真(含地球站网管和抗干扰功率自动增益系统)、设备仿真、信号仿真和演练控制管理。各部分彼此分工协作,构成一套完整的仿真体系。
2.2.1 网管仿真
网管仿真可以模拟地球站网管和抗干扰功率自动增益系统的各种状态显示(包括数值显示、报警显示和自动/手动功率控制等),接收用户对仿真网管的操作(包括各种应急倒换和参数调整),并在其他仿真(设备仿真、信号仿真)中产生相应反应,也可单独用于网管操作培训。
2.2.2 设备仿真
设备仿真可以模拟地球站各个机房设备的安装布局和设备工作状态,同时通过设备仿真面板,对设备上的主要操作功能键进行模拟操作,从而实现对设备的仿真控制,也可单独用于设备操作培训。
2.2.3 信号仿真
信号仿真可以模拟地球站监控机房信号墙的状态,并能智能分析整个信号系统的工作情况,仿真出各监视信号(视频、音频)的对应状态,如丢失、黑场、静帧等。
2.2.4 演练控制管理
演练控制管理可以自定义编制和触发各种故障环境(试题),对不同岗位工作人员进行分类考核、测评,同时记录被测人的处理方法和所用时间,形成可打印的考核表,并对被测人的测试成绩进行综合评级。
2.3 功能设计
2.3.1 仿真功能
(1)网管方面
仿真地球站的两个网管系统(地球站网管系统和抗干扰功率自动增益系统)所具备的所有操作,包括应急倒换操作、日志记录操作、自动/手动功率控制等(见图1)。
图1 贵州省新闻出版广电局751台的地球站网管系统界面图
每个网管仿真应有这几个功能:菜单显示(包含模拟静态菜单和动态菜单);仿真设备的报警状态,且能影响系统运行;修改不同的参数对设备和网管产生的影响不同。
(2)设备方面
仿真地球站机房中主要设备的工作面板,并实时显示和模拟控制主要参数状态;还可仿真设备各种异常,当异常、故障发生后,设备仿真系统的动态反应与实际故障后的动态反应一致。
每个设备的仿真应有这几个功能:菜单显示(包含模拟静态菜单和动态菜单);仿真设备的报警状态,且能影响系统运行;修改不同的参数对设备和系统产生的影响不同。
(3)信号方面
根据地球站监控机房的实际信号墙的状态进行仿真模拟,并能智能分析整个信号系统的工作情况,仿真出各监视信号(视频、音频)的丢失、黑场、静帧等状态。
(4)频谱方面
模拟上行系统输出功率的变化对频谱状态的影响,包括模拟频谱电平的升高或跌降、雨雪天气对频谱的影响、不同类型载波(调制波、单载波)的频谱显示等(见图2)。
图2 贵州省新闻出版广电局751台的频谱
(5)其他方面
体现在应急操作时,系统或设备由于硬件或其他原因进入死机状态、抗干扰功率自动增益系统的通讯失败等对操作产生的影响。
2.3.2 设计功能
可以自主设计故障处理类、理论知识、一般操作类等方面的试题,并将这些不同试题组合成难度各异的试卷,对播出值班岗位人员和技术维护岗位人员进行相宜的综合测评。
2.3.3 演练和考评功能
通过演练控制管理调出不同的测试题,发出试题环境让值班员和维护人员进行应答,演练结束后,可以根据试卷难度、测试结果等方面对播出值班岗位人员和技术维护岗位人员进行综合评定。
3.1 硬件要求
(1)系统要求配置著名品牌机,其配置不得低于以下标准:
CPU:Intel Core i7 4790k;内存:4GB DDR3 1333MHz内存;硬盘:1TB;光驱:DVD;电源:80 PLUS,100-240V,400W。
(2)显示器:24寸宽屏,支持1920×1080分辨率以上。
(3)交换机:8口千兆以太网交换机,满足系统间的信号网络传输。
3.2 软件要求
(1)稳定性:整个仿真模拟演练平台需运行正常、稳定,不出现经常死机、卡顿、数据传输分析错误等现象。
(2)实用性:仿真模拟演练平台各功能的设计需实际、实用、操作简单便捷,所做的模拟演练和测评都必须符合地球站的实际运行情况,工作人员通过仿真模拟演练平台的练习,能真正提高他们的工作能力。
(3)可升级性:当实际卫星上行系统和设备有变更或升级时,仿真模拟演练平台也能做出相应的更改升级。
(4)可管理性:管理人员能轻松的整理、编辑系统和设备的参数,掌控各种演练和测评,能对业务、用户进行方便快捷的查询和管理。
(5)先进性:采用符合国际国内标准的、广播电视行业内成熟的技术,保证平台在较长时间内不落后,软件设计在其领域内须具备先进性。
(6)操作系统:Windows 7专业版(32位)
(7)软件开发平台:采用目前市场上较为流行和先进的开发平台进行综合开发,例如:Microsoft Visual Studio (.Net)和Embarcadero RAD Studio (Delphi)。
2015年初贵州省新闻出版广电局751台仿真模拟演练平台建设完成,系统硬件由5台主机、6台显示器组成,仿真显示了值班机房电视墙画面、设备机房设备运行状态、地球站网管系统运行状态等。在演练控制主机上编辑好题目及试卷并发送出去,测试人员可根据题目要求在仿真设备主机上进行相应操作。通过在仿真模拟演练系统上的反复操作练习,技术人员和值班人员的专业素能都得到了提高,大家也非常愿意主动进行练习,这也使电视台的安播工作更加得到了保障。
参考文献:
[1]张斌,桑波.仿真模拟业务演练平台设计与实现[J].广播电视信息,2014(9).
[2]王志鹏.吉林地球站上行设备操作菜单仿真演练系统[J].卫星与网络,2009(10).