湘西州7602转播台数字化信号传输与监测系统建设

彭 兵

（湘西州7602台，湖南 湘西 416000）

0 引 言

湘西自治州7602台始建于1976年，初建于古丈县齐天坡，1977年8月迁至吉首棋子坡，1982年搬迁至吉首市花果山。发射点海拔高度338 m，铁塔高度83.5 m，是省级骨干台之一，覆盖百万余人口。建台40多年来，从最初单一的差转两套电视节目发展到目前承担2套模拟电视、8套调频广播、2个频点23套节目的中央数字无线覆盖任务和1个频点6套节目的省级无线覆盖工程任务，系国家和省公共文化服务体系和广播电视“户户通”的重要组成部分。

1 建设目标与原则

数字信号传输与监测系统是湘西自治州7602台的核心系统。系统设计的首要目标是安全，必须符合总局“62号令”有关安全的规定，在安全的基础上实现系统的其他拓展功能。严格做好系统各个环节的主备设计，合理设计倒换机制，确保信源稳定传输至发射机。

监测监控系统是信源传输安全稳定的重要保障，也是员工工作的主要平台，还是湘西州7602台工作情况向外展示的平台。监控系统在全面监控信源传输流程各环节、各频道（频率）信号、机房环境的基础上，灵活合理配置显示，搭建一个全数字架构系统，全面监控并融入综合管理功能的系统[1]。

2 建设实施方案

湘西州7602台安播运维系统建设改造技术方案的监测方面，主要充分利用湖南省无线广播电视监测网的资源和原有监测平台，通过光纤网络和交换机等设备完成系统内部组网，山上与山下通过运营商系统形成互连互通，搭载智能信号切换系统，实现对湘西州7602台电视转播台信源监测与自动切换，其中包含模拟与数字电视信号、调频广播信号、ASI码流信号以及机房发射机和动力环境状态监测，能与省局监管平台资源共享，及时获取省局监管指挥调度预警和通知，获知卫星信源和有线信源播出情况，并以此为根据提前做出信号调度和应急预案，帮助管理人员对上述地点的人员活动和设备情况进行监控，确保整个台站的安全正常运行。对于信号传输方面的建设，以数字电视信号为主线的信号分配、切换与传输体系，需做到调频与电视播出信号源全部是先主备辅三路智能切换与主路直通，避免单一节点故障[2]。

3 数字信号传输建设

台站信号源传输全部按数字化标准建设，采用不同路由信号源接收、分配后按照主路自动切换、备路分配直通的模型设计。这样日常播出的信号源采用自动切换开关输出的信号，一旦切换开关故障和主路路由故障，可直接切换备路的直通信号，做到无单一节点故障。具体的信号传输如图1所示。

从图1和图2可以看出，无论是广播还是电视都采用了信号源先分配，再全部输入切换开关进行切换，确保正常情况下部分路由信号中断对播出是无害的，切换开关也能做到智能倒换。主备信号传输路径和设备存在差异性，才能保证不会因同一问题导致播出中断。

4 信号监测模型

湘西州7602台建设台站自台监控平台，完成如下工作：各类发射机的数据采集、监测、报警和自动控制；广播电视节目源信号、射频输出信号的实时监测和循环监看监听；配电电压、电流的采集；机房环境、温度、湿度、烟感以及安防等数据的监测；对各类监测数据进行可视化展示、报警和设备控制，并支持数据查询统计与值班管理。

监测系统分为电视发射的监测和调频广播的监测两部分。

电视发射的监测，包括模拟和数字电视信号源监测、射频空中播出信号监测以及发射设备工作状态的监测。具体包括：（1）监测数字电视节传设备运行状态和主要设备卫星接收、复用器、编码器以及适配器等；（2）监测数字电视节传设备的主要参数包括有效码率、输入码率、输出码率以及总码率等；（3）使用采集设备对节传设备进行详细参数采集；（4）通过发射机输出耦合或空收，实时监测发射机输出射频信号的指标；（5）按指定间隔自动记录信号指标数据，循环保存；（6）对信号监测故障报警信息进行自动记录并保存。数字电视监测流程如图3所示。

图1 7602台视频系统连接图

图2 7602台调频广播系统连接图

图3 数字电视监测流程图

调频广播的监测。依据上述数字电视监测的原则，不同路由的信号源在分配后进行不同设备的主备传输，监测采集各个环节的信号进行实时彩条监测与声音监听。同时，每个环节声音采集的同时也直接通过音频切换设备进行音柱的显示与告警。空中发射信号除了多画面彩条监测之外，还通过广播电视发射台站智能轮巡仪进行每个频率节目的实时收听，并自定义轮巡音频收听时间，做到每个节目的声音自主轮巡全监听。

依据上述的监测框架要求，本台站根据具体的播出任务，做到了分调频、模拟电视和数字电视3类信号分别采集统一监测的数字监测平台。监测信号分主辅两条线：主路监测采用图3流程进行多画面监测，辅路监测数字电视信号直接采用ASI传输模式进入矩阵进行调度，在进行码流分析和解码监看；调频广播和模拟电视信号源采用直接显示进行监测，播出信号通过广播电视发射台站智能监测仪进行实时监测显示与告警。这样辅助监测完全避开了主路的所有流程，做到了精准监测，不会因监测故障导致错误判断处理发射故障。具体的监测如图4所示。

图4 台站监测框图

保障安全播出还有一个重要的方面，就是机房环境和电力监测。发射机房和发电机房分别布置无线传输的烟感、温湿度和浸水传感器，实时监测机房内的烟雾、温湿度、空调以及浸水情况。监测机房和电力机房配置无线传输的烟感、温湿度传感器，实时监测机房内的烟雾、温湿度情况。当机房内部一旦触发相应的环境传感器的报警装置，系统即刻产生信号。例如，产生烟雾报警信息后，由数据服务器里的监测系统立即启动报警程序，通过声光、系统提示和发送短信的形式进行多级报警，提醒值班员第一时间进行核实处置，防止事故扩大、蔓延。电力监测流程如图5所示。

图5 发射机房电力监测框图

5 网管及值班管理的建设

网管方面主要从两个方面来建设。

第一方面是播出信号传输多节目流的监测管理与传输设备的实时侦听告警。这部分建设了一套兼容信号与设备网管对接的软件，能够直观展示播出信号各个环节设备工作状态和这个环节的信号情况，方便值班人员精准管理数字信号和音频信号，如图6所示。

图6 基于网管设备与信号的综合监测图

第二方面是基于机房环境的管理，建设了一套三维机房图，实时展示各个关键点的情况，便于机房环境数字化管理，将隐性的局部温度过高、局部烟雾隐患扼杀在萌芽状态，如图7所示。

图7 数字化机房三维展示图

值班管理方面，将值班人员的工作维护情况数字化和客观化，从值班人员巡机记录、播出情况抄表、设备管理和办公管理4个方面来实现。

（1）在发射机房、信号机房、微波机房以及电源机房等关键点，设置自动指纹虹膜打卡机。打卡数据通过网络设备实施收集，监控机房系统定时提示值班员巡机，并将巡查记录存入数据库，便于日后通过多种关键字进行查询。

（2）系统建设了发射设备、信号处理设备和监测设备的网管联动对接，能够在网管系统直接接收整个机房所有设备的工作状态和告警信息。根据机房工作人员的实际工作要求，采集发射机工作指标、信号源状态和多画面接收状态等，再配合值班巡查记录自动生成每日安全播出报表，反馈值班人员最客观的工作状态。

（3）设备管理方面对发射设备和其他维修配件、工具建立一个资产管理数据库，所有设备都实现数字化管理，耗材及备品备件做到智能预警提示。

（4）办公管理方面主要是建设一套值班人员自动排班和请假系统，方便快捷直观地量化值班人员的工作量，实现科学合理排班。

6 工程建设对员工数字化知识转型的推动和安全播出保障

业务转型推动技术变革，技术改造推动人员知识前进。台站通过数字化的传输系统改造和智能化综合监测与网管系统的建设，将台站信号处理从模拟时代升级为数字时代。值班人员从处理模拟线缆信号的日常转变为智能数字化监测管理。台站员工通过工程建设对数字化和IP网络化的知识实现快速转型对接，主辅的信号监测模式使数字化信号“看得见”且“管得着”。智能的网管系统使员工能综合统一管理监测所有技术设备，并能通过机器检测的客观量化指标实现机器推动员工知识变革、机器带动员工防微杜渐管理发射设备，提高安全播出保障级别。

数字化业务转型对传统模拟业务发射台站来说，安全播出保障是最大的问题。无论从技术人员维护的知识能力方面来说，还是从台站信号处理和监测的水平来说，都存在极大的安全播出隐患。本工程建设完成后，数字播出信号的传输条理更清晰，智能切换保障安全级别提高，主辅的监测更加合理，避免了监测误判导致安播隐患，综合智能网管系统更加科学，实现了值班人员值机能力的数字化和精准化。

7 结 论

当前，我国地面无线数字电视覆盖工程已经全面铺开。为快速提高员工的数字化能力水平，确保数字电视安全播出，本台站数字化建设提出如下建议：

（1）整理播出信号源，统一按照多路信号源统一分配，按主路智能切换和备路直通的模式输入发射设备，避开单一节点故障；

（2）建设信号源主路多画面可管监测，辅助以手动调度分析监测的模式，实现信号准确监测判断；

（3）将所有发射、信号处理和监测设备组成一个综合网管系统，通过信号加设备网管的模式精准定位故障点；

（4）通过值班系统、智能打卡和安全播出表的客观模式，保障员工值机的数字量化，实现对人员的客观评价和播出隐患的提前预知处理保障安全播出。