地球站中频切换系统改造

岳 犇

(湖北卫星广播电视地球站，湖北 武汉 430071)

0 引言

广播电视的播出链路上对信号的基带处理都是通过编码器、调制器完成，然后通过复用器向一路TS流中插入多路广播信号[1]。由于广电系统对系统可靠性的高要求，要由两套相同的设备并联在链路中互为备份。在2014年中频切换系统项目完成之前，湖北地球站的上行链路未配置中频切换器。

在实际工作中，对编码器，复用器，调制器的故障主要依靠人为监视、发现、判断和处理，极大地影响了故障的响应和应急速度，严重威胁到卫视上星信号的安全[2]。目前湖北地球站整个系统中信号源、上变频、功放都实现自动切换，因此中频切换的缺失成为安全播出工作中的最大瓶颈。

1 中频切换系统改造方案

1.1 现有地球站采用的中频切换系统方案

在中频切换的设计方案确定之前，笔者调查了目前广电系统中频切换的使用情况，大致可分为以下3类：

(1)采用与调制器同品牌的中频切换器，切换器通过实时的监测调制器的设备告警信息来实现自动切换。

(2)采用其他品牌的中频切换器，通过专用工控机来实时监控设备的运行情况，远程控制切换器的切换。

(3)采用中频信号检测设备，通过实时检测调制器的输出电平来实现自动切换。

第1种方式，由于我站的编码器、复用器使用的是Harmonic品牌，调制器使用的是Newtec品牌，若使用Newtec中频切换器则只能检测调制器的告警信息。当编码器、复用器出现故障时，并不一定会引起调制器的告警，此时中频切换就不会动作。

第2种方式，通过第三方工控机检测编码器、复用、调制器的工作状态，需额外配置一台工控机、搭建响应的网管系统。不仅投资大，而且一般工控机和网管软件的稳定性也无法满足24小时不间断的安全播出要求。一旦工控机死机或者监控软件崩溃，此切换系统即失效。

第3种方式，无法检测编码、复用器的工作状态，只能检测调制器的70MHZ中频信号，而且也需要额外购置监控设备。

1.2 湖北地球站设计并采用的中频切换系统方案

这3种方式虽然都可行，但鉴于我站链路的实际运行情况，它们都存在明显的缺点。经过反复探讨论证，在与厂家沟通确保可行性的前提下，湖北地球站设计了不同的方案。

首先，我们测试了Harmonic编码器，复用器的Fault端口的三针引脚的告警状态，如表1所示。

表1 告警状态

Newtec调制器的Fault信息由设备自带串口提供。

基于以上信息，我们设计中频切换器方案如下：编码器AB、复用器AB、调制器AB的告警信号分别都送入中频切换6个告警信号输入口。调制器A、B的中频输出信号送至中频切换器的信号输入A、B口。中频切换器有C、D两个输出口，在断电的情况下，A、C为直通。改造后的系统连路如图1所示。

图1 改造后的系统连路

切换器的切换逻辑为：

(1)自动模式下，在线链路任意设备告警，非在线链路设备均正常，自动切换至非在线链路。

(2)自动模式下，在线链路与非在线链路各有任意设备出现告警，切换不动作。

(3)自动模式下，主备路设备均正常，可以手动互相切换。

(4)自动模式下，主备路设备均出现告警，可以手动互相切换。

(5)自动模式下，非在线链路任意设备出现告警，不可手动切换至非在线链路。

(6)手动模式下，无论主备链路什么情况都可以自由切换。

最终笔者确定选用Newtec AZ200中频切换器，该切换器主要技术参数如表2所示。

表2 Newtec AZ200主要技术参数

2 中频切换系统改造实施及测试

在中频切换系统改造设备安装、功能联调等工作完成后，对中频切换的各项功能是否达到技术要求，经反复讨论拟定了详细全面的测试方案，对中频切换进行了告警检测、切换逻辑、掉电直通等多项功能测试。测试结果如下：

(1)可实时检测编码器、复用器、调制器的设备告警。检测到设备告警信号时，切换面板告警灯亮，Web页面中告警设备图标变红。

(2)自动模式下，在线设备链路出现告警时，非在线设备链路正常，中频切换自动切换到非在线链路。

(3)自动模式下，在线设备链路与非在线设备链路同时出现设备告警时，切换不动作。

(4)自动模式下，在线设备链路正常，若非在线设备链路出现设备告警时，中频切换不可手动切至非在线设备链路输出。

(5)自动模式下，在线设备链路与非在线设备链路均正常时，中频切换可手动自由切换。

(6)自动模式下，在线设备链路与非在线设备链路均出现设备告警时，中频切换可以手动自由切换。

(7)手动模式下，无论在线设备链路是什么情况，都可以自由切换。

(8)输出口C口为主输出口，主输出口掉电可直通A口输入。

3 结语

该系统对上行传输链路上的关键设备及中频信号进行实时监控，当信号或设备异常时能够实现快速干预，将安全播出的故障率降至最低，避免发生安全播出事故。该系统的实施完成以后，已经安全无故障运行了28个月，它在很大程度上提高了设备的故障自动化处理水平，极大地提升了上行系统技术保障力，减少了人工应急处理，提高了我站上行传输系统的可靠性，也为我们今后工作中灵活处理系统中切换环节的设计提供了宝贵经验。