北高峰發(fā)射臺信號傳輸和監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用

杜崇建

（浙江廣電集團傳輸發(fā)射中心，浙江 杭州 310005）

1 信號傳輸系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前北高峰電視發(fā)射模擬電視節(jié)目共有4套，分別為4頻道浙江衛(wèi)視、6頻道中央一套、22頻道錢江都市、28頻道教育科技。每套節(jié)目由省廣電中心電視播出機房從主備2個光纜路由傳輸信號源，數(shù)字微波作為第3個信號源，浙江衛(wèi)視和中央一套可以接收衛(wèi)星信號作為第4個信號源。浙江衛(wèi)視和中央一套各有4個信號源，錢江都市和教育科技各有3個信號源。此外，北高峰發(fā)射臺還同時播出有地面高清、DTMB、CMMB和DAB等共有4個頻道18套數(shù)字電視節(jié)目。

1.2 技術(shù)需求

北高峰發(fā)射臺電視機房從光纜、數(shù)字微波、衛(wèi)星3種傳輸方式獲得的數(shù)字信號源的統(tǒng)一分配、自動倒換、監(jiān)聽監(jiān)看；因目前電視發(fā)射機輸入仍為模擬A/V信號，將系統(tǒng)中最末端的數(shù)字SDI信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換連接到電視發(fā)射機輸入端，將來地面無線數(shù)字電視播出時只需更換電視發(fā)射機或者發(fā)射機的激勵器即可，而不必再調(diào)整信號處理系統(tǒng)；同時系統(tǒng)為全臺監(jiān)聽監(jiān)看網(wǎng)管系統(tǒng)提供電視機房系統(tǒng)的監(jiān)測信號源[1]。

1.2.1 播出信號通路

1）浙江衛(wèi)視和中央一套分別有老東岳光纜、西湖光纜、微波、衛(wèi)星共4個路由的SDI數(shù)字信號源，4個信號先各自進(jìn)行分配，每路分配后各有4個輸出信號，錢江都市頻道和教育科技頻道分別有老東岳光纜、西湖光纜、微波共4個路由的SDI信號。每塊信號分配板都各自獨立分配每個信號源，這樣就保證了信號的可靠性。

2）4個路由的信號經(jīng)分配后，進(jìn)入4選1自動倒換器。倒換器能自動識別SDI信號，當(dāng)在用SDI信號丟失時，可以自動倒換到其他正常信號的線路，并發(fā)出報警告知值班人員。

3）倒換器輸出的SDI信號經(jīng)過解嵌輸出模擬音頻信號，然后對數(shù)字視頻進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換輸出模擬視頻信號。解嵌和D/A轉(zhuǎn)換部分都配備有主備路，倒換器信號輸出經(jīng)過分配、環(huán)通方式給主備路解嵌器提供SDI信號。D/A轉(zhuǎn)換后的主備路A/V信號經(jīng)模擬分配板分配后再分別輸出給主備發(fā)射機的主備激勵器，每塊分配板獨立分配1路信號。

4）4個頻道的發(fā)射機都分別1主1備發(fā)射機，每臺發(fā)射機又配置了主備激勵器。主解嵌和D/A后的A/V信號送到2臺發(fā)射機的主激勵器，備解嵌和D/A后的A/V信號送到2臺發(fā)射機的備激勵器。

5）錢江都市和教育科技目前是老東岳光纜、西湖光纜、微波信號3個SDI信號源，但設(shè)計系統(tǒng)時預(yù)留了第4個信號源通道，倒換器也選用4選1，以方便今后信號的擴容。

1.2.2 信號監(jiān)聽監(jiān)看

電視發(fā)射機監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 電視發(fā)射機監(jiān)測接線圖

1）省衛(wèi)視4套節(jié)目共14個SDI信號源，再加上倒換后主備解嵌的輸出信號8路，共有22個SDI信號需送給全臺監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行全方位監(jiān)測。

2）4套節(jié)目信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后的共8路主備A/V信號分別經(jīng)分配后需各有1路共總8路給全臺監(jiān)測系統(tǒng)。

3）系統(tǒng)在控制桌配置TEK WVR7120多格式視音頻監(jiān)測儀（選配HD/SD/PAL/AD/SIM選件和眼圖選件）和Wohler AMP1-S8MDA監(jiān)聽器，實現(xiàn)對需監(jiān)聽監(jiān)看信號的調(diào)度。具體設(shè)計思路為：系統(tǒng)SDI信號通過矩陣送到TEK WVR7120的A路，環(huán)通信號到Wohler SDI輸入A；系統(tǒng)高周信號通過矩陣送到TEK WVR7120的B路，環(huán)通信號到Wohler SDI輸入B；系統(tǒng)A/V信號通過矩陣送到TEK WVR7120的模擬輸入口。Wohler SDI輸出經(jīng)過HD/SD-SDI到DVI轉(zhuǎn)換器，送到電視墻主監(jiān)監(jiān)看，同時輸出音頻信號到功放監(jiān)聽。

4）播出系統(tǒng)中的22個SDI信號，經(jīng)過SDI矩陣，在控制桌通過矩陣遙控面板切換到TEK WVR7120的信號，另外還通過矩陣遙控面板切換到電視信號機房里的雙聯(lián)液晶監(jiān)視器上監(jiān)視，實現(xiàn)對所有信號的監(jiān)看監(jiān)聽。SDI矩陣配有22個輸入，2個輸出，配2套遙控面板。

5）8路用于播出的A/V信號通過1個模擬矩陣，在控制桌通過矩陣遙控面板切換到TEK WVR7120的A/V信號，切換到Wohler的音頻信號；另外在電視機房還要通過矩陣遙控面板切換到電視機房里的雙聯(lián)液晶監(jiān)視器上監(jiān)視，模擬矩陣采用8個輸入，2個輸出，也同時配備2套遙控面板分別在信號柜和控制桌上可以分別切換。

6）高頻空收信號共需監(jiān)看4個模擬電視信號、2個高清信號，共6個信號。接收模擬電視信號的解調(diào)器輸出SDI數(shù)字信號，然后與高清機頂盒的數(shù)字輸出信號，同時進(jìn)入到高清矩陣。在控制桌通過矩陣遙控面板切換到TEK WVR7120的信號進(jìn)行信號測試和顯示，另外在電視信號機房還可以通過矩陣遙控面板切換到雙聯(lián)液晶監(jiān)視器上進(jìn)行監(jiān)視。高清矩陣含有6個輸入，2個輸出。高頻空收信號還要通過高標(biāo)清畫面分割器，最后輸出送到電視墻多畫面監(jiān)看和監(jiān)聽。

1.3 其他說明

1）因為電視信號機房和值班室的距離較遠(yuǎn)，部分信號傳輸后無法進(jìn)行監(jiān)看，于是采用8個DVI/VGA延長器輸出到屏幕墻顯示。

2）雙聯(lián)多功能自適應(yīng)液晶監(jiān)視器可以通過通道切換，顯示來自3個矩陣的所有SDI和AV信號。

2 網(wǎng)管監(jiān)測系統(tǒng)

北高峰發(fā)射臺廣播電視信號網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)包括電視機房信號監(jiān)聽監(jiān)看系統(tǒng)和電視發(fā)射機網(wǎng)管系統(tǒng)。

2.1 系統(tǒng)功能

1）實現(xiàn)北高峰發(fā)射臺傳輸發(fā)射的所有廣播電視節(jié)目的全流程視音頻信號監(jiān)聽監(jiān)看和電視發(fā)射機網(wǎng)管功能；將現(xiàn)有的電力網(wǎng)管系統(tǒng)、安保監(jiān)控和門禁等子系統(tǒng)接入總系統(tǒng)中，以實現(xiàn)在1個系統(tǒng)平臺上直觀顯示、監(jiān)視以及報警，從而達(dá)到提高信號監(jiān)聽監(jiān)看能力、提升人員工作效率、提高安全播出保障能力的目的。

2）系統(tǒng)實現(xiàn)在監(jiān)控電腦上實時監(jiān)看監(jiān)聽所有節(jié)目的視音頻內(nèi)容，并給電視墻提供音視頻多畫面顯示。

3）系統(tǒng)實時顯示所有信源的監(jiān)測參數(shù)及異常狀態(tài)；具有對各信源節(jié)目常見的各種播出異常情況（視音頻丟失、黑場、靜幀、彩條、測試圓圖、音量過高過低等故障）的自動識別報警功能[2]。

4）系統(tǒng)實現(xiàn)語音、狀態(tài)燈、畫面自動彈出等多種報警方式，并對不同的內(nèi)容等級提供分級報警，對發(fā)射接收回來的監(jiān)視信號屬于重要的信號采用緊急的警報聲+語音的報警方式。

5）網(wǎng)管系統(tǒng)具有故障自身診斷維護(hù)功能，即在電視墻上顯示電視信號、發(fā)射機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，在主界面的拓?fù)鋱D中，對輸入源、分配器、切換器及無線空收等相關(guān)節(jié)點的信號進(jìn)行監(jiān)視，其中圖像信號以實時畫面顯示，聲音以音柱方式進(jìn)行顯示。系統(tǒng)對切換器、發(fā)射機及同軸倒換開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)視，對信號異常和發(fā)射機故障進(jìn)行紅色告警，同時發(fā)出聲音報警，電視信號監(jiān)測拓?fù)鋱D見圖2，電視發(fā)射機參數(shù)型號和數(shù)據(jù)接口見表1。

圖2 電視信號監(jiān)測拓?fù)鋱D

表1 電視發(fā)射機參數(shù)型號和數(shù)據(jù)接口[3]

6）系統(tǒng)對全部播出節(jié)目進(jìn)行錄音和錄像，系統(tǒng)錄音錄像存儲時間約為1個月，錄音錄像資料定位卷標(biāo)以方便查找，可以即查即播，錄音錄像可進(jìn)行時移、快放（2倍速、4倍速、16倍速）、慢放（1/2倍速、1/4倍速）、單幀進(jìn)、單幀退、圖像放大等操作，并能自動循環(huán)刪除之前的老節(jié)目，保證存儲硬盤的空間不被溢出。

7）系統(tǒng)實時顯示任意頻道的功率、駐波比的主要指標(biāo)參數(shù)，監(jiān)聽監(jiān)看任意頻率（道）的節(jié)目內(nèi)容。

2.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、處理和管理功能

1）數(shù)據(jù)分析：通過圖形、曲線、表格等形式對各節(jié)目的監(jiān)測數(shù)據(jù)（報警信息、指標(biāo)信息）進(jìn)行顯示、打印。

2）數(shù)據(jù)處理：對數(shù)據(jù)庫操作員設(shè)置權(quán)限，對監(jiān)測報警數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括編輯、修改、刪除、節(jié)目異態(tài)原因等。

3）查詢：可按臺名稱、節(jié)目名稱、頻道、時間段、故障類型、開始時間、恢復(fù)時間、故障持續(xù)時間進(jìn)行組合查詢、模糊查詢，可播放查詢后的廣播電視節(jié)目。

4）報表統(tǒng)計打?。嚎砂磁_名稱、信號節(jié)點名稱、頻道（頻率）、時間段、故障類型、開始時間、恢復(fù)時間、故障持續(xù)時間進(jìn)行日、周、月、季、年度報表統(tǒng)計和打印，可靈活設(shè)置各種選項。

5）管理功能：能建立各節(jié)目監(jiān)測任務(wù)運行圖、運行圖數(shù)據(jù)庫；設(shè)置1周7天的播出時間表，每個頻道每天播出計劃表，允許設(shè)置多次播出監(jiān)測時段；能建立各節(jié)目的運行信息，包括臺名稱、節(jié)目名稱、頻率、監(jiān)測起止時間等。

6）自動授時功能：采用GPS授時保證系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)時間一致。

因為班級發(fā)行了虛擬貨幣，于是我想成立一個班級商店。一來班級流通的班幣能夠顯現(xiàn)價值，二來可以豐富同學(xué)們的學(xué)習(xí)生活，增強同學(xué)們在班級的存在感和獲得感。于是乎，我向同學(xué)們發(fā)出了“英雄帖”，號召同學(xué)們抓住機會、迎接挑戰(zhàn)，勇挑重?fù)?dān)、無畏前行。很快，黎一鳴、馬龍華兩名同學(xué)就來主動請纓了。

7）系統(tǒng)安全管理，系統(tǒng)可分別設(shè)置各類管理員、操作員的用戶名、密碼及權(quán)限，保證整套網(wǎng)管系統(tǒng)的安全性。

8）監(jiān)測并實時顯示各個機房中10個區(qū)域的溫度和濕度。

9）系統(tǒng)實現(xiàn)值班人員的考勤和電子報表業(yè)務(wù)。2.3 電視信號分配[4]

電視信號共需監(jiān)測24路SDI數(shù)字信號源、12路模擬AV、6路ASI信號、6路標(biāo)清DTMB（CH16）、6路CMMB、2路地面高清，具體見表2。

3 電視發(fā)射機網(wǎng)管系統(tǒng)

電視發(fā)射監(jiān)視系統(tǒng)實現(xiàn)同軸倒換開關(guān)的監(jiān)測、數(shù)字信號監(jiān)測和模擬信號監(jiān)測，系統(tǒng)人一機界面見圖3。

1）監(jiān)視系統(tǒng)按照北高峰信號傳輸和發(fā)射的流程，電視信號、電視發(fā)射機分別以拓?fù)鋱D方式在主界面中顯示。

表2 電視信號分配表

圖3 發(fā)射機監(jiān)測顯示界面（截圖）

2）在主界面的拓?fù)鋱D中，對輸入信號源、分配器、切換器及無線空收等相關(guān)節(jié)點的信號進(jìn)行監(jiān)視，其中圖像信號以實時畫面顯示，聲音以音柱方式進(jìn)行顯示，并可以實時進(jìn)行監(jiān)看監(jiān)聽或單獨放大監(jiān)看。

4）系統(tǒng)對切換器、發(fā)射機及同軸倒換開關(guān)等設(shè)備各種主要參數(shù)要進(jìn)行實時監(jiān)測和顯示，遠(yuǎn)程遙控遙測發(fā)射機的發(fā)射功率、反射功率以及各個放大器的電壓電流等參數(shù)。

5）系統(tǒng)具有語音提示“故障、切換操作和發(fā)射機開關(guān)機操作”的功能。

6）系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)庫記錄功能，用戶可對故障和設(shè)備動作進(jìn)行日志查詢。

4 其他相關(guān)系統(tǒng)配置情況

4.1 網(wǎng)管系統(tǒng)與電視墻和監(jiān)控電腦的連接

系統(tǒng)平臺對所有信號進(jìn)行監(jiān)聽監(jiān)看報警及對ASI，DTMB，CMMB，AES/EBU，F(xiàn)M等信號在監(jiān)控電腦上的圖像顯示，整套網(wǎng)管和各類監(jiān)測系統(tǒng)都通過信號輸出端口與多功能大屏幕電視墻連接。

4.2 其他設(shè)備配置情況[5]

整個監(jiān)聽監(jiān)看系統(tǒng)硬件采用插板式機箱，并有相應(yīng)的板卡模塊和軟件支持。根據(jù)監(jiān)聽監(jiān)看信號不同，模塊應(yīng)分為SDI監(jiān)測模塊、AV監(jiān)測模塊、電視射頻解調(diào)模塊、ASI監(jiān)測模塊、DTMB監(jiān)測模塊、CMMB監(jiān)測模塊、AES/EBU監(jiān)測模塊、FM監(jiān)測模塊等，每個機箱都保留有空余的插槽，每種模塊都有1塊備板，以便今后擴展和備份。

影像輸出系統(tǒng)包含有1面7.0 m × 2.5 m ×0.4 m的專業(yè)定制的大屏幕電視墻，由6個52 in（1 in=2.54 cm）夏普專業(yè)顯示屏和4個46 in、7 mm窄邊專業(yè)拼接顯示屏組成，可分別顯示各種畫面或者由拼接屏構(gòu)成1個大屏幕顯示高清畫面。

[1]GY/T 179—2001，廣播電視發(fā)射臺運行維護(hù)規(guī)程[S].2001.

[2]GB/T 17975.1—2000，信息技術(shù)運動圖像及其伴音信息的通用編碼[S].2000.

[3]GY/T 105—1992，廣播發(fā)射機或廣播發(fā)射機系統(tǒng)實時監(jiān)控接口標(biāo)準(zhǔn)[S].1992.

[4]魏濤.數(shù)字視頻接口標(biāo)準(zhǔn)與高寬帶數(shù)字內(nèi)容保護(hù)規(guī)范[J].電視技術(shù)，2005，29（5）：31-34.

[5]GB 50174—2001，電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范[S].2001.