基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急廣播系統(tǒng)

張坤

摘 要：本文介紹基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急廣播系統(tǒng)，探討應(yīng)急廣播系統(tǒng)的技術(shù)原理和系統(tǒng)組成方式等技術(shù)。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急廣播系統(tǒng)；調(diào)頻廣播副載波；頻移鍵控調(diào)制；有線電視網(wǎng)絡(luò)

1 概述

當(dāng)前我國(guó)自然災(zāi)害頻發(fā)，群體群傷性的危害公共安全的事件處在上升階段，并且在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)我們還將面臨突發(fā)公共事件所帶來(lái)的嚴(yán)峻考驗(yàn)?！丁笆晃濉眹?guó)家突發(fā)公共事件應(yīng)急體系建設(shè)規(guī)劃》明確要求把突發(fā)事件預(yù)警系統(tǒng)和預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)的建設(shè)列入我國(guó)應(yīng)急體系建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目。建設(shè)國(guó)家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)是提升我國(guó)各級(jí)政府應(yīng)急管理水平的現(xiàn)實(shí)需要。根據(jù)中央和廣電總局的要求，為應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害和各類突發(fā)事件，必須建立應(yīng)急廣播系統(tǒng)，以便在災(zāi)害發(fā)生時(shí)黨和政府能及時(shí)有效的采取應(yīng)對(duì)措施和公共防范措施。

2 技術(shù)原理

目前，各縣市已經(jīng)全部建成以光纖同軸混合網(wǎng)為載體的有線電視網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱HFC網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)急廣播系統(tǒng)的信號(hào)傳輸和接收完全收依托于現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需做任何改造。廣播信號(hào)進(jìn)入有線電視網(wǎng)絡(luò)只需要一根同軸電纜線，同時(shí)為了保證應(yīng)急廣播系統(tǒng)的安全、可管、可控，我們采用調(diào)頻副載波+可尋址技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急廣播。

⑴調(diào)頻廣播副載波技術(shù)，即FM-SCA技術(shù)，是一種調(diào)頻多工廣播技術(shù)，它使用同一個(gè)調(diào)頻載波頻率，傳送與原有廣播節(jié)目不同的另一套或多套語(yǔ)言或數(shù)據(jù)節(jié)目，實(shí)現(xiàn)“臺(tái)中有臺(tái)”或“一主多副”的功能。目前SCA廣播已廣泛應(yīng)用于傳送“天氣預(yù)報(bào)”、“股市行情”、“交通信息”及其他數(shù)字化控制業(yè)務(wù)。

FM-SCA的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于不額外占用網(wǎng)絡(luò)資源和頻率資源，不占用現(xiàn)有帶寬，對(duì)原有傳輸網(wǎng)絡(luò)和傳輸頻率無(wú)需作任何改動(dòng)。它利用調(diào)頻主信道傳輸音頻，副信道67KHz傳輸數(shù)字控制信號(hào)，該副信道信號(hào)與音頻信號(hào)一起，以調(diào)頻的方式調(diào)制在原有頻率上，再通過(guò)有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。也就是說(shuō)，只要有線電視網(wǎng)絡(luò)通達(dá)的地方，我們的廣播信號(hào)和數(shù)字控制信號(hào)也同時(shí)到達(dá)了，真正實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急廣播。

⑵FSK（Frequency-shift keying），頻移鍵控調(diào)制技術(shù)，它是利用基帶數(shù)字信號(hào)離散取值特點(diǎn)去鍵控載波頻率以傳遞信息的一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)。FSK是信息傳輸中使用得較早和廣泛使用的一種數(shù)字調(diào)制方式，它的主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，抗噪聲與抗干擾的性能很好，目前它在中低速數(shù)據(jù)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。

我們利用FSK技術(shù)來(lái)傳輸廣播的可尋址數(shù)字控制碼流，數(shù)字控制碼流實(shí)際上是我們應(yīng)急廣播系統(tǒng)的指揮命令，這個(gè)命令信號(hào)通過(guò)FSK技術(shù)調(diào)制在67KHz的副載波上。67KHz副載波再和音頻信號(hào)混合疊加在一起，以調(diào)頻的方式調(diào)制在原有載波頻率上，通過(guò)有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。如果是要混入光纖網(wǎng)絡(luò)，我們可以再增加一個(gè)光電轉(zhuǎn)換模組，再與有線電視光纖信號(hào)進(jìn)行合波。如下圖。這個(gè)碼流可以到達(dá)任何網(wǎng)絡(luò)的任何一個(gè)終端。

控制數(shù)據(jù)碼流由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生，是一個(gè)數(shù)字信號(hào)，我們采用多種加密算法生成，自帶校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位、加密位和糾錯(cuò)位，使得控制碼流的抗干擾能力很強(qiáng)，在自然情況下，很難破解和改變，這對(duì)于應(yīng)急廣播的安全、可管、可控方面有著重要的意義，如果不能獲取這個(gè)數(shù)據(jù)流，就無(wú)法打開(kāi)音箱。

3 應(yīng)急廣播系統(tǒng)

應(yīng)急廣播系統(tǒng)包括：縣市應(yīng)急廣播中心播控系統(tǒng)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)廣播站播控傳輸系統(tǒng)、村級(jí)廣播室傳輸系統(tǒng)、各個(gè)信號(hào)源系統(tǒng)、承擔(dān)各系統(tǒng)間信號(hào)傳輸?shù)挠芯€數(shù)字電視寬帶傳輸系統(tǒng)和終端系統(tǒng)（含尋址調(diào)頻音箱、尋址收擴(kuò)機(jī)、喇叭等）等。

全系統(tǒng)采用FM-SCA數(shù)字編碼可尋址調(diào)頻共纜方式進(jìn)行傳輸，將廣播信號(hào)和控制碼流的數(shù)據(jù)信號(hào)接入有線電視網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸。系統(tǒng)采用智能化數(shù)字FSK編碼播控技術(shù)，以智能播控主機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村三級(jí)可管可控播出，鎮(zhèn)、村二級(jí)有條件插播。由于采用了全數(shù)字編碼和數(shù)字調(diào)制技術(shù)，系統(tǒng)的抗干擾性能大大提高，誤觸發(fā)可能降至極低水平。所有在網(wǎng)設(shè)備和終端都具有唯一的ID地址碼，系統(tǒng)控制目標(biāo)可以針對(duì)所有在網(wǎng)設(shè)備或者是某一個(gè)終端，可以獨(dú)立控制或分組控制?？梢愿淖兘K端的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，也可以調(diào)整終端的音量大小，使得普通廣播時(shí)可以小音量，應(yīng)急廣播時(shí)是最大音量。

系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾性能，具有優(yōu)異的防非法插播、防盜播等安全播出技術(shù)措施，當(dāng)系統(tǒng)遇到強(qiáng)干擾源或者是非法插播時(shí)，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉相應(yīng)系統(tǒng)和終端，能夠確保系統(tǒng)的安全播出。

4 縣市應(yīng)急廣播中心系統(tǒng)組成

縣級(jí)系統(tǒng)由播控單元、編碼主控單元和應(yīng)急播控單元組成。播控單元主要完成節(jié)目的制作和播出。編碼主控設(shè)備主要完成數(shù)字ID地址碼的生成，數(shù)字FSK編碼，音頻信號(hào)與可尋址碼的疊加，F(xiàn)M調(diào)制，輸出，電話插播等功能，由可尋址播控主控機(jī)、電腦等設(shè)備組成。

縣級(jí)播控平臺(tái)制作的廣播信號(hào)由制作機(jī)房傳至編碼主控器，由該主控器變成特殊的調(diào)頻載波信號(hào)F1，混入?yún)^(qū)廣播電視臺(tái)前端。該調(diào)頻載波信號(hào)F1通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸至各鄉(xiāng)鎮(zhèn)有線網(wǎng)絡(luò)前端機(jī)房，該F1信號(hào)中，主頻用來(lái)傳輸音頻信號(hào)，副載波用來(lái)傳輸碼流控制信號(hào)，除了正常的鄉(xiāng)鎮(zhèn)尋址碼以外，我們專門(mén)設(shè)置了鄉(xiāng)鎮(zhèn)緊急控制碼K，該碼流可以控制到鄉(xiāng)鎮(zhèn)。當(dāng)啟動(dòng)K時(shí)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)調(diào)制器就會(huì)自動(dòng)處于強(qiáng)制縣級(jí)轉(zhuǎn)播狀態(tài)。此時(shí)原F1上疊加的碼流被強(qiáng)制切換至F2頻率上。K也隨之被調(diào)制在F2頻率上，此時(shí)縣級(jí)可以對(duì)終端進(jìn)行相關(guān)狀態(tài)的控制。

5 鄉(xiāng)鎮(zhèn)廣播站播控系統(tǒng)組成

鎮(zhèn)級(jí)系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，承擔(dān)向各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村級(jí)終端的播出任務(wù)，轉(zhuǎn)播上級(jí)廣播電臺(tái)節(jié)目和自辦節(jié)目的平臺(tái)、災(zāi)害事故預(yù)警信息的平臺(tái)。它由制播設(shè)備和主控設(shè)備組成，制播設(shè)備由調(diào)音臺(tái)、音頻工作站、周邊設(shè)備（監(jiān)聽(tīng)功放、監(jiān)聽(tīng)音箱、監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)、播音話筒等）、音源設(shè)備等設(shè)備組成。

鎮(zhèn)級(jí)播控平臺(tái)制作的廣播信號(hào)通過(guò)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主控器處理后，產(chǎn)生頻率F2及其碼流信號(hào)，混入鎮(zhèn)廣播電視前端，再通過(guò)光纖和電纜網(wǎng)絡(luò)傳輸至各鎮(zhèn)級(jí)終端和村級(jí)終端。該碼流信號(hào)可以控制到任何一個(gè)本鄉(xiāng)鎮(zhèn)的終端。

鎮(zhèn)級(jí)系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行，也可聯(lián)機(jī)播出，并能制作播出簡(jiǎn)單節(jié)目。鎮(zhèn)級(jí)廣播播出頻率為F2。該級(jí)系統(tǒng)設(shè)有編碼主控設(shè)備，可對(duì)全鎮(zhèn)及行政村所有終端進(jìn)行分組控制，也可獨(dú)立控制到某個(gè)終端。

鎮(zhèn)級(jí)還配置有應(yīng)急即時(shí)播出功能，在本鎮(zhèn)有應(yīng)急情況時(shí)，可以通過(guò)一個(gè)緊急開(kāi)關(guān)來(lái)臨時(shí)進(jìn)行鎮(zhèn)級(jí)應(yīng)急廣播播出，在緊急情況下，還可以電話插播。當(dāng)縣級(jí)應(yīng)急廣播開(kāi)始時(shí)，通過(guò)縣級(jí)控制碼K，可以強(qiáng)制鄉(xiāng)鎮(zhèn)主控機(jī)工作于轉(zhuǎn)播狀態(tài)，而無(wú)論原來(lái)鄉(xiāng)鎮(zhèn)工作在什么狀態(tài)，即轉(zhuǎn)播縣級(jí)應(yīng)急廣播。

6 村級(jí)廣播室系統(tǒng)組成

村廣播插播，是通過(guò)安裝在鎮(zhèn)廣播室的主控器來(lái)完成的，村共用了鄉(xiāng)鎮(zhèn)頻率F2，所有的村合用一臺(tái)電話播控主控器和一個(gè)頻率F2，在普通狀態(tài)下，當(dāng)需要村級(jí)廣播時(shí)，通過(guò)電話撥叫村播控中心的主控器，機(jī)器會(huì)自動(dòng)判斷來(lái)電的身份，并輸出對(duì)應(yīng)的地址碼，以實(shí)現(xiàn)對(duì)本村終端的單獨(dú)播出。同時(shí)當(dāng)有縣級(jí)或鎮(zhèn)級(jí)應(yīng)急廣播時(shí)，村級(jí)插播自動(dòng)被禁止。

7 終端接收系統(tǒng)組成

終端接收系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的末端，采用數(shù)字可尋址終端，它具有調(diào)頻接收和數(shù)字解碼功能，每個(gè)終端具有一個(gè)8位數(shù)的序列號(hào)和一個(gè)可修改的地址碼。

8 總結(jié)

基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急廣播系統(tǒng)具有覆蓋面廣、傳播速度快、系統(tǒng)安全性高等特點(diǎn)，在應(yīng)急廣播系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用空間。