“數(shù)字微波調(diào)制機(jī)切換器”項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)方案

姜良全

桂林廣播電視發(fā)射臺(tái)，廣西桂林　541003

“數(shù)字微波調(diào)制機(jī)切換器”項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)方案

姜良全

桂林廣播電視發(fā)射臺(tái)，廣西桂林541003

隨著廣播電視行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的數(shù)字微波技術(shù)應(yīng)用到廣播電視業(yè)。其中，由以數(shù)字微波調(diào)制機(jī)切換器的研究最為關(guān)鍵。所以，本文針對(duì)數(shù)字微波調(diào)制機(jī)切換器的項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)方案做出分析，希望有利于后續(xù)的使用。

數(shù)字微波；廣播電視發(fā)射機(jī)；切換器

桂林廣播電視發(fā)射臺(tái)傳輸部數(shù)字微波系統(tǒng)是廣播電視發(fā)射機(jī)前端唯一的一套無線傳輸系統(tǒng)，是有線傳輸?shù)谋匾獋浞?。但是在?shí)際工作中，數(shù)字微波調(diào)制器經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)或信道編碼出錯(cuò)現(xiàn)象，造成傳輸信號(hào)中斷，工作人員為了啟用備份數(shù)字微波調(diào)制器，由于接口連接多，更換比較復(fù)雜，延誤正常播出時(shí)間，甚至造成停播事故。為此，對(duì)現(xiàn)有數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)進(jìn)行智能化升級(jí)改造。

1　項(xiàng)目設(shè)計(jì)目的

第一，備用調(diào)制器為冷備份平時(shí)不工作，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到主用調(diào)制器輸出的信號(hào)有問題或調(diào)制器機(jī)身出現(xiàn)故障時(shí)，立即啟動(dòng)備用調(diào)制器開機(jī)使其正常工作，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉主用調(diào)制器的電源停止其工作，從而達(dá)到主備用機(jī)自動(dòng)切換的功能。

第二，ASI接口的TS碼流信號(hào)源同時(shí)輸入主、備調(diào)制器，當(dāng)輸入的碼流出錯(cuò)或者沒有信號(hào)時(shí)，則系統(tǒng)發(fā)出聲光告警［1］。

2　“數(shù)字微波調(diào)制機(jī)切換器”技術(shù)方案

2.1控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖

2.2技術(shù)概述

1）自動(dòng)控制系統(tǒng)主要依靠FPGA可編程器件的強(qiáng)大應(yīng)用功能，在相關(guān)固定功能器件的基礎(chǔ)上，編寫相應(yīng)的檢測(cè)控制分析邏輯程序，配合單片機(jī)共同完成整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)控制功能。

2）ASI碼流信號(hào)源同時(shí)輸入主、備調(diào)制器、自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過對(duì)ASI碼流進(jìn)行解碼檢測(cè)分析，判斷出輸入信號(hào)的有無、其幅度大小是否可以給調(diào)制器識(shí)別、輸入信號(hào)是否出錯(cuò)以及產(chǎn)生的誤碼是否會(huì)導(dǎo)致無效傳輸，判斷的結(jié)果將控制系統(tǒng)是否發(fā)出告警。

3）使用中的調(diào)制器輸出中頻將分出1路輸入控制系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)該中頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解碼并檢測(cè)分析，判斷中頻信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)電平大小、信號(hào)的誤碼質(zhì)量等級(jí)，通過有效比對(duì)，判斷出是否應(yīng)該切換至備用機(jī)電源同時(shí)斷開主用機(jī)電源。

4）控制系統(tǒng)對(duì)主備用機(jī)電源的開啟與關(guān)閉通過繼電器來實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)本機(jī)在斷電重啟后按此前存儲(chǔ)的狀態(tài)參數(shù)控制繼電器工作；而當(dāng)本機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，繼電器的復(fù)位可以達(dá)到電源直通至主用機(jī)的功能，也可以通過手動(dòng)強(qiáng)制切換開關(guān)切換至備用機(jī)工作，手動(dòng)強(qiáng)制切換開關(guān)使外電源不再通過繼電器，使主備機(jī)脫離了本機(jī)的控制，本機(jī)開機(jī)后如需恢復(fù)本機(jī)的自動(dòng)控制，需把手動(dòng)強(qiáng)制切換開關(guān)恢復(fù)至自動(dòng)位置。本機(jī)在正常工作狀態(tài)下，如果需要對(duì)主備機(jī)進(jìn)行手動(dòng)切換，可在面板輸入手動(dòng)切換指令，系統(tǒng)通過單片機(jī)可以控制主備機(jī)的切換；當(dāng)本機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，則可以通過手動(dòng)強(qiáng)制切換開關(guān)實(shí)施主備機(jī)的切換。

2.3實(shí)現(xiàn)原理

ASI碼流輸入端檢測(cè)采用無源分配給到控制機(jī)的碼流（也即輸入主備機(jī)碼流），在工作時(shí)控制機(jī)的CY933解調(diào)出TS碼流，TS碼流經(jīng)TS流檢測(cè)模塊檢測(cè)輸入的TS流是否正常，如正常給顯示屏顯示正常，反之聲光告警。

調(diào)制中頻輸入（也即QPSK工作機(jī)輸出）經(jīng)中頻解碼后進(jìn)入TS流控制模塊單片機(jī)讀取QPSK解調(diào)強(qiáng)度，質(zhì)量等參數(shù)在顯示屏上顯示，當(dāng)檢測(cè)出的參數(shù)和正常時(shí)參數(shù)不同及超過一定值時(shí)就判斷正在工作的QPSK機(jī)器出現(xiàn)故障需切換到備用機(jī)工作，這時(shí)單片機(jī)控制繼電器切換到備用機(jī)電源接通，主機(jī)電源關(guān)閉，并聲響告警并在顯示屏提示，直至值班人員手動(dòng)復(fù)位后聲響才停止［2］。

2.4功能

第一，面板顯示監(jiān)測(cè)信號(hào)的質(zhì)量、強(qiáng)度、告警等相關(guān)內(nèi)容、參數(shù)；第二，在ASI碼流信號(hào)源輸入的檢測(cè)方面：當(dāng)ASI無輸入或者輸入幅度較小時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出聲光告警，告警可以設(shè)定為3種方式：只有聲音告警（蜂鳴器）、只有光告警（顯示屏光閃動(dòng)）、同時(shí)具備聲光告警；第三，對(duì)調(diào)制器輸出信號(hào)的檢測(cè)方面：調(diào)制器本身及內(nèi)部信號(hào)處理的所有問題均可通過質(zhì)量和強(qiáng)度的數(shù)值大小表現(xiàn)出來，通過設(shè)定二者的門限數(shù)值即可實(shí)施自動(dòng)切換功能（二者的門限數(shù)值可以通過面板進(jìn)行修改設(shè)定），切換時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)備用機(jī)的電源，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉主用機(jī)的電源；主備用機(jī)切換后，有一個(gè)判斷備用機(jī)是否達(dá)到正常使用要求的過程時(shí)間，初定為0.5min～3min，該時(shí)間可以通過面板設(shè)定，在該時(shí)間段內(nèi)，如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)備用機(jī)達(dá)不到要求，則會(huì)重新切換到主用機(jī)并重新檢測(cè)是否達(dá)到要求，此反復(fù)切換的過程初步設(shè)定為5次（該次數(shù)也可通過面板修改設(shè)定），如果最后主備用機(jī)均達(dá)不到要求，則系統(tǒng)發(fā)出聲光告警；第四，關(guān)機(jī)直通、手動(dòng)控制功能：正常情況下，控制系統(tǒng)本機(jī)在斷電重啟后按此前存儲(chǔ)的狀態(tài)工作，當(dāng)本機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，電源直通至主用機(jī)，也可以通過手動(dòng)強(qiáng)制切換開關(guān)切換至備用機(jī)工作。手動(dòng)強(qiáng)制切換開關(guān)在本機(jī)的后面板上，分主、自動(dòng)、備三檔，使用該開關(guān)的主、備檔，均不再受本機(jī)控制，本機(jī)開機(jī)后如需恢復(fù)本機(jī)的自動(dòng)控制功能，需把手動(dòng)強(qiáng)制切換開關(guān)恢復(fù)至自動(dòng)位置。本機(jī)在正常工作狀態(tài)下，如果需要對(duì)主備機(jī)進(jìn)行手動(dòng)切換，可在面板直接設(shè)置主備機(jī)的切換，系統(tǒng)會(huì)按照上述步驟重新檢測(cè)，如反復(fù)檢測(cè)幾次（按設(shè)定的次數(shù)）后仍達(dá)不到要求，則系統(tǒng)發(fā)出聲光告警；當(dāng)本機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，則可以通過手動(dòng)強(qiáng)制切換開關(guān)實(shí)施主備機(jī)的切換。

2.5控制系統(tǒng)的意義及擴(kuò)展性

具備上述功能的自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅僅只用于數(shù)字微波系統(tǒng)，還能通過擴(kuò)展廣泛的應(yīng)用于其他系統(tǒng)，例如，調(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)、電視發(fā)射系統(tǒng)、國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)、CMMB手機(jī)電視發(fā)射系統(tǒng)等的控制切換，以及有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)前端機(jī)房、其他數(shù)字電視前端機(jī)房等的電視碼流的適時(shí)監(jiān)測(cè)、分析等［3］。因此，該系統(tǒng)的成功實(shí)現(xiàn)意義重大、應(yīng)用范圍廣。

3　結(jié)論

第一，“數(shù)字微波調(diào)制機(jī)切換器”提高了微波系統(tǒng)數(shù)字化智能化水平，實(shí)現(xiàn)無縫自動(dòng)切換，增強(qiáng)了廣播電視信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?、安全性?/p>

第二，由于“數(shù)字微波調(diào)制機(jī)切換器”具有信號(hào)檢測(cè)功能，對(duì)信號(hào)源可實(shí)時(shí)監(jiān)控，為數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的維護(hù)搶修創(chuàng)造了便利條件，在現(xiàn)有條件下，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)故障維修的工作流程，提高了廣播電視信號(hào)傳輸?shù)谋Ｕ夏芰Α?/p>

第三，由于數(shù)字微波系統(tǒng)智能化水平的提高，可實(shí)現(xiàn)無人值守，也可作為發(fā)射機(jī)前端的主要信號(hào)傳輸鏈路使用。

［1］王雪梅.數(shù)字微波技術(shù)在廣播電視信號(hào)傳輸中的應(yīng)用［J］.通訊世界，2015（7）：15-16.

［2］岳雷.數(shù)字微波技術(shù)的發(fā)展前景淺析［J］.通訊世界，2015（21）：64.

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A

1674-6708（2016）166-0122-02

姜良全，桂林廣播電視發(fā)射臺(tái)。