貴州地球站備用上行系統(tǒng)改造方案論述

貴州省新聞出版廣電局七五一臺 吳興華 劉 毅

一、改造原因

根據(jù)國家廣電總局對衛(wèi)星地球站上行系統(tǒng)配置的統(tǒng)一要求，衛(wèi)星地球站上行系統(tǒng)必須具備兩套獨立的上行系統(tǒng)，并且配置3KW功放。我站播出系統(tǒng)是由兩套獨立的上行系統(tǒng)構(gòu)成，由于備系統(tǒng)建設得很早，配置的是200W功放。現(xiàn)在主用系統(tǒng)作為主用播出，備系統(tǒng)作為熱備份，隨時可以在主用系統(tǒng)故障或需要用備系統(tǒng)上行時立即切換使用，以保證正常播出。主備系統(tǒng)同時傳輸了1套電視節(jié)目和6路廣播節(jié)目。我站這種主、備系統(tǒng)互為備份的上行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多年來有力地保障了我站的安全播出，被證明是行之有效的上行系統(tǒng)。

我站現(xiàn)在的數(shù)字備用上行系統(tǒng)是在2004年4月建成投入使用的，當時是主用系統(tǒng)，模擬上行系統(tǒng)仍存在。在2007年新的上行系統(tǒng)（也就是現(xiàn)在的主用上行系統(tǒng)）建成后，2004年建的上行系統(tǒng)作為了在線熱備份系統(tǒng)使用，至今已使用了12年。備用上行系統(tǒng)設備已經(jīng)老化，出現(xiàn)故障，進入了不穩(wěn)定期。尤其是備用上行系統(tǒng)的兩臺主備200W固態(tài)功放，由于輸出最大功率只能達到200W，無法滿足抗干擾的需要。備200W固態(tài)功放功率顯示不正常，從2009年開始會經(jīng)常出現(xiàn)無故倒備，有時候還會無故出現(xiàn)發(fā)射抑制狀態(tài)，導致無功率輸出，會對播出造成極大的隱患。2014年備用上行系統(tǒng)的備編碼器還發(fā)生過故障。而且從我站定期對主備上行系統(tǒng)的指標測試結(jié)果來看，備用上行系統(tǒng)技術(shù)指標也呈逐漸下降趨勢。

綜上所述，我站的備上行系統(tǒng)需要盡快進行更新改造。

二、改造方案

改造擬將備用上行系統(tǒng)的設備整體更換并做優(yōu)化設計，考慮到未來的發(fā)展，將整個上行系統(tǒng)做重新的規(guī)劃和位置調(diào)整，以期待獲得最好的改造效果。改造具體內(nèi)容包括基帶部分（編碼器、復用器）、射頻部分（調(diào)制器、上變頻器和高功放）、波導網(wǎng)絡部分、天線控制部分，備用上行系統(tǒng)的網(wǎng)管改造，增加測試轉(zhuǎn)發(fā)器和抗干擾自動功率增益系統(tǒng)。（改造后貴州地球站主備上行系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示）

1.基帶部分

基帶部分包括兩臺編碼器和兩臺復用器。我站的電視節(jié)目是送入編碼器然后至復用器，而6路廣播節(jié)目，除了一路同頻廣播是直接送入復用器的ASI接口外，其他幾路都是直接送入復用器的編碼卡部分。為了配合廣播電視臺即將進行的信號源改造，新建備用上行系統(tǒng)廣播信源擬在廣播電視臺完成編碼部分并打包為一路信號送至我站，再送入我站復用器ASI接口。兩臺復用器的輸出經(jīng)過一臺ASI切換開關(guān)完成主備切換，要達到無縫切換。還需配備相應的網(wǎng)絡管理軟件對編碼器、復用器和ASI切換開關(guān)進行管理?；鶐ЬW(wǎng)管可控制基帶部分各個設備，可監(jiān)測各個設備狀態(tài)及各級告警?；鶐Р糠纸Y(jié)構(gòu)與改造前相比有所改變，以前不用ASI切換開關(guān)。

圖1

2.射頻部分

射頻部分包括兩臺1:1的調(diào)制器，兩臺1:1的上變頻器，兩臺1:1的高功率放大器。其中兩臺高功率放大器需是3000W高功率放大器，以達到抗干擾的目的。由于現(xiàn)用備用上行系統(tǒng)用的是200W高功放，且不具備測試轉(zhuǎn)發(fā)器監(jiān)測環(huán)節(jié)（測試轉(zhuǎn)發(fā)器監(jiān)測環(huán)節(jié)也是廣電總局要求地球站必須監(jiān)測的一個環(huán)節(jié)）。需在新建備用系統(tǒng)高功放的輸出端增加一個波導耦合輸出口，耦合輸出經(jīng)過一個測試轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)為L波段信號，輸入信號監(jiān)測系統(tǒng)，作為上行鏈路發(fā)射至天線的最后一個監(jiān)測環(huán)節(jié)，用于協(xié)助判斷整個系統(tǒng)正常與否。

3.波導網(wǎng)絡

我站原上行系統(tǒng)現(xiàn)波導網(wǎng)絡有三個波導開關(guān)兩個假負載，每個波導開關(guān)對應相應的波導開關(guān)控制器。從而實現(xiàn)主備上行系統(tǒng)的切換和主備天線的切換，但是切換邏輯稍顯復雜。擬將波導切換邏輯稍作改動只需要一個假負載，并將三個波導開關(guān)接入到一個波導開關(guān)控制器，從而達到簡化切換邏輯和簡化設備的效果。改造后波導網(wǎng)絡部分結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2

圖3 自動功率控制系統(tǒng)的示意圖

要求波導開關(guān)控制器面板顯示射頻網(wǎng)絡的拓撲關(guān)系及開關(guān)的狀態(tài)，只需要在倒換開關(guān)控制上選擇相應的開關(guān)并確認即可完成切換。并可提供功放的射頻抑制信號。具有遠控口，可以通過第三方監(jiān)控軟件實現(xiàn)遠程監(jiān)控，通過RS232/485口實現(xiàn)本地控制和遠程控制面板之間的通信。

2.4 抗干擾自動功率增益系統(tǒng)

我站現(xiàn)備用上行系統(tǒng)由于使用的是200W固態(tài)功放，沒有配置自動功率控制系統(tǒng)。按照要求，改造后備用上行系統(tǒng)需配置一套與主用上行系統(tǒng)獨立的抗干擾自動功率增益系統(tǒng)，以達到抗干擾保證安全播出的目的。（圖3為自動功率控制系統(tǒng)的示意圖）

2.5 網(wǎng)管系統(tǒng)

由于備用上行系統(tǒng)改造將設備全部更換，要求將新的設備和新增自動功率增益系統(tǒng)接入地球站網(wǎng)管系統(tǒng)，并相應地進行地球站網(wǎng)管系統(tǒng)更新和升級工作。我站現(xiàn)用的地球站網(wǎng)管系統(tǒng)主備上行系統(tǒng)設備存在共用串口服務器現(xiàn)象，雖然不影響系統(tǒng)工作，但是線路管理有些凌亂，所以此次改造擬將主備上行系統(tǒng)的上行設備分別使用獨立的串口服務器，這樣使線路連接更加清晰，也能最大限度地保證系統(tǒng)的可靠性。

三、總結(jié)

此次我站備用上行系統(tǒng)改造項目設備配置按照相關(guān)的設備配置要求進行的，改造后可以解決設備老化問題，完善了兩套上行系統(tǒng)的功能。而且對設備進行了合理的布局，對未來的發(fā)展進行了長遠的考慮，設備的可靠性和安全性都可以得到極大的提高。