“百縣萬村示范工程”DTMB與IP傳輸結合的廣播方案

張海兵

卓資縣文化廣播電影電視局 內蒙古 卓資縣 012399

1 項目建設背景

1.1 卓資縣基本情況

卓資縣位于內蒙古自治區(qū)中部，東連察哈爾右翼前旗，南鄰涼城縣，西倚自治區(qū)首府呼和浩特，北靠察哈爾右翼中旗，東南與豐鎮(zhèn)市接壤、西北與四子王旗接壤、東北與察哈爾右翼后旗接壤。卓資縣轄5鎮(zhèn)3鄉(xiāng)，8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)下轄9個社區(qū)、110個村委會、925個自然村。卓資縣總面積3119km2，東西長92.6km，南北寬67.7km。地處內蒙古高原陰山山脈東南麓，縣境最高海撥2206m，最低海拔1235m，平均海拔1750m，是個多山地、丘陵、少平川地區(qū)。

1.2 廣播電視覆蓋現(xiàn)狀

卓資縣城區(qū)內有線電視網絡已覆蓋各個小區(qū)，城區(qū)以外5鎮(zhèn)3鄉(xiāng)110個村委會，部分村委會有線電視網絡主光纜已通達，部分村委會有線電視網絡主光纜還未通達。

2016年卓資縣建設了廣播“村村響”工程，全縣8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)110個村委會都有“村村響”廣播設備。“村村響”廣播平臺位于縣廣播電視臺，信號通過地面數(shù)字電視發(fā)射塔傳輸，卓資縣目前只有一座地面數(shù)字電視發(fā)射塔，位于縣內偏北的708發(fā)射臺，發(fā)射本地6套節(jié)目，包括“村村響”廣播節(jié)目。由于縣域面積大且多山地、丘陵，只有發(fā)射塔附近村莊可以有效接收信號，其余大多數(shù)村莊接收不到廣播信號，只能實現(xiàn)本地廣播。

1.3 項目建設必要性

“百縣萬村示范工程”，統(tǒng)籌宣傳、新聞出版廣電、財政、文化等相關部門的資源和力量，完善公共文化服務體系，深入實施文化惠民工程，廣播器材配置是其建設內容的重要組成部分。第一，基層廣播是宣傳觸角的延伸，在基層群眾中具有天然的親和力。在廣大農村，其實用性尤為突出，是開展主流輿論宣傳、加強思想政治教育、凝聚人心的重要平臺，使中央的聲音傳入基層、進入家庭。第二，作為應急廣播使用，具有覆蓋面廣、方便快捷、抗損毀能力強等優(yōu)勢。在災害預警、發(fā)布權威信息、協(xié)調救援等方面有著不可替代的作用，尤其是在災害造成信息中斷的情況下，應急廣播具備較強的信息發(fā)布、信息回傳、遠程喚醒、資源調度、應急機動功能。第三，基層廣播是保障人民群眾文化權益、滿足基層群眾美好生活需要的文化工程，依托豐富的廣播電視內容資源提供文化服務，已經成為豐富基層群眾精神文化生活的重要平臺。

2 卓資縣“百縣萬村示范工程”廣播實施方案

根據(jù)內蒙古自治區(qū)新聞出版廣電局《關于配合做好“百縣萬村示范工程”廣播器材配置工作有關事宜的通知》要求，為每個行政村配置一套廣播器材，包括：收擴機、大喇叭、室外音柱、直播衛(wèi)星接收設備、DVD、收音機、功放、音箱。要求與各級部門平臺聯(lián)網后，可以直接快速發(fā)布通知、召集會議、發(fā)布自然災害預警信息、宣傳惠農政策或者用于文化宣傳等。國家新聞出版廣電總局提供了“基于有線/無線調頻副載波系統(tǒng)”、“基于TS流數(shù)字電視網絡系統(tǒng)”和“基于IP網絡系統(tǒng)”三種備選方案。由于資金限制，本次工程獨立敷設光纜是不現(xiàn)實的，根據(jù)卓資縣廣播電視基礎設施情況，采用基于TS流數(shù)字電視網絡的系統(tǒng)較為經濟、便捷，但是信號覆蓋面積不夠。當時正值卓資縣廣電網絡公司往各村敷設光纜，經過實地考察、測試，提出DTMB和IP雙信號鏈路傳輸方案，采用DTMB/IP雙模接收終端。在地面數(shù)字電視信號質量好的村莊，用DTMB作為主信號源，以節(jié)省成本，在地面數(shù)字電視信號覆蓋不到的村莊，采用IP傳輸，實現(xiàn)所有終端都能接收到上級信號。IP傳輸既穩(wěn)定可靠又能雙向傳輸、進行遠程管控，彌補“村村響”工程的不足。

3 系統(tǒng)架構

此次廣播系統(tǒng)的設計和建設，遵循經濟性和實用性并舉的原則，充分利用現(xiàn)有網絡、鄉(xiāng)鎮(zhèn)廣播站機房、鄉(xiāng)鎮(zhèn)綜合文化站等基礎設施，采用功能適合農村情況、符合用戶要求的系統(tǒng)配置方案。采用自上而下的分級架構，全系統(tǒng)架構分為縣級播控中心、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級分控中心、村廣播室。

縣級播控中心和服務器設在卓資縣廣播電視臺機房，具有系統(tǒng)管理、用戶管理、廣播采集、節(jié)目編排、廣播下發(fā)、監(jiān)聽、運行回溯、終端管理等功能。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)級分控中心是系統(tǒng)的子平臺，采用有線寬帶網絡與縣級播控平臺連接，控制本區(qū)域終端廣播。并且能根據(jù)各自應用需求，定制各自的播出計劃，向管轄區(qū)行政村發(fā)送廣播。

村廣播室只控制本村的廣播終端，采用地面數(shù)字電視網絡和寬帶網絡進行信號傳輸，負責把上級傳來的廣播信息源通過編、解碼之后，傳送到擴音器播放。具體架構，如圖1所示。

圖1 卓資縣“百縣萬村示范工程”廣播系統(tǒng)圖

3.1 縣級播控中心

縣級播控中心設在卓資縣廣播電視臺機房，整個平臺采用地面數(shù)字電視網絡和TCP/IP雙通道進行信號傳輸，核心包括：廣播系統(tǒng)服務器和配套的廣播控制軟件?？h級播控中心系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2 卓資縣“百縣萬村示范工程”廣播縣級平臺系統(tǒng)圖

廣播系統(tǒng)服務器負責全套系統(tǒng)的業(yè)務處理，為整個廣播平臺運行提供支撐，實現(xiàn)后臺管理、權限管理，用于終端設備配置、遠程監(jiān)管、運維，廣播資源的采集、存儲，數(shù)據(jù)的接入、分發(fā)，信息的認證、傳輸、廣播任務的執(zhí)行等。

縣級播控中心前端主要由系統(tǒng)廣播控制軟件、工作臺、麥克風、調音臺、監(jiān)聽音箱和其他音頻設備組成，具備廣播功能和管理功能，信號源可取自于調頻廣播、衛(wèi)星直播節(jié)目、網絡直播流、本地編排的節(jié)目、本地采集的文件等。

廣播平臺的基本工作流程是：各種音頻、數(shù)據(jù)資源發(fā)送到交換機，經編碼器編碼后送給IP復用器和寬帶廣播網絡，IP復用器把多路不同節(jié)目信號復用成一路數(shù)字電視信號送入QAM調制器進行信號調制，然后將其發(fā)送到地面數(shù)字電視系統(tǒng)，通過地面數(shù)字電視網絡發(fā)送到各行政村的接收終端，完成節(jié)目的傳輸。同時，寬帶廣播網絡的信號也傳送到各廣播接收終端，廣播終端收到廣播信息后進行解碼、播放，同時回傳工作狀態(tài)到上級平臺。

廣播平臺配置電話接入主機和短信接入網關，通過這兩個設備可以實現(xiàn)遠程電話廣播、短信廣播，不受應用空間的限制，可以隨時隨地進行緊急信息廣播，極大的增強了系統(tǒng)的應急機制。

電話接入主機標準配置支持16路電話同時接通實時廣播，在資源和傳輸碼率足夠的情況下，最大可擴展到256路。

短信接入網關支持短信轉語音緊急廣播，用手機編輯帶有用戶名和用戶密碼的短信息，發(fā)送到短信接入網關的號碼，系統(tǒng)經過比對、安全認證后，對其所轄的終端進行語音播報。

3.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)級廣播

在鄉(xiāng)鎮(zhèn)設立分控中心，通過寬帶網絡與縣機房、各行政村廣播室相連，縣播控中心機房可以監(jiān)管、控制各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分控中心和終端。鄉(xiāng)鎮(zhèn)分控中心可以編排廣播節(jié)目，選擇本區(qū)域內的終端發(fā)布廣播。發(fā)布的廣播任務上傳至廣播系統(tǒng)服務器，到設定的廣播時間后自動播放。鄉(xiāng)鎮(zhèn)級廣播平臺系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 卓資縣“百縣萬村示范工程”廣播鄉(xiāng)鎮(zhèn)級平臺系統(tǒng)圖

在日常狀態(tài)下，優(yōu)先接收上級廣播，當上級廣播任務完成時，執(zhí)行本級別廣播任務。鄉(xiāng)鎮(zhèn)分控中心可以根據(jù)需求，對所轄終端進行全域、指定區(qū)域或定點廣播播發(fā)，在廣播下發(fā)時，一般選擇日常廣播類型。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)級分控中心可以在轄區(qū)范圍內進行直播喊話、電話語音廣播、短信播報、調頻廣播、多媒體播放等。在縣級平臺的配合作用下，通過遠程管理對本級系統(tǒng)進行終端管理，通過資源管理功能進行權限設置、日志查詢。

3.3 村級廣播

村級廣播室設有分控話筒，各村都配置收擴機、大喇叭和室外音柱，村級管理員可通過分控話筒實現(xiàn)本村廣播，也可通過撥打電話、發(fā)送短信進行廣播，或者使用多媒體廣播。村級廣播平臺，如圖4所示。

圖4 卓資縣“百縣萬村示范工程”廣播村級平臺系統(tǒng)圖

3.4 廣播終端

廣播終端將信道接收解調模塊、擴音模塊、監(jiān)控模塊等集成，采用地面數(shù)字電視網絡和TCP/IP網絡的方式接收縣級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級和村級廣播節(jié)目。各行政村配置支持DTMB和IP信號接收的雙模收擴機或音柱，實時接收上級廣播節(jié)目。收擴機接收到上級廣播信號通過解碼后傳輸?shù)酱罄炔シ?，室外音柱接收到上級廣播信號通過解碼后直接播放。

廣播終端平時處于待機狀態(tài)，當上級平臺下發(fā)廣播指令時，自動接收、識別并啟動播音。為避免擾民，編排節(jié)目單時可選擇上午和傍晚播放廣播，并且使用較低的音量，只有發(fā)生緊急情況時才以高音量播放應急廣播。收擴機和音柱內置監(jiān)測模塊，把設備運行狀態(tài)和廣播執(zhí)行情況回傳到播控平臺實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

3.5 傳輸網絡

系統(tǒng)采用DTMB和TCP/IP雙模式進行傳輸，縣級平臺直接通過地面數(shù)字電視網絡把信號傳輸?shù)浇邮战K端，同時通過TCP/IP把信號傳輸?shù)洁l(xiāng)鎮(zhèn)、村級平臺和終端。鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村級平臺也接入寬帶網絡，發(fā)送廣播指令到播控平臺，實現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村廣播下發(fā)。村級接收終端接收、播放廣播內容，并將實時狀態(tài)回傳到上級平臺，播控平臺實現(xiàn)對廣播接收終端的管控。傳輸網絡，如圖5所示。

圖5 卓資縣“百縣萬村示范工程”傳輸網絡圖

DTMB信號傳輸：縣級服務器控制中心發(fā)出指令后，通過局域網將數(shù)字信號傳輸?shù)絀P復用器上，IP復用器接收后將數(shù)據(jù)傳輸給QAM調制器，QAM數(shù)字調制器進行QAM數(shù)字調制。輸出的信號通過DTMB傳輸網絡傳輸?shù)浇邮战K端，終端收到上級信號，解碼后播放廣播。

IP信號傳輸：在廣播發(fā)送端，模擬信號通過網絡適配器轉換成數(shù)字信號，在廣播系統(tǒng)服務器的指令下，數(shù)字網絡設備的信號通過寬帶網絡傳輸?shù)浇邮战K端。廣播終端接收到數(shù)字音頻信號后，再轉換為模擬音頻信號，通過揚聲器播放。

4 系統(tǒng)功能

4.1 安全播出功能

廣播系統(tǒng)是新聞輿論的重要宣傳工具，也是鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村的重要管理工具，同時是農村緊急事態(tài)處置的重要手段，廣播系統(tǒng)的可靠性和安全性設計就成了廣播系統(tǒng)的最重要一環(huán)。廣播系統(tǒng)設有防火墻系統(tǒng)，防止受到黑客攻擊和病毒感染。同時考慮到廣播作為大眾媒體的特殊性，在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后，能確保廣播的安全播出，不出現(xiàn)停播和劣播的現(xiàn)象，并具備防止盜播插播功能，保證系統(tǒng)的運行安全。

超級管理員為各級用戶設置相應的權限，各級用戶的廣播請求和內容發(fā)送到核心交換機，多媒體交換機鑒別用戶身份，將語音信息發(fā)送到廣播管理系統(tǒng)，廣播管理系統(tǒng)將語音進行轉碼、調制，并經過安全服務器進行簽名。各級終端收到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流后進行驗簽，最后播出語音。

4.2 設備管理

為了更加直觀和便捷，在播控平臺上可通過地圖查看終端狀態(tài)、進行廣播下發(fā)。在地圖上直接點擊終端查看狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障后根據(jù)終端所處地理位置進行維護?？稍诘貓D上圈選設備，發(fā)布廣播，廣播下發(fā)的方式包括：話筒廣播、文字廣播、文件廣播、網絡直播流，分別彈出內容窗口，根據(jù)提示完成廣播下發(fā)，進入遠程監(jiān)管子平臺可以查看設備的實時回傳信息。

4.3 系統(tǒng)日志

系統(tǒng)自動保存運行日志，記錄下發(fā)廣播的用戶名稱、廣播類型、廣播時間、廣播時長等信息，管理員可以查看和下載系統(tǒng)日志。

4.4 遠程監(jiān)管

在播控平臺上通過系統(tǒng)軟件可查看各終端的實時狀態(tài)，正在執(zhí)行廣播任務還是空閑狀態(tài)，可以進行音量控制、開關機控制，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)管控制。

結束語

隨著網絡的快速發(fā)展和普及，有線電視寬帶網絡正在通向農村，越來越多的村莊通達了光纖寬帶，預計2019年卓資縣域內所有的行政村都將接通光纖寬帶。本方案因地制宜利用現(xiàn)有網絡資源建設百縣萬村廣播系統(tǒng)，采用DTMB/IP雙模廣播設備，在地面數(shù)字電視信號質量好的村莊，用DTMB作為主信號源，以節(jié)省成本。在地面數(shù)字電視信號覆蓋不到的村莊，采用寬帶網絡傳輸，實現(xiàn)信號穩(wěn)定傳輸。在施工后期，廣電網絡公司的寬帶網絡接通了，我們申請了廣播專網，實現(xiàn)了本次示范點村莊廣播設備的上級廣播、聯(lián)網控制。在隨后實施二期工程時，本方案可以利用IP廣播解決農村廣播“最后一公里”的問題，有較好的實用性和推廣性。