廣電發(fā)射臺遠程監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法探析

蔣建領

（浙江省紹興市上虞區(qū)廣播電視總臺，浙江 紹興 312300）

一、引言

隨著計算機互聯(lián)網(wǎng)技術的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)廣播電視技術產(chǎn)生了巨大的影響，當然兩者間已經(jīng)在一定程度上有了有機的融合。而促進新技術有機融合的基礎包括數(shù)字技術、光纖技術、IP技術和高速通信技術等，這給廣電行業(yè)發(fā)展帶來了契機。比如高山臺要想建立一套高效、性價比高、安全的數(shù)據(jù)監(jiān)控傳輸通道，就面臨著諸多困難。一套完整的監(jiān)控系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集、遠程數(shù)據(jù)通信和監(jiān)控管理三大系統(tǒng)組成，簡單地說監(jiān)控系統(tǒng)的實質(zhì)就是遠程數(shù)據(jù)通信。如何建立起能長期、穩(wěn)定、高效和安全的數(shù)據(jù)傳輸通道，技術方案的選擇和建設成本控制，是監(jiān)控系統(tǒng)中實施難度最大的。為此，下面就當前可選擇或可實現(xiàn)的傳輸技術和手段做一些粗淺的分析。

二、發(fā)射機房遠程監(jiān)測和控制的困難與優(yōu)勢

一是中國幅員遼闊，人口眾多，地形復雜，各地的廣播電視發(fā)射臺（站）分布眾多、范圍廣，建設年代和經(jīng)濟條件各不相同，特別是在高山臺機房的建設發(fā)展上有很大差別。在同一地監(jiān)測中心至發(fā)射臺（站）機房距離短的百米或數(shù)百米，不在同一地的數(shù)公里，有的甚至達百公里，大多數(shù)情況下要求傳輸距離都很長。工程量大、成本高是遠程監(jiān)控的主要難點。二是應用場景不同節(jié)點多，如圖聲監(jiān)控、固定量變監(jiān)測、設備運行參數(shù)和質(zhì)量監(jiān)控、安全監(jiān)控報警類等多方面的需求。三是設備通信接口標準不一，不同廠家不同類型設備的基本通訊口標準有其國定的方式，如RS232 RS422 RS485 SNMP TCP/IP等多種通訊方式，要想統(tǒng)一或更改是極為困難的，也是不現(xiàn)實的。四是系統(tǒng)質(zhì)量要求高，必須能長期、穩(wěn)定、可靠運行，其防破壞和抗干擾等安全性能要求也很高。

實現(xiàn)高山發(fā)射臺機房現(xiàn)代化管理和控制，緊跟時代技術步伐，實施自動化、智能化的管理和控制，這已成為國內(nèi)眾多發(fā)射臺和相關廠家技術升級改造的必然選擇及努力的方向，這也是廣電行業(yè)急需的內(nèi)生動力，市場廣闊，潛力巨大。

三、數(shù)據(jù)傳輸技術路徑

（一）有線短途傳輸

發(fā)射機房距離監(jiān)控中心較近，比如在一幢大樓內(nèi)或大院內(nèi)，可采用RS485通訊或局域網(wǎng)TCP/IP通訊方式傳輸，將監(jiān)控數(shù)據(jù)信息傳至監(jiān)控中心機房統(tǒng)一進行數(shù)據(jù)存儲、檢測、監(jiān)視和控制等處理即可。這種方式屬于有線介質(zhì)傳輸，線路搭建成本最低。

（二）有線無線中距傳輸

1.光纖通訊

因用石英做成的光纖其透過光線的能力非常強，只要在光線中附加上多種信息，就可以達到傳送信號目的，這種附加信息的光信號也屬于有線介質(zhì)傳輸方式。容量大、數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量很高和不受外界環(huán)境變化的影響是其主要特長。適合于大量數(shù)據(jù)的傳輸，信號也很穩(wěn)定和安全。但是，光纖通訊線路設計和光纜架設或地埋工程的實施等方面卻都不易，建設周期長，成本難控制，如建立高山或長距離專用干線時，一次性投資會很大。

2.微波通信

微波是指頻率在300MHz～300GHz范圍內(nèi)的電磁波，具有直線傳播不能繞射的特性，屬于無線通信方式。當頻率達到GHz級別時，工業(yè)干擾、天電干擾及太陽黑子的活動對微波通信影響極小。數(shù)字微波通信能對信號進行再生，使通信線路噪聲不在積累，增加了抗干擾性，擴展了鏈路級數(shù)。主要特點是頻帶寬,傳輸信息容量大，布置靈活，不受沼澤、江河、高山等特殊地理環(huán)境的影響，在遭遇自然災害時，通信的建立及轉(zhuǎn)移都較容易，建設周期短，比有線通信具有更大的靈活性。雖有以上諸多優(yōu)點，但是也存在暫時無法解決的缺點和固有的局限性和不足。目前，主要用于直播和特殊環(huán)境下的骨干線路點到點傳輸或提供備份通道。如果要組建大型長距離通信網(wǎng)絡，中距接力站點過多時管理是難點，投資也很大。

以上兩種通訊方式，都適用于點到點的中距離通信，特別適合于已架設了用于傳輸信號的微波或光纖通道線路，只要在原有設備和備份光纖上進行升級改造及調(diào)整，即可完成綜合性通信通道的建立。

（三）無線4G移動網(wǎng)絡傳輸

就是我們通常所說的基于互聯(lián)網(wǎng)3G/4G通道，4G是目前主流的通訊方式。其本質(zhì)是在利用互聯(lián)網(wǎng)建立加密VPN專用通道，可以傳輸各種數(shù)據(jù)等。顯然，移動通訊通道不受地理、環(huán)境和距離制約，只要有移動信號的發(fā)射機房，都可以使用該通訊方式。4G運營商在某些領域已有深度合作,如地鐵、高鐵、高速公路等上的應用已實現(xiàn)共建共享。因此，可以利用4G網(wǎng)絡建立的加密VPN專用通道用于傳輸監(jiān)視監(jiān)測和控制數(shù)據(jù)，這是一種比較便捷的通信方式。

（四）無線移動運營商E1通訊

移動運營商已開放E1通道業(yè)務，該E1通道標準是一個時分復用幀（其長度T=125us）共劃分為32相等的時隙，一個時隙8bit/64k，共有32個64k。時隙的編號為CH0-CH31。其中時隙CH0用作幀同步，時隙CH16用來傳送信令，剩下CH1-CH15和CH17-CH31共30個時隙用作30個話路。每個時隙傳送8bit，因此共用256bit。每秒傳送8000個幀，因此一個E1通道的數(shù)據(jù)率就是2.048Mbit/s。租用E1通道是可行的，監(jiān)控系統(tǒng)完全可以采用該通道進行數(shù)據(jù)傳輸。由于運營商業(yè)務辦理等限制，在同省范圍內(nèi)搭建比較合適，這種方式的應用也正在被越來越重視。

（五）綜合技術應用

就遠離城市的高山發(fā)射臺（站）來說，無線3G/4G移動網(wǎng)絡通信信號往往很弱甚至沒有，用單一傳送方式就有很大的局限性。對于像大型發(fā)射臺或高山臺（站）來說，受地理環(huán)境、經(jīng)濟等多種因素的影響，建立傳輸鏈路確實困難重重。我們利用或綜合以上具有不同特性傳輸方式的優(yōu)勢，發(fā)揮其特長進行有效組合，可以解決偏遠或高山需要傳輸數(shù)據(jù)的困難。比如采用多段或分段連接方式，將有線和無線這兩種或以上的技術相結(jié)合，即通過光纜或微波通道送到有穩(wěn)定無線移動網(wǎng)絡信號覆蓋的地方，再把信號轉(zhuǎn)換成無線3G/4G移動信號送至監(jiān)控中心機房。雖然，這種方式有局限性，但是其靈活多樣的解決方案，還是有其很高的現(xiàn)實應用價值的。

（六）無線5G移動網(wǎng)絡傳輸展望

即將到來的5G移動網(wǎng)絡通信技術，其核心要素即是可媲美光纖的網(wǎng)絡高速度、無與倫比的質(zhì)量、高效率、高容量和幾乎實時的低時延接入及無處不在的強大連接功能，必將大大超過現(xiàn)有的各類無線通信方式。特別是5G通信網(wǎng)絡的大規(guī)模MIMO技術(多輸入多輸出技術)、毫米波通信技術（3GHz～60GHz）以及D2D通信技術(兩個對等用戶節(jié)點之間直接通信)等關鍵技術的突破和應用，將對廣播電視遠程發(fā)射臺（站）、專用機房的智能自動化管理帶來深遠影響，這樣的現(xiàn)實就在眼前了。

（七）監(jiān)控系統(tǒng)圖例

圖例一如下：基于光纜和485通道構(gòu)建的遠程/本地備播監(jiān)控系統(tǒng)：

圖例二如下：基于移動4G的VPN網(wǎng)絡構(gòu)建的野外發(fā)射基站遠程監(jiān)控系統(tǒng)：

圖例三如下：基于運營商E1通道構(gòu)建的遠程監(jiān)控系統(tǒng)

圖例四如下：基于有線電視網(wǎng)絡構(gòu)建的遠程監(jiān)控系統(tǒng)

四、結(jié)束語

機房監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方式有很多，可以根據(jù)地點、環(huán)境、規(guī)模、經(jīng)濟條件等特點來選擇適合可靠的通訊方式。當然，能夠為廣電發(fā)射臺站監(jiān)控數(shù)據(jù)通信傳輸提供一個可靠的途徑，關鍵是傳輸方式設計和硬件及軟件能否穩(wěn)定、安全、高效地運行和性價比等是需要全面考量的。