發(fā)射臺廣播電視數(shù)字化及維護管理

陳 健

（作者單位：粵東鴻圖嶂電視調(diào)頻轉播臺）

廣東省粵東鴻圖嶂電視調(diào)頻轉播臺，位于廣東省梅州市豐順縣八鄉(xiāng)山鴻圖嶂，海拔1 277 m的高山頂上；現(xiàn)按要求承擔播出中央數(shù)字廣播電視覆蓋節(jié)目、廣東省模擬和數(shù)字廣播電視覆蓋、地方市一級廣播電視覆蓋任務和廣東省數(shù)字微波樞紐信號傳輸管理工作；目前模擬電視播出4個頻道總功率50 kW，數(shù)字電視3個頻道播出總功率5 kW共有17套節(jié)目，模擬廣播播出6個頻點總功率48 kW（其中一個CDR模數(shù)同播，模擬廣播10 kW，數(shù)字廣播1 kW播出3個節(jié)目）。發(fā)射臺是廣東省四大高山廣播電視骨干轉播臺之一，信號主要覆蓋粵東地區(qū)，及周邊閩西、贛南和粵東海面，受眾人口達2 000多萬。

1 發(fā)射臺數(shù)字化進程

根據(jù)國家、廣東省新聞出版廣電局和廣東省廣播電視技術中心的工作計劃和數(shù)字化進程的逐步推進，2010年開始，發(fā)射臺的廣播電視設備更新，主要以數(shù)字化為目標進行設計、采購和實施；具體工程項目如下：

（1）2014年升級19CH模擬電視10 kW天饋線系統(tǒng)為UHF20kW雙饋8層4面天饋線系統(tǒng)；增加19CH+26CH雙工系統(tǒng)，設計分別播出19CH模擬電視10kW和26CH數(shù)字電視3kW。

（2）2014年升級調(diào)頻廣播多工器，由原播出使用的調(diào)頻4工擴展為5工（天饋線原設計容量為50 kW+50 kW，雙饋8層4面），其中一個頻點為CDR模數(shù)同播；播出總功率≤45 kW。

圖1

（3）2016年新增數(shù)字電視26CH，發(fā)射功率為數(shù)字3 kW，節(jié)目內(nèi)容以省覆蓋4套為主+地方市電視1套；節(jié)目信號源從省數(shù)字微波網(wǎng)絡中取出，經(jīng)過解碼后轉換成國標電視標清信號，復用成所需要的節(jié)目碼流，送給發(fā)射機的數(shù)字激勵器調(diào)制成DTMB信號播出；

（4）2017年新增中央廣播電視無線數(shù)字覆蓋，由地面數(shù)字電視44CH、45CH和調(diào)頻數(shù)字音頻廣播CDR組成，實現(xiàn)12套中央電視節(jié)目的無線數(shù)字化覆蓋，同時CDR廣播承擔了10 kW的1套模擬和1 kW的3套數(shù)字中央廣播節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋。

2 發(fā)射臺數(shù)字系統(tǒng)運行情況

發(fā)射臺到2018年6月，最新安裝的數(shù)字廣播電視系統(tǒng)，也在臺運行一年有余；對比數(shù)字廣播電視系統(tǒng)和模擬廣播電視系統(tǒng)，我們可以發(fā)現(xiàn)一些明顯的不同點：

（1）數(shù)字系統(tǒng)對發(fā)射機和天饋線系統(tǒng)要求更高，體現(xiàn)在頻帶的要求上非常明顯；模擬電視頻帶是由視頻fV（帶寬6.5 MHz）+音頻fA（帶寬0.5 MHz）組成8 MHz的播出頻道；數(shù)字頻帶是直接以頻道的中心頻率為標識，在8 MHz通道內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。

圖2

圖3

（2）內(nèi)容由模擬變成數(shù)字信號，播出內(nèi)容沒有固定在簡單的視頻和音頻上，前端信號調(diào)制監(jiān)測系統(tǒng)功能強大；信號異常時，主、備信號和墊播信號均可自動切換和快速恢復；傳輸內(nèi)容的變更容易實現(xiàn)，前端信號傳輸方式多樣化，ASI和IP容易相互轉換，系統(tǒng)容易整合，可根據(jù)需要進行選擇復用和調(diào)整。

（3）發(fā)射機固態(tài)化后，播出信道輸出功率穩(wěn)定，覆蓋范圍和效果更好；功放故障率很低，完全實現(xiàn)了“不間斷”播出的要求；播出質(zhì)量隨著AVS+的普及，相同帶寬可實現(xiàn)傳輸節(jié)目碼流大幅降低，接收質(zhì)量明顯提高，內(nèi)容上更多選擇；例如中央廣播電視無線覆蓋中的一路8套央視節(jié)目和一路4套央視節(jié)目分別進行AVS+編碼復用后，生成兩路傳送碼流（8套節(jié)目：18.624Mbps，4套節(jié)目：9.312Mbps）。

（4）從播出設備的系統(tǒng)圖中可以明顯看出，現(xiàn)階段數(shù)字系統(tǒng)主要由前端+發(fā)射機+天饋線組成，比以前的模擬廣播電視多增加前端環(huán)節(jié)，主要實現(xiàn)：傳輸信號的選擇，解碼、編碼轉換，多節(jié)目信號內(nèi)容復用，主、備信號監(jiān)控和切換。

3 發(fā)射臺播出系統(tǒng)維護管理工作

綜合發(fā)射臺目前播出設備，整個播出設備日常運行管理系統(tǒng)就自然的組成了以下的幾個板塊：

板塊1：信號源系統(tǒng)

因發(fā)射臺地理位置和歷史上信號傳輸形成原因，現(xiàn)播出節(jié)目的信號來源由衛(wèi)星空中直接接收和地面微波接力傳輸形成。中央廣播電視節(jié)目現(xiàn)在主要用衛(wèi)星直接接收，經(jīng)過前端系統(tǒng)或播控室后送到發(fā)射機播出；省臺廣播電視節(jié)目用微波信號為主，衛(wèi)星信號作為備份信號，經(jīng)過前端系統(tǒng)或播控室后送到發(fā)射機播出；各系統(tǒng)前端將各頻道所需要的節(jié)目信號進行解碼、編碼和復用；

板塊2：播出控制室

按照目前的廣播電視播出管理規(guī)定，播出信號必須經(jīng)過監(jiān)控后才送給發(fā)射機播出。播出控制室主要監(jiān)控不同路由來的信號源是否正常，監(jiān)看監(jiān)視接收的播出質(zhì)量，根據(jù)發(fā)射機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)控播出設備運行情況，根據(jù)環(huán)境監(jiān)控監(jiān)視播出場所，掌控整個發(fā)射臺的安全運行情況，是一個發(fā)射臺的運行核心。

板塊3：發(fā)射臺供配電系統(tǒng)

因地理位置原因，發(fā)射臺現(xiàn)只有一路外電，高壓變壓器容量為800 kVA，500 kW和300 kW發(fā)電機組形成主用和備用應急供電，當市電供應異常時可立刻自動啟動500 kW發(fā)電機組，并立刻輸出到發(fā)射機房。播出控制室和前端系統(tǒng)配置有UPS，數(shù)字微波樞紐系統(tǒng)使用電池浮充供電。

板塊4：廣播電視發(fā)射設備和附屬設備

發(fā)射臺播出頻道頻點多，調(diào)頻廣播6個頻點，模擬電視4個頻道，數(shù)字電視3個頻道，數(shù)字微波中繼傳輸樞紐站一個；現(xiàn)階段每個頻道（頻點）的發(fā)射機是1+1模式為主；調(diào)頻天饋系統(tǒng)兩套，分別播出中央、省和地方信號；電視天饋系統(tǒng)5套，模擬和數(shù)字信號混合播出；廣播電視發(fā)射設備以同方吉兆和凱騰四方為主。

這四大板塊，也就是發(fā)射臺日常運行和管理的主要工作。

日常，以播出控制室為主要核心部門，掌控發(fā)射臺的信號源、播出傳輸控制、環(huán)境安全監(jiān)控、發(fā)射設備運行狀態(tài)管理等。實際，這一切都是在對設備進行管理和監(jiān)控，只有設備運行正常，信號內(nèi)容播出才正常。因此，要求日常維護工作以設備維護檢修為重中之重。根據(jù)現(xiàn)有設備情況，現(xiàn)階段對固態(tài)發(fā)射機、集成高度集中的監(jiān)控切換設備、信號接收傳輸設備、電源動力系統(tǒng)、播出傳輸天饋線等提出整體維護基本要求。

第一，每周進行常規(guī)清潔。固態(tài)發(fā)射機的散熱和進出風系統(tǒng)，主要用高速軸流風扇；風扇外設計有過濾網(wǎng)，除防止異物進入外，濾網(wǎng)的最大功能就是過濾空氣中的灰塵。發(fā)射臺雖然地處野外、高山環(huán)境，但處于南北交匯處，往南以下沒有任何高山，空氣中的懸浮物質(zhì)和油污明顯，過濾網(wǎng)需要經(jīng)常清潔，以保證進出風的大小和風的質(zhì)量。

第二，每周進行設備工作狀態(tài)、運行參數(shù)的調(diào)整和校對。按照發(fā)射機的播出工作要求：（1）核對播出所需要的頻率（頻道）、播出調(diào)制方式、播出功率和內(nèi)容；（2）核對發(fā)射機的各個電源電壓、工作電流范圍；（3）各個工作模塊之間的通訊、系統(tǒng)工作設置等內(nèi)容。

各工作狀態(tài)和參數(shù)，每周要做詳細記錄，方便檢查校對。

第三，每周巡查電源系統(tǒng)和天饋線系統(tǒng)。發(fā)射臺設備長時間工作，電源供配電和天饋線同時工作；要求巡查設備時可用紅外測量設備進行定期測量工作溫度，主要部位有：（1）大電流工作部位，如交流接觸器、電源開關；（2）整機輸出饋管、彎頭、同軸開關；（3）功放輸出、連接饋線、吸收平衡負載；（4）天饋線系統(tǒng)多工器的濾波器、合成分配器、吸收負載、雙層天饋線切換開關、連接器件等。

第四，每周交接班進行室外設備巡查。發(fā)射臺地處高山和野外，在條件許可下，必須進行室外設備定期檢查，要求：（1）對發(fā)射臺的場地進行安全巡查；（2）高壓供電終端桿上的設備（跌落開關、避雷電阻、接地線）有無異常情況巡查；（3）發(fā)射塔外觀檢查（天線振子、防風保護罩、饋管、饋管走線架、保護蓋板）有無明顯異常情況。

第五，每月對設備進行整機清潔和狀態(tài)檢查。發(fā)射機有主用、備用設備，要定期進行輪換播出，每月發(fā)射機輪播后，作為備用設備，可進行全面的清潔維護檢修：（1）清潔電源模塊、功放模塊、分配和合成模塊；（2）整機各級控制系統(tǒng)、吸收平衡負載等；（3）檢查各連接元器件、電源和功放插接頭和座，有無元器件損壞或變色、接觸不良等情況；

清潔檢修完后，使用假負載進行運行測試，工作正常即作為備機使用，并做好維護檢修記錄。

第六，每季度進行天饋線系統(tǒng)維護檢測。發(fā)射天線振子、功率分配器、分支電纜和饋管等是發(fā)射臺的重要播出元器件，主要作用是將電信號轉換成帶極化的磁場信號輻射傳播出去。發(fā)射臺要定期進行天饋線系統(tǒng)的駐波比檢測，確保信號輸出功率轉化的最大效率，達到播出覆蓋范圍。使用BIRD天饋線分析儀對播出天饋線進行檢測，發(fā)現(xiàn)異常時可以進行故障定位，查找故障部位和分析故障原因。

檢查饋管充氣機運行情況，過濾器的狀態(tài)和饋管工作氣壓。

檢修測試完成后，做詳細記錄，方便檢查校對。

第七，供配電系統(tǒng)和應急電源維護。供配電柜要求每季度進行清潔和檢查，主要檢查電流接觸點、接線柱松緊度、電源線是否過溫變色，基礎控制電源工作狀態(tài)、控制保護系統(tǒng)檢測。

應急電源要求每月帶負載運行30分鐘；每周檢查機油和冷卻系統(tǒng)，啟動電池液面和充電維護；每周啟動試運行一次；長時間工作后，按廠方維護時間要求更換機油、油和空氣過濾器，調(diào)整校正運行狀態(tài)參數(shù)（輸出電壓、調(diào)整精度、調(diào)整時間等）。

檢修測試完成后，做詳細記錄，方便檢查校對。

表1 年度維護檢修工作計劃表

第八，其他注意事項。發(fā)射臺因地理位置原因：夏天炎熱、空氣潮濕多變，臺風季節(jié)風大雨多；冬天氣溫日夜溫差變化大，甚至時有結冰霜凍的情況。要求工作人員日常巡查時根據(jù)環(huán)境變化情況，及時開啟或關閉門窗；溫度過高時開啟通風散熱系統(tǒng)，零度以下要啟動防寒防凍措施，保證設備正常運行。

應急電源的油庫存量，要根據(jù)季節(jié)情況和播出要求，做到油庫存量至少能供發(fā)射臺正常運行三天以上的量；冬季和臺風季節(jié)頻發(fā)時，要考慮道路等原因，提前做好油量庫存。