基于B/S架構(gòu)的遠(yuǎn)程智能發(fā)射機(jī)切換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

韓靖海 蔡磊

摘要：東芝發(fā)射機(jī)與SPINNER同軸切換裝置組合，可利用硬件狀態(tài)采樣、軟件邏輯描述實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)切換。在功能上，系統(tǒng)在滿足遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、自動(dòng)切換的同時(shí)采用多級(jí)控制方式，用戶可根據(jù)實(shí)際情況選擇采用遠(yuǎn)程一鍵切換、手動(dòng)分步切換、本地手動(dòng)切換，系統(tǒng)亦可根據(jù)預(yù)設(shè)故障條件停止操作切換命令等個(gè)性化功能。整個(gè)系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，方便系統(tǒng)的后期維護(hù)及多機(jī)房綜合監(jiān)控、降低系統(tǒng)運(yùn)維成本。

關(guān)鍵詞：分布式架構(gòu) 主備機(jī)切換 聯(lián)鎖保護(hù)

上海東方明珠發(fā)射臺(tái)針對(duì)東芝發(fā)射機(jī)1+1系統(tǒng)主備機(jī)自動(dòng)切換的升級(jí)改造，采用了安全、成熟的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，選擇了合適的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，開發(fā)出可實(shí)現(xiàn)多地集中管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控、安全可靠的發(fā)射機(jī)主備切換綜合平臺(tái)。這為多地機(jī)房集中管理提供便利，也為發(fā)射臺(tái)的設(shè)備集中管理尋求一種新的嘗試。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

一、明確硬件設(shè)備之間的分工。服務(wù)器內(nèi)植核心控制程序負(fù)責(zé)整個(gè)平臺(tái)的可靠運(yùn)行，平臺(tái)內(nèi)所有發(fā)射機(jī)系統(tǒng)均可同時(shí)調(diào)用核心程序中的切換控制程序子模塊實(shí)現(xiàn)應(yīng)急時(shí)的切換。

二、建立綜合監(jiān)測(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多機(jī)房、多發(fā)射機(jī)集中監(jiān)控，整個(gè)監(jiān)控平臺(tái)采用B/S架構(gòu)分布式系統(tǒng)（如圖1）。B/S（Browser/Server）架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是客戶端計(jì)算機(jī)只需利用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器即可訪問平臺(tái)控制頁面，所有的控制功能程序模塊都在服務(wù)器內(nèi)，客戶端無需安裝其他軟件。以后系統(tǒng)升級(jí)只需在網(wǎng)頁上對(duì)服務(wù)器進(jìn)行操作即可。平臺(tái)控制又是分布式的，每個(gè)機(jī)房、每個(gè)頻率發(fā)射機(jī)切換系統(tǒng)是獨(dú)立的，而平臺(tái)所有控制和信息可實(shí)現(xiàn)無縫共享。

三、采集發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)狀態(tài)、同軸開關(guān)位置狀態(tài)送本地服務(wù)器，使服務(wù)器根據(jù)實(shí)際狀態(tài)發(fā)出控制切換的命令。

四、根據(jù)SPINNER快裝式同軸開關(guān)工作特點(diǎn)設(shè)計(jì)安全可靠的機(jī)械聯(lián)鎖系統(tǒng)，保證主備發(fā)射機(jī)切換時(shí)主備機(jī)的聯(lián)鎖處于開路狀態(tài)，同軸到位后，主備發(fā)射機(jī)均可獲得必要的聯(lián)鎖。

五、考慮平臺(tái)的安全性。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

一、各種狀態(tài)的獲取。為了進(jìn)行智能切換，我們首先要檢測(cè)出發(fā)射機(jī)開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)、發(fā)射機(jī)運(yùn)行參數(shù)和同軸開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)獲取方式如下：

發(fā)射機(jī)開關(guān)狀態(tài)的獲取。通過一個(gè)主接觸器為發(fā)射機(jī)功放提供電源是東芝數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的共同點(diǎn)。主接觸器在發(fā)射機(jī)開機(jī)時(shí)處于閉合狀態(tài)，在關(guān)機(jī)時(shí)處于分?jǐn)酄顟B(tài)。東芝系列的發(fā)射機(jī)運(yùn)行分為正?？刂颇Ｊ胶蛻?yīng)急模式。在應(yīng)急模式狀態(tài)下，發(fā)射機(jī)不再受發(fā)射機(jī)控制器的控制，開關(guān)機(jī)只通過應(yīng)急開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過研究論證，應(yīng)急開機(jī)屬于設(shè)備非正常情況下人為操作范疇，不涉及自動(dòng)控制，接觸器狀態(tài)與正常模式相同。

發(fā)射機(jī)參數(shù)的獲取。發(fā)射機(jī)控制器通過RS232接口為用戶提供了豐富的發(fā)射機(jī)運(yùn)行參數(shù)。對(duì)于主備切換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，發(fā)射機(jī)輸出功率是關(guān)鍵參數(shù)。該指標(biāo)可與其他建立平臺(tái)所需的設(shè)備參數(shù)一起被打包送入系統(tǒng)服務(wù)器。

同軸開關(guān)狀態(tài)的獲取。同軸開關(guān)選用的是SPIINNER BN553567C0100型同軸開關(guān)套件。套件包括同軸裝置安裝面板、電動(dòng)同軸開關(guān)以及手動(dòng)U-Link射頻連接器。同軸開關(guān)提供了兩組聯(lián)鎖開關(guān)和六組狀態(tài)切換輔助節(jié)點(diǎn)。使用同軸開關(guān)時(shí)利用其中一組節(jié)點(diǎn)的開關(guān)狀態(tài)即可獲得同軸位置信息；使用U-Link時(shí)，同軸套件會(huì)根據(jù)用戶連接情況自動(dòng)輸出位置狀態(tài)，無需另外調(diào)整。

二、切換邏輯描述。為了提高切換系統(tǒng)的可靠性和可操作性，除了自動(dòng)切換外，系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了一鍵切換和純手動(dòng)切換功能。

自動(dòng)切換是當(dāng)監(jiān)控平臺(tái)監(jiān)測(cè)到某頻率主機(jī)故障導(dǎo)致功率下降到預(yù)設(shè)門限后，自動(dòng)向主發(fā)射機(jī)發(fā)送關(guān)機(jī)命令，并確認(rèn)發(fā)射機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)后，向同軸控制器發(fā)送同軸轉(zhuǎn)動(dòng)命令，待服務(wù)器接收到同軸轉(zhuǎn)動(dòng)到位狀態(tài)后，向備機(jī)發(fā)送開機(jī)命令，并將備機(jī)標(biāo)簽改成主機(jī)，故障機(jī)改成備機(jī)。

一鍵倒機(jī)方式需要用戶手動(dòng)在遠(yuǎn)程平臺(tái)上操作。只要用戶在播出中發(fā)現(xiàn)播出質(zhì)量下降，在確認(rèn)是發(fā)射機(jī)故障的情況下點(diǎn)擊該頻率切換系統(tǒng)的“一鍵倒機(jī)”按鈕。此時(shí)切換程序直接向主備發(fā)射機(jī)發(fā)送關(guān)機(jī)命令，確認(rèn)收到雙機(jī)的關(guān)機(jī)狀態(tài)后，直接向同軸控制器發(fā)出切換命令，切換完成后，自動(dòng)開出備機(jī)。

當(dāng)平臺(tái)服務(wù)器死機(jī)或者控制程序運(yùn)行不正常時(shí)，用戶可以在同軸控制器上將平臺(tái)控制命令關(guān)閉，選擇本地控制模式。此時(shí)若要切換備機(jī)必須先關(guān)主機(jī)，在同軸控制器上切換同軸位置，再開備機(jī)，整個(gè)過程都需要用戶手動(dòng)操作分步完成。

各種切換手段有著不同應(yīng)用場(chǎng)合。按照應(yīng)急等級(jí)從高到低應(yīng)該是手動(dòng)切換、平臺(tái)上一鍵切換，最后才是自動(dòng)切換（見圖2）。如上所述，當(dāng)使用手動(dòng)切換時(shí)，平臺(tái)服務(wù)器的命令已被切斷，一鍵切換和自動(dòng)切換過程都是通過平臺(tái)服務(wù)器發(fā)出的控制命令來完成的。所以選擇手動(dòng)切換方式時(shí)，一鍵切換和自動(dòng)切換方式將失效。一鍵切換本質(zhì)上也屬于自動(dòng)切換的范疇，只是這種方式需要在平臺(tái)上手動(dòng)操作，處理切換的過程與自動(dòng)切換相比減少了輸出功率判斷環(huán)節(jié)，因此，一鍵切換時(shí)間比自動(dòng)切換要短。

三、聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用機(jī)械聯(lián)鎖保護(hù)方式（如圖3）。機(jī)械聯(lián)鎖保護(hù)必須基于指定型號(hào)同軸開關(guān)進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。如前文所述，SPINNER公司的這款同軸套件有兩種工作模式，分別是同軸開關(guān)模式和U-Link工作模式，而且SPINNER這款同軸套件只能保證天線端發(fā)射機(jī)可獲得聯(lián)鎖。這兩種模式在實(shí)現(xiàn)相同聯(lián)鎖路徑設(shè)計(jì)上也不相同，而設(shè)計(jì)的最終目的是保證無論使用哪種模式，主備機(jī)的聯(lián)鎖關(guān)系必須保持一致。在設(shè)計(jì)時(shí)必須找到兩種模式中公共點(diǎn)作為發(fā)射機(jī)端聯(lián)鎖接口輸出，保證上天線端發(fā)射機(jī)獲得聯(lián)鎖，所以選擇正確的輔助節(jié)點(diǎn)是關(guān)鍵。

四、系統(tǒng)安全性。

（一）機(jī)房間的數(shù)據(jù)交互必須使用廣電內(nèi)部的局域網(wǎng)，禁止使用互聯(lián)網(wǎng)以防止外來黑客入侵。

（二）平臺(tái)維護(hù)和升級(jí)維護(hù)采用專門可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，并由專人保管。

（三）設(shè)置平臺(tái)登錄權(quán)限，平臺(tái)關(guān)鍵參數(shù)的修改和設(shè)置必須由專人完成。

（四）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障或者設(shè)備之間通信中斷，所有相關(guān)頻點(diǎn)的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)均被自動(dòng)設(shè)成“異?！睜顟B(tài)。在“異常”狀態(tài)下，發(fā)射機(jī)切換系統(tǒng)必須手動(dòng)完成操作。

結(jié)論

結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可方便實(shí)現(xiàn)多機(jī)房、多設(shè)備之間數(shù)據(jù)交互，建立一個(gè)功能完備、安全可靠的監(jiān)控平臺(tái)。同時(shí)，不同型號(hào)的發(fā)射機(jī)與當(dāng)今先進(jìn)的同軸切換裝置之間的匹配為提高同軸開關(guān)環(huán)節(jié)可靠性提供了全新的思路，也為廣播電視設(shè)備升級(jí)提供了一個(gè)有參照性的靈活的解決方案。（作者單位：上海東方明珠傳輸有限公司）

參考文獻(xiàn)：

1.韓靖海，宋曉波，劉 超，《東芝3700發(fā)射機(jī)“1+1”遠(yuǎn)程手動(dòng)同軸切換控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》， 2017（1）。

2.SPINNER GROUP， 《BN553567C0100 Patch Panel Product Document》2016。