廣播電視無線發(fā)射數(shù)字化機房規(guī)劃改造

吳 杰

常州市金壇區(qū)廣播電視臺 江蘇省 常州市213200

常州市金壇區(qū)廣播電視臺原廣播電視發(fā)射機房為磚混結構樓房，使用年數(shù)較久，不利于安全生產(chǎn)和發(fā)射播出。經(jīng)臺黨委會討論通過工程立項，通過1個月時間，對新機房先期進行裝修改造，然后規(guī)劃調整原機房搬遷至框架結構的大樓內，完成播控設備的安裝調試和運行。經(jīng)向上級主管部門申請機房搬遷，批復同意后按預定計劃，分步進行原機房的天饋測試、饋線拆遷、發(fā)射機搬遷、新機房發(fā)射機定位、硬饋連接、新系統(tǒng)測試等步驟，順利完成機房搬遷和系統(tǒng)轉換。整個項目工程為常州市金壇區(qū)廣播電視臺自主設計、自主安裝、自主調試，并投入運行正常使用。

1 機房工藝布局設計

由于現(xiàn)有大樓的歷史建設原因，我臺規(guī)劃的新機房比原機房空間縮小。通常情況下，小機房換大機房比較容易，而大機房換小機房卻會遇到很多困難。諸多問題需要慎重規(guī)劃考慮，例如房屋樓層承重，設備布局擺放，狹小空間對人員的影響，發(fā)射機噪音嚴重等問題。針對上述情況，我們做了以下設計考慮，其布局如圖1所示。

1.1 外側涼臺設計

封閉外側涼臺，有效增加了房屋面積，同時因為承重考慮，不擺放設備，僅用于人員通道通行。

1.2 控制室設計

采用玻璃墻隔斷劃出控制室，優(yōu)點是值機員視覺寬闊，透視感良好，觀察機器運行也更為方便。同時也帶來了隔音問題，所以控制室與機房采用10mm的雙層玻璃，并且中間留有空隙，以增強隔音能力。在側面則巧妙利用機房、過道和控制室三面形成的自然聲閘，因此控制室側面采用單層玻璃就能滿足隔音效果。

1.3前端設備布局

將前端設備從控制室擺放至發(fā)射機房內，不僅解決控制室面積狹小、擺放困難的問題，還解決了前端設備因風扇產(chǎn)生的噪音問題，讓控制室更加安靜，而控制室采用的移動玻璃門也增加了空間感。

1.4 發(fā)射機布局

由于早期大樓的房屋建設沒有按照發(fā)射機房的承重設計，考慮到部分發(fā)射機重量會達到400公斤，所以分成兩排擺放平分承重。將發(fā)射機依次排列在承重柱和梁上，同時也滿足了設備之間的散熱通風和日常維護考慮。

1.5 線纜橋架設計

機房采用上走線方式，線纜橋架按圈梁的方向呈“日”字形固定在梁上，強弱電分離，走線美觀，地面無線槽，有利于小機房擺放多設備的現(xiàn)狀。

1.6 控制室設計

控制室電視墻采用3臺40寸電視屏，采取吊掛方式和多畫面顯示，有效節(jié)省了空間，給值機人員最大程度的活動范圍，減少視覺疲勞。

圖1機房布局示意圖

2 數(shù)字化規(guī)劃設計

常州市金壇區(qū)廣播電視臺當前的發(fā)射信號主要有電視DS-12頻道（本地）、電視DS-7頻道（CCTV-1）、廣播FM89MHz（本地）、廣播FM106.7MHz（中國之聲）、移動電視CMMB，另外還要輸送城區(qū)廣播信號。其中，本地廣播電視信號是從距離4km外的廣電中心大樓通過光纖傳輸?shù)桨l(fā)射機房。發(fā)射機房系統(tǒng)結構如圖2所示。

由于當前發(fā)射仍為模擬信號，從系統(tǒng)復雜程度和項目投資來看，采用模擬系統(tǒng)更加簡單合適，但這種系統(tǒng)架構在今后數(shù)字化方向發(fā)展中會逐步被淘汰，造成設備投資上的浪費。所以本著利用率和節(jié)約的角度最大化考慮，盡量推行數(shù)字化和高標清兼容，力爭推進數(shù)字化到系統(tǒng)最末端。

2.1 主要設備選型

重視設備選型，主要設備均為國內外知名品牌，或通過廣電總局設備入網(wǎng)認證，只有單機設備符合廣電技術標準，系統(tǒng)指標才能有保障。

2.1.1 數(shù)字光端機

采用了波分復用方式，通過1根光纖同時傳送1路HD/SDSDI數(shù)字信號和1路模擬AV信號（音頻是2路）。由于目前廣播仍采用模擬信號傳送節(jié)目，所以光端機2路模擬音頻用于廣播信號傳輸。為滿足上以上要求，選擇了丞播CSAV-HD，該設備支持高標清兼容。

2.1.2 數(shù)字解調器

衛(wèi)星信號和數(shù)字電視信號接收均采用了PBI數(shù)字解調器，型號分別為DCH-4000P-43S和DCH-4000P-43C，該設備能夠提供大卡解密和SDI數(shù)字輸出端口。

2.1.3 數(shù)字切換器、矩陣

數(shù)字切換器和數(shù)字矩陣分別選用了天虹VTS301D和科迪Kd7200-808。

2.1.4 數(shù)字監(jiān)視器

圖2系統(tǒng)示意圖

監(jiān)視器分別選用了2臺瑞鴿機架式TLS430HD-4四聯(lián)屏高清監(jiān)視器和2臺瑞鴿分體式TL2000HD-SEA高清監(jiān)視器。選擇四聯(lián)屏監(jiān)視器可以有效節(jié)省控制臺空間，同時方便監(jiān)視顯示信號源、切換信號和無線接收信號的質量情況，而TL2000HD-SEA帶有波形和矢量顯示功能，通過矩陣可以對任意一路信號進行質量監(jiān)測。

2.1.5 數(shù)字/模擬轉換器

數(shù)模轉換器選用科迪Kd6800系統(tǒng)，該設備采用模塊化形式，安全可靠，更換維修方便。

2.1.6 智能立體聲切換器

立體聲切換器選用雙菱SLAS-04BD/SD，該設備帶有AES/EBU端口，為模擬數(shù)字兩用型，便于今后升級到數(shù)字音頻系統(tǒng)。

2.2 數(shù)字切換的優(yōu)點

2.2.1 信號質量明顯提高

模擬切換會因設備原因產(chǎn)生信號衰減，導致圖像質量下降，而數(shù)字切換只要信號的誤碼率未接近極限狀態(tài)則圖像質量就大體不變，從而提升信號質量。

2.2.2 減少連接線

由于數(shù)字信號嵌入音頻，所以只需要視頻線，不用音頻線，所以連接線的使用數(shù)量比模擬方式少，系統(tǒng)結構簡潔明了。

2.2.3 避免信號干擾

模擬切換受公共接地影響較大，如果接地電阻不佳、不達標，就會產(chǎn)生因為輸入輸出信號相互回流而導致的干擾，音頻信號還容易產(chǎn)生交流聲，而這些問題在數(shù)字切換和數(shù)字矩陣切換中就不會出現(xiàn)。

2.2.4 數(shù)字化監(jiān)測監(jiān)視

使用數(shù)字監(jiān)視器便于監(jiān)測數(shù)字信號的視頻幅度和矢量，及嵌入音頻的音量。

2.2.5 后期維護升級

今后如果更換數(shù)字發(fā)射機，則無需再對播控系統(tǒng)進行額外升級改造，為今后更換數(shù)字發(fā)射奠定基礎。

2.3 數(shù)字系統(tǒng)的注意事項

由于SD-SDI信號的碼流達到270Mbps，而此頻帶又落到了電視DS-1到DS-12頻道及調頻廣播頻段內，發(fā)射機的載波很容易干擾到SDI信號，導致信號傳輸異常。所以SDI線材必須選用雙層屏蔽數(shù)字線，并且做好線路的阻抗匹配，選擇帶時鐘恢復的設備，以提高系統(tǒng)抗衰減和抗干擾能力。

3 系統(tǒng)特色功能

3.1 安全播出規(guī)劃設計

所有前端信號源設備均配置主備路和雙鏈路，切換器前后設有跳線。其中本地廣播電視信號采用不同路由的光纖傳輸，以提高傳輸?shù)陌踩?。對于轉播電視CCTV-1和中國之聲的中央臺信號，則分別通過數(shù)字電視和衛(wèi)星信號互為備份，其切換設備均采用具有智能自動處理能力的應急切換器，并配有跳線盤以備特殊情況下對信號進行直跳處理。此外，前端設備機柜和控制臺設備還配置了不少于60分鐘的UPS不間斷電源，以防突發(fā)停電事故。

3.2 監(jiān)視監(jiān)聽全方位

3.2.1 電視信號監(jiān)視監(jiān)聽

控制臺上的監(jiān)視器可以對任意一路輸入、輸出和接收信號進行對比顯示，其中2臺TL2000HD-SEA標準監(jiān)視器還能對信號的輸出幅度和矢量情況進行顯示，為值機人員對畫面質量提供判斷依據(jù)，并且監(jiān)視器含有嵌入音頻顯示功能，方便值機人員觀察信號的音量高低。此外，通過吊掛的大屏監(jiān)視器多畫面顯示功能，便于值機員從各種角度監(jiān)視監(jiān)看。

3.2.2 廣播信號監(jiān)視監(jiān)聽

除了音頻切換器和調音臺上的電平表對各路音頻輸入、輸出信號顯示外，還增加了1臺百靈達RX1602機架式線路調音臺，對各路信號進行選擇性監(jiān)聽和混合監(jiān)聽，讓值機員準確掌握播出節(jié)目的聲音質量。另外，通過DGN-16D視音頻監(jiān)測器，把所有輸入輸出信號在大屏顯示器上進行對比顯示，這種把聲音信號轉化為圖像信號的形式，更便于值機員發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

3.2.3 發(fā)射機的監(jiān)視監(jiān)控

利用計算機并通過吊掛的大屏監(jiān)視器對發(fā)射機工作狀態(tài)進行實時跟綜，準確了解發(fā)射機的運行狀態(tài)。另外使用了8通道硬盤錄像機對發(fā)射機工作情況進行監(jiān)控錄像，同時也對廣播信號和電視信號進行了錄制，為事后的技術分析提供依據(jù)。

3.3 遠程監(jiān)視

由于發(fā)射機房內的接收信號場強比較高，有時難以準確判斷發(fā)射機和天饋系統(tǒng)的工作狀態(tài)，所以系統(tǒng)專門設計了遠程監(jiān)視功能，利用光纜把距離發(fā)射機房幾公里外的廣播電視接收信號回傳到機房，讓值機員更加準確了解發(fā)射機和天饋系統(tǒng)真實的運行情況，以防誤判。

4 系統(tǒng)技術標準

系統(tǒng)主要的選型設備全部采用符合廣播電視甲級標準器材，接入系統(tǒng)后經(jīng)測試均符合廣播電視甲級標準水平，其標準主要依據(jù)GY/T 107-92《電視中心播控系統(tǒng)維護規(guī)程》、GYT 165-2000《電視中心播控系統(tǒng)數(shù)字播出通路技術指標和測量方法》、GY/T 126-1995《廣播中心錄制系統(tǒng)維護規(guī)程》、GY/T 177-2001《電視發(fā)射機技術要求及測量方法》、《米波調頻廣播發(fā)射機技術要求及測量方法》、GB 12365-90《廣播電視短程光纜傳輸技術參數(shù)》。

5 系統(tǒng)切換和運行

機房搬遷前做了大量的準備工作和詳細的搬遷預案，所以新舊系統(tǒng)采用了直接切換的方式，而且做到了一次性成功。系統(tǒng)經(jīng)過一年多的使用，穩(wěn)定可靠，性能優(yōu)良，維修維護方便，其操作和監(jiān)視比原來更為方便，播出信號有了質的提高，得到了值機人員和廣大受眾的認可。另外，該系統(tǒng)按高標準的電氣和防火要求進行設計，能承受7×24小時連續(xù)工作，并且能做到無人值守運行。

結束語

小機房多功能的問題得以解決。由于新機房只有原來機房面積的70%，并有2根鋼筋水泥立柱在房間內，給系統(tǒng)布局和工藝設計帶來困難。

模擬發(fā)射機體現(xiàn)數(shù)字化。雖然發(fā)射是模擬的，但信號從傳輸?shù)角袚Q都力爭做到數(shù)字化，其設備基本采用了高標清兼容器材，以便今后向數(shù)字高清平穩(wěn)過渡；數(shù)字信號延伸到發(fā)射機前端才做D/A數(shù)模轉換，最大能力把數(shù)字化推行到最末端。

完善監(jiān)測、監(jiān)視監(jiān)聽和發(fā)射機監(jiān)控。不僅采用了貫例的機房監(jiān)視監(jiān)聽，而且還通過光纖傳輸?shù)姆绞?，把遠地接收信號回傳過來，準確掌握了發(fā)射機的運行情況和發(fā)射效果。