發(fā)射臺站機房運行的技術(shù)保障措施

徐琨

【摘要】當代廣播電視行業(yè)的快速發(fā)展，要求發(fā)射臺站實現(xiàn)高質(zhì)量的安全播出，而以往傳統(tǒng)的機房已經(jīng)無法滿足新形勢下的需求，因而加快機房建設(shè)尤其是通過技術(shù)手段來保障機房的安全運行顯得尤為重要。本文主要從保障機房運行的幾個關(guān)鍵點來簡要論述實現(xiàn)臺站安全播出的技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】機房運行;安全播出;技術(shù)保障措施

中圖分類號：TN94? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2020.21.013

發(fā)射臺站一般都承擔著調(diào)頻廣播、中波干擾和多種數(shù)字信號的發(fā)射任務(wù)，保障高質(zhì)量的安全播出是臺站工作的第一要務(wù)。而機房作為整個臺站的核心部門，機房功能的正常運行就成為了實現(xiàn)安全播出任務(wù)的關(guān)鍵。因此，機房在建立之初就應(yīng)該有明確的建設(shè)規(guī)劃，需要綜合考慮供電、接地、防雷、防電磁干擾、溫控防塵、信號傳輸、監(jiān)控預(yù)警等關(guān)鍵點的技術(shù)保障措施。

1. 機房運行的技術(shù)保障措施

1.1 機房供電

由于機房內(nèi)多數(shù)設(shè)備是24小時不間斷工作的，電力的穩(wěn)定供應(yīng)非常重要。為了滿足不間斷供電的需要，機房的供電系統(tǒng)可采用外接電和發(fā)電機供電組成的雙回路供電+UPS電源的架構(gòu)模式，使用集中供電方式。為了用電設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，外接電應(yīng)先經(jīng)過電力穩(wěn)壓器，這樣當外界供電網(wǎng)絡(luò)電壓波動或負載變動造成電壓波動時能自動保持輸出電壓的穩(wěn)定。經(jīng)穩(wěn)壓后的外電與發(fā)電機提供的自供電一起被引入到帶有智能倒換開關(guān)的配電柜，形成雙回路供電。正常情況下外電作為主要供電方式，發(fā)電機供電作為備用供電，在外電中斷的情況下，配電柜自動切換到發(fā)電機供電，防范外電停電造成停播現(xiàn)象。配電柜供電輸出一路送UPS電源，另一路送其它設(shè)備。當外電輸入正常時，UPS電源會對機內(nèi)蓄電池充電，同時還可起到穩(wěn)壓器的作用，將外電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負載使用;當外電中斷時，UPS電源會立即將蓄電池的直流電能通過逆變器自動轉(zhuǎn)換為交流電繼續(xù)向設(shè)備供電。由于發(fā)電機啟動需要一定時間，UPS電源的引入為發(fā)電機供電提供了緩沖時間（其容量應(yīng)滿足外電斷電情況下持續(xù)供電不小于30分鐘），保證了設(shè)備工作的穩(wěn)定性，同時也可保護設(shè)備免受突然斷電損壞。

通過以上方式就實現(xiàn)了機房供電的無縫隙切換和不間斷供電，保證了設(shè)備工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。另外，還需考慮供電的可負載性，為以后發(fā)展作長遠打算：（1）在選擇電纜時建議規(guī)劃留有35%以上的供電負荷余量;（2）每臺發(fā)射機應(yīng)提供單獨的配電開關(guān)，最大承載量建議為所接設(shè)備功耗的2倍以上。

1.2 接地系統(tǒng)

接地的種類和用處很多，主要有交流工作地、直流工作地、安全保護地、SPD防雷接地、屏蔽線接地、防靜電接地等。尤其是工作地線，是機房的重要環(huán)節(jié)，地線不好，會影響設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)和設(shè)備性能的充分發(fā)揮，影響信號傳輸效果。因此，良好的接地是機房安全運行的重要保證。

一般推薦采用聯(lián)合接地的方式，建立聯(lián)合接地系統(tǒng)，由接地裝置（基礎(chǔ)地或者環(huán)形接地體）和等電位連接網(wǎng)絡(luò)組成，接地電阻一般小于4歐，然后多種接地共同使用一組接地體，即將設(shè)備的金屬外殼、機柜、機架、金屬管、槽、屏蔽線纜外層、設(shè)備防靜電接地、安全保護接地、涌浪保護器接地端等均應(yīng)以最短的距離與等電位連接網(wǎng)絡(luò)的接地端子連接，這樣就實現(xiàn)了均壓、等電位以減小各種接地設(shè)備之間、不同系統(tǒng)之間電位差，從而保障工作人員的人身安全和設(shè)備穩(wěn)定安全運行。機房接地系統(tǒng)其實不能單獨自成一個獨立的系統(tǒng)，必須要與建筑物的防雷與接地系統(tǒng)形成一個整體。

1.3 防雷系統(tǒng)

發(fā)射臺站多位于偏遠或海拔較高地區(qū)，且建有較高的鐵塔設(shè)施，極易引雷，加之現(xiàn)在的極端天氣多，雷雨天氣相當頻繁，嚴重影響了廣播電視的安全播出，因此機房建設(shè)應(yīng)重點考慮防雷問題。

（1）在機房房頂按要求建好避雷針，清除房頂金屬雜物，保證跟接地防雷網(wǎng)有良好連接。

（2）主要是電源線路防護方面，電源進出線全部使用鎧裝電纜，電源系統(tǒng)一般采用三級SPD防雷措施，增強雷電釋放能力，即在外電總輸入處安裝B級防雷器，在UPS電源輸出端或者列頭柜進線端安裝C級防雷器，在機柜的PDU（機柜電源插座）上設(shè)置D級防雷模塊。橋架、線槽全金屬架構(gòu)，多點接地。強弱電獨立走線。所有進出的弱電線纜不能裸漏，若暴露在空氣中，則必須進行弱電橋架跨接，確?？煽拷拥?。

（3）為防強雷電，在配電柜裝有手動切換開關(guān)，強雷電時可切換開關(guān)采用自發(fā)電。

1.4 防電磁干擾

通常而言，機房運行過程中都會面臨著比較復(fù)雜的電磁環(huán)境，電磁干擾源較多，這其中既有來自內(nèi)部的，也有來自外部的，主要來源于三個方面：一是機房電源設(shè)備工作過程中產(chǎn)生的電磁干擾;二是周圍環(huán)境中無線電波、射頻設(shè)備以及雷擊等原因引起的電磁干擾;三是機房內(nèi)發(fā)射機設(shè)備本身工作時產(chǎn)生的電磁干擾。

電磁干擾對發(fā)射機設(shè)備產(chǎn)生的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是強電磁干擾會擊穿靈敏度高的元器件，從而使設(shè)備無法正常工作;二是容易對發(fā)射機信號造成竄擾，影響節(jié)目播出質(zhì)量。

因此，對機房的電磁干擾問題需要引起高度重視。目前解決機房電磁干擾主要有接地、濾波和屏蔽三種措施，電磁屏蔽是最重要的手段之一。對此，可采取如下電磁屏蔽措施：

（1）結(jié)合原機房主體結(jié)構(gòu)，按照功能區(qū)分發(fā)射、監(jiān)控、多工及配電區(qū)，獨立建造配電機房，利用墻體進行分割，墻面鋪設(shè)銅網(wǎng)屏蔽，以利于電磁屏蔽和防干擾，走線清晰。

（2）采取抗干擾、屏蔽能力強的線纜，走獨立金屬橋接或者線槽，避免強、弱電信號之間的干擾。設(shè)備、機柜依照規(guī)范嚴格接地，以將相互間的干擾降到最低。

（3）整個機房應(yīng)鋪設(shè)防靜電地板，防靜電活動地板金屬支架、墻壁、頂棚的金屬層接在靜電板上，使整個機房形成一個屏蔽罩。

（4）宜采用地板下布線方式，將供電線路置于防靜電地板下的管道內(nèi)，并做上標記，標明取向、用途，既方便維修，又可有效防止外界電磁干擾。

1.5 溫控防塵

當前發(fā)射機設(shè)備更新?lián)Q代越來越快，內(nèi)部集成化、精密化程度越來越高，對工作環(huán)境的要求也日益苛刻。良好的工作環(huán)境是保障設(shè)備長期穩(wěn)定運行的重要前提條件，其中最重要的就是控制好室內(nèi)溫度、濕度和潔凈度等。若是機房內(nèi)的溫度、濕度、灰塵超出了設(shè)定的標準值，不但會直接影響發(fā)射機設(shè)備的運行性能和使用壽命，而且會給機房的運維工作帶來不必要的麻煩，降低節(jié)目安全播出的可靠性。部分臺站由于建站時間早，受條件限制，將設(shè)備直接放置在開放環(huán)境中，這種只依靠自然通風的手段已逐漸不能適應(yīng)當前形勢需要。因此，機房必須建立達標的運行環(huán)境：工作溫度在夏季不超過35度，相對濕度為45%～65%，潔凈度要求灰塵粒子不大于30×10^3粒/立方米。要達到這個標準，可以通過以下幾個措施來實現(xiàn)：

（1）機房門窗要安裝紗門、紗窗﹑防曬窗簾，定期打掃機房，清洗防塵網(wǎng)。

（2）安裝大功率空調(diào)調(diào)節(jié)室溫，溫度一般控制在25℃左右，并可在設(shè)備周圍安裝玻璃阻斷，制造一個范圍較小的封閉區(qū)間，這樣不但便于運行環(huán)境的控制，也能夠降低空調(diào)用電能耗;另外南方地區(qū)由于多梅雨季節(jié)，空氣比較潮濕，可加裝除濕器控制機房濕度。

（3）對環(huán)境溫濕度進行實時監(jiān)控和定時記錄并對異常報警。

1.6 信號傳輸

發(fā)射臺站需要實現(xiàn)穩(wěn)定的信號傳輸才能保證高質(zhì)量的節(jié)目播出，這其中就包括兩方面內(nèi)容：信號輸入、信號處理和輸出。

（1）信號輸入。信號輸入到發(fā)射臺站有多種不同的傳輸手段，如衛(wèi)星信號、光纖傳輸和微波傳輸?shù)龋话阋笫褂脙煞N以上的傳輸方式，形成一主一備或一主多備的模式來保證信源輸入的穩(wěn)定性。

（2）信號處理和輸出。以音頻信號為例，音頻信號經(jīng)由光纖、衛(wèi)星信號、數(shù)字微波等不同路由方式傳送到機房的總控制臺，由總控制臺負責對所有節(jié)目信號的接收、分配和傳輸工作。

總控制臺是所有輸入音頻信號、控制信號、狀態(tài)信號的處理中心，配備了音頻前端接收和處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：衛(wèi)星接收機/光纖接收機/微波接收機、音頻處理器、音頻分配器、音頻切換器、音頻增益調(diào)節(jié)器等設(shè)備。音頻前端和處理系統(tǒng)會對接收的各路信號源分配輸出和信號處理，然后再將處理過的音頻信號輸入到發(fā)射機音頻接收端。為保證節(jié)目的穩(wěn)定播出，臺站主要工作頻段的發(fā)射機也應(yīng)采用主備機工作模式，防止因發(fā)射機故障或維修造成停播情況。

1.7 自動監(jiān)控系統(tǒng)

在發(fā)射臺站的節(jié)目播出過程中，機房的運維工作是安全播出的重要環(huán)節(jié)，機房值班人員需要對播出節(jié)目的信號質(zhì)量、播出環(huán)境及播出安全等方面因素加以監(jiān)督控制。過去受技術(shù)條件限制，傳統(tǒng)的機房運維手段主要是依靠人工巡檢記錄控制，工作人員勞動強度和精神壓力大，并存在著不能及時有效地應(yīng)對突發(fā)事件的問題，安全播出的保障效率不高。當前自動化技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為機房運行的自動監(jiān)控管理提供了良好的條件。自動監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個功能：

（1）發(fā)射機監(jiān)控：包括對狀態(tài)加以監(jiān)測以及對運行加以控制這兩個重要的部分，主要功能包括：發(fā)射機狀態(tài)參數(shù)采集、監(jiān)視及報警，自動切換信源，自動倒備機，自動開關(guān)機等;

（2）信號質(zhì)量監(jiān)測：主要表現(xiàn)在對輸入或輸出的信號質(zhì)量進行監(jiān)測，同時還包括信號質(zhì)量的監(jiān)聽與工作人員

的監(jiān)看等;

（3）環(huán)境安防監(jiān)測：包括對機房的環(huán)境如溫度、濕度、灰塵等進行監(jiān)測分析，以及對臺站場地進行實時視頻監(jiān)控并保存相應(yīng)視頻資料。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況就及時報警。

建立自動監(jiān)控管理系統(tǒng)是大勢所趨，自動監(jiān)控管理系統(tǒng)的使用，將徹底改變過去單純依靠人工值守的低效管理模式，對存在的任何風險自動處理或第一時間預(yù)警使機房工作人員能夠及時可以開展相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，有效減少各類停播事故，全面提升發(fā)射臺站的工作管理精度和安全播出保障能力。

2. 結(jié)束語

機房建設(shè)是一項長期、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，發(fā)射臺站作為技術(shù)型單位，不僅要提高技術(shù)隊伍的素質(zhì)和完善相應(yīng)管理制度，同時也要注重通過技術(shù)手段來不斷升級平臺軟件和硬件設(shè)施，只有這樣才能確保臺站完成高質(zhì)量的安全播出任務(wù)，促進廣播電視行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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