廣播電視無線發(fā)射臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

王 海

（山西廣播電視無線管理中心，太原 030001）

0 引言

廣播電視臺無線發(fā)射臺站的運(yùn)行環(huán)境相對惡劣，易受天氣及地理環(huán)境的影響。為保障無線發(fā)射臺站的信號有效傳播，部分無線發(fā)射臺站開展遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，但受無線發(fā)射臺的數(shù)字化及現(xiàn)代化發(fā)展影響，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)用性及拓展性稍顯不足?？梢?，對無線發(fā)射臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計的分析具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 廣播電視無線發(fā)射臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

本文以某市無線臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為例，闡述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計要點(diǎn)。該市無線發(fā)射臺站處于高山環(huán)境，海拔為3154m，共有18臺發(fā)射機(jī)。為保障無線發(fā)射臺站的有效信號傳輸，該站技術(shù)人員設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)的信號通道與發(fā)射機(jī)的信號通道獨(dú)立運(yùn)行。

1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

在該站的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，設(shè)計者設(shè)計三層架構(gòu)，分別為播出監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及通信系統(tǒng)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，可保障監(jiān)控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。三個子系統(tǒng)通過接口與同一臺工控主機(jī)連接，值班人員可統(tǒng)一管理三個子系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)無線發(fā)射臺站存在的異常狀況，并進(jìn)行報警。

1.2 系統(tǒng)細(xì)化設(shè)計

1.2.1 播出監(jiān)控系統(tǒng)

在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，播出監(jiān)控系統(tǒng)為主要部分，主要由監(jiān)控主機(jī)、發(fā)射機(jī)監(jiān)控模塊、信源智能切換模塊、信號監(jiān)控等模塊組成。具體設(shè)計要點(diǎn)如下：

（1）發(fā)射機(jī)監(jiān)控模塊的設(shè)計。該模塊包括數(shù)據(jù)采集及天線控制兩部分，數(shù)據(jù)采集器可實(shí)時發(fā)射機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，采集相關(guān)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測；天線控制器負(fù)責(zé)發(fā)射機(jī)的倒換。為保障通信的有效性，設(shè)計者在發(fā)射機(jī)和數(shù)據(jù)采集器件設(shè)置采集板，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時采集。

（2）信源智能切換模塊的設(shè)計。該模塊主要負(fù)責(zé)廣播電視節(jié)目的音視頻切換及分配等工作。設(shè)計者為該無線發(fā)射臺站配置8臺音視頻切換器，確保18臺發(fā)射機(jī)節(jié)目音視頻的精確有效切換，為受眾帶來流暢的電視節(jié)目。

（3）信號監(jiān)控模塊的設(shè)計。該模塊負(fù)責(zé)廣播電視節(jié)目畫面信號及音視頻信號的監(jiān)控，設(shè)計者通過解調(diào)器、監(jiān)視儀及監(jiān)測儀等設(shè)備的配置，實(shí)現(xiàn)全面有效監(jiān)管。

（4）報警模塊的設(shè)計。在播出監(jiān)控系統(tǒng)的某個模塊發(fā)現(xiàn)異常參數(shù)后，會出現(xiàn)聲光報警，提示值班人員，并以短信的形式，將無線發(fā)射臺站的異常狀況匯總，發(fā)送給相關(guān)人員，確保無線發(fā)射臺站可及時處理故障，提高電視節(jié)目播出的穩(wěn)定性[1]。

1.2.2 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)無線發(fā)射臺站的環(huán)境監(jiān)控，設(shè)計者可在無線發(fā)射臺站機(jī)房配置多個監(jiān)控設(shè)備，如溫濕度傳感器、攝像頭等，實(shí)時采集無線發(fā)射臺站的濕度溫度、運(yùn)行狀況等數(shù)據(jù)，并將其傳輸至監(jiān)控主機(jī)。監(jiān)控主機(jī)可將收集的數(shù)據(jù)整合為圖表，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化。同時，在環(huán)境參數(shù)超過限值后，可以電話報警形式通知相關(guān)人員。

1.2.3 通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)包括交換機(jī)和服務(wù)器兩部分，二者組成以太網(wǎng)。在通信系統(tǒng)設(shè)計中，為確保以太網(wǎng)的信息安全，設(shè)計者將以太網(wǎng)和外網(wǎng)隔離。在通信系統(tǒng)配置數(shù)字雙向光傳輸機(jī)，連接至播控機(jī)房的交換機(jī)，保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸。

2 廣播電視無線發(fā)射臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)功能分析

通過上述系統(tǒng)設(shè)計流程，廣播電視無線發(fā)射臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的功能如下：（1）結(jié)合電視節(jié)目的不同信源質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)良好信源的自動切換；（2）采集實(shí)時無線信號，確保無線發(fā)射臺站的信號及通道指標(biāo)符合要求；（3）監(jiān)測發(fā)射機(jī)，結(jié)合發(fā)射機(jī)的激勵器運(yùn)行參數(shù)、輸出功率及功放器運(yùn)行參數(shù)，確保發(fā)射機(jī)保持長期可靠運(yùn)行；（4）機(jī)房環(huán)境的有效監(jiān)控，了解機(jī)房的溫濕度、設(shè)備實(shí)時運(yùn)行狀況；（5）監(jiān)控發(fā)射臺的電源系統(tǒng)，保障設(shè)備的正常運(yùn)行；（6）遠(yuǎn)程報警功能；（7）數(shù)據(jù)采集與存儲功能；（8）GPS 衛(wèi)星校時；（9）監(jiān)控中心值班人員可遠(yuǎn)程獲取無線發(fā)射臺站的實(shí)時運(yùn)行參數(shù)，無需在無線發(fā)射臺站配置工作人員，提高無線發(fā)射臺站的自動化及智能化發(fā)展。

2.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

該無線發(fā)射臺站參照遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計要點(diǎn)，采取發(fā)射機(jī)監(jiān)控、遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)、多畫面監(jiān)控、報警等措施，實(shí)現(xiàn)上述功能。本節(jié)主要介紹發(fā)射機(jī)監(jiān)控及多畫面監(jiān)控的實(shí)施措施。

在發(fā)射機(jī)監(jiān)控中，在數(shù)據(jù)采集器中配置時鐘系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制發(fā)射機(jī)的定時開關(guān)機(jī)；通過數(shù)據(jù)采集器的端口實(shí)時獲取發(fā)射機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，如發(fā)射機(jī)是否運(yùn)行、發(fā)射機(jī)的運(yùn)行電壓與電流、發(fā)射機(jī)溫度、功放輸出功率等。監(jiān)控主機(jī)會將接收的設(shè)備參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比，在參數(shù)出現(xiàn)異常時，立即報警。根據(jù)異常數(shù)據(jù)的內(nèi)容，報警內(nèi)容不同。例如，對于發(fā)射機(jī)電壓、電流或溫度異常，進(jìn)行整機(jī)報警；對于功放輸出功率異常，進(jìn)行攻放報警；對于激勵器參數(shù)異常，進(jìn)行激勵報警。在遠(yuǎn)程監(jiān)控報警中，設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為三級報警容限值，可顯著提高系統(tǒng)敏感性，在監(jiān)測參數(shù)出現(xiàn)異常時，可立即報警。

在多畫面監(jiān)控中，通過視音頻監(jiān)測儀監(jiān)測無線發(fā)射臺的視音頻信號質(zhì)量，根據(jù)電視節(jié)目播出時間，設(shè)定視音頻信號錄制時間，利用Ethernet 將錄制的信息傳遞給監(jiān)控主機(jī)；通過音頻幅度監(jiān)視儀采集無線發(fā)射臺站的音頻幅度參數(shù)，利用RS232完成數(shù)據(jù)通信，由監(jiān)控中心統(tǒng)一處理采集數(shù)據(jù)?？梢?，設(shè)計者通過監(jiān)測設(shè)備的合理應(yīng)用及監(jiān)控信息的有效傳輸，進(jìn)行無線發(fā)射臺信號畫面的實(shí)時監(jiān)控，保障電視節(jié)目播出質(zhì)量[2]。

3 結(jié)束語

綜上所述，廣播電視無線發(fā)射臺站的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，但建設(shè)注意要點(diǎn)較多。通過本文的分析，設(shè)計者可按照播出監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及通信系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，并通過發(fā)射機(jī)監(jiān)控、多畫面監(jiān)控等措施，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，為觀眾帶來更優(yōu)質(zhì)的廣播電視服務(wù)。