地球站中頻切換系統(tǒng)改造

岳 犇

(湖北衛(wèi)星廣播電視地球站，湖北 武漢 430071)

0 引言

廣播電視的播出鏈路上對(duì)信號(hào)的基帶處理都是通過編碼器、調(diào)制器完成，然后通過復(fù)用器向一路TS流中插入多路廣播信號(hào)[1]。由于廣電系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)可靠性的高要求，要由兩套相同的設(shè)備并聯(lián)在鏈路中互為備份。在2014年中頻切換系統(tǒng)項(xiàng)目完成之前，湖北地球站的上行鏈路未配置中頻切換器。

在實(shí)際工作中，對(duì)編碼器，復(fù)用器，調(diào)制器的故障主要依靠人為監(jiān)視、發(fā)現(xiàn)、判斷和處理，極大地影響了故障的響應(yīng)和應(yīng)急速度，嚴(yán)重威脅到衛(wèi)視上星信號(hào)的安全[2]。目前湖北地球站整個(gè)系統(tǒng)中信號(hào)源、上變頻、功放都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，因此中頻切換的缺失成為安全播出工作中的最大瓶頸。

1 中頻切換系統(tǒng)改造方案

1.1 現(xiàn)有地球站采用的中頻切換系統(tǒng)方案

在中頻切換的設(shè)計(jì)方案確定之前，筆者調(diào)查了目前廣電系統(tǒng)中頻切換的使用情況，大致可分為以下3類：

(1)采用與調(diào)制器同品牌的中頻切換器，切換器通過實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)調(diào)制器的設(shè)備告警信息來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。

(2)采用其他品牌的中頻切換器，通過專用工控機(jī)來實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況，遠(yuǎn)程控制切換器的切換。

(3)采用中頻信號(hào)檢測(cè)設(shè)備，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)調(diào)制器的輸出電平來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。

第1種方式，由于我站的編碼器、復(fù)用器使用的是Harmonic品牌，調(diào)制器使用的是Newtec品牌，若使用Newtec中頻切換器則只能檢測(cè)調(diào)制器的告警信息。當(dāng)編碼器、復(fù)用器出現(xiàn)故障時(shí)，并不一定會(huì)引起調(diào)制器的告警，此時(shí)中頻切換就不會(huì)動(dòng)作。

第2種方式，通過第三方工控機(jī)檢測(cè)編碼器、復(fù)用、調(diào)制器的工作狀態(tài)，需額外配置一臺(tái)工控機(jī)、搭建響應(yīng)的網(wǎng)管系統(tǒng)。不僅投資大，而且一般工控機(jī)和網(wǎng)管軟件的穩(wěn)定性也無法滿足24小時(shí)不間斷的安全播出要求。一旦工控機(jī)死機(jī)或者監(jiān)控軟件崩潰，此切換系統(tǒng)即失效。

第3種方式，無法檢測(cè)編碼、復(fù)用器的工作狀態(tài)，只能檢測(cè)調(diào)制器的70MHZ中頻信號(hào)，而且也需要額外購(gòu)置監(jiān)控設(shè)備。

1.2 湖北地球站設(shè)計(jì)并采用的中頻切換系統(tǒng)方案

這3種方式雖然都可行，但鑒于我站鏈路的實(shí)際運(yùn)行情況，它們都存在明顯的缺點(diǎn)。經(jīng)過反復(fù)探討論證，在與廠家溝通確保可行性的前提下，湖北地球站設(shè)計(jì)了不同的方案。

首先，我們測(cè)試了Harmonic編碼器，復(fù)用器的Fault端口的三針引腳的告警狀態(tài)，如表1所示。

表1 告警狀態(tài)

Newtec調(diào)制器的Fault信息由設(shè)備自帶串口提供。

基于以上信息，我們?cè)O(shè)計(jì)中頻切換器方案如下：編碼器AB、復(fù)用器AB、調(diào)制器AB的告警信號(hào)分別都送入中頻切換6個(gè)告警信號(hào)輸入口。調(diào)制器A、B的中頻輸出信號(hào)送至中頻切換器的信號(hào)輸入A、B口。中頻切換器有C、D兩個(gè)輸出口，在斷電的情況下，A、C為直通。改造后的系統(tǒng)連路如圖1所示。

圖1 改造后的系統(tǒng)連路

切換器的切換邏輯為：

(1)自動(dòng)模式下，在線鏈路任意設(shè)備告警，非在線鏈路設(shè)備均正常，自動(dòng)切換至非在線鏈路。

(2)自動(dòng)模式下，在線鏈路與非在線鏈路各有任意設(shè)備出現(xiàn)告警，切換不動(dòng)作。

(3)自動(dòng)模式下，主備路設(shè)備均正常，可以手動(dòng)互相切換。

(4)自動(dòng)模式下，主備路設(shè)備均出現(xiàn)告警，可以手動(dòng)互相切換。

(5)自動(dòng)模式下，非在線鏈路任意設(shè)備出現(xiàn)告警，不可手動(dòng)切換至非在線鏈路。

(6)手動(dòng)模式下，無論主備鏈路什么情況都可以自由切換。

最終筆者確定選用Newtec AZ200中頻切換器，該切換器主要技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2 Newtec AZ200主要技術(shù)參數(shù)

2 中頻切換系統(tǒng)改造實(shí)施及測(cè)試

在中頻切換系統(tǒng)改造設(shè)備安裝、功能聯(lián)調(diào)等工作完成后，對(duì)中頻切換的各項(xiàng)功能是否達(dá)到技術(shù)要求，經(jīng)反復(fù)討論擬定了詳細(xì)全面的測(cè)試方案，對(duì)中頻切換進(jìn)行了告警檢測(cè)、切換邏輯、掉電直通等多項(xiàng)功能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如下：

(1)可實(shí)時(shí)檢測(cè)編碼器、復(fù)用器、調(diào)制器的設(shè)備告警。檢測(cè)到設(shè)備告警信號(hào)時(shí)，切換面板告警燈亮，Web頁面中告警設(shè)備圖標(biāo)變紅。

(2)自動(dòng)模式下，在線設(shè)備鏈路出現(xiàn)告警時(shí)，非在線設(shè)備鏈路正常，中頻切換自動(dòng)切換到非在線鏈路。

(3)自動(dòng)模式下，在線設(shè)備鏈路與非在線設(shè)備鏈路同時(shí)出現(xiàn)設(shè)備告警時(shí)，切換不動(dòng)作。

(4)自動(dòng)模式下，在線設(shè)備鏈路正常，若非在線設(shè)備鏈路出現(xiàn)設(shè)備告警時(shí)，中頻切換不可手動(dòng)切至非在線設(shè)備鏈路輸出。

(5)自動(dòng)模式下，在線設(shè)備鏈路與非在線設(shè)備鏈路均正常時(shí)，中頻切換可手動(dòng)自由切換。

(6)自動(dòng)模式下，在線設(shè)備鏈路與非在線設(shè)備鏈路均出現(xiàn)設(shè)備告警時(shí)，中頻切換可以手動(dòng)自由切換。

(7)手動(dòng)模式下，無論在線設(shè)備鏈路是什么情況，都可以自由切換。

(8)輸出口C口為主輸出口，主輸出口掉電可直通A口輸入。

3 結(jié)語

該系統(tǒng)對(duì)上行傳輸鏈路上的關(guān)鍵設(shè)備及中頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)信號(hào)或設(shè)備異常時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)快速干預(yù)，將安全播出的故障率降至最低，避免發(fā)生安全播出事故。該系統(tǒng)的實(shí)施完成以后，已經(jīng)安全無故障運(yùn)行了28個(gè)月，它在很大程度上提高了設(shè)備的故障自動(dòng)化處理水平，極大地提升了上行系統(tǒng)技術(shù)保障力，減少了人工應(yīng)急處理，提高了我站上行傳輸系統(tǒng)的可靠性，也為我們今后工作中靈活處理系統(tǒng)中切換環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。