蔣建領(lǐng)

（浙江省紹興市上虞區(qū)廣播電視總臺(tái)，浙江 紹興 312300）

一、引言

隨著計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)廣播電視技術(shù)產(chǎn)生了巨大的影響，當(dāng)然兩者間已經(jīng)在一定程度上有了有機(jī)的融合。而促進(jìn)新技術(shù)有機(jī)融合的基礎(chǔ)包括數(shù)字技術(shù)、光纖技術(shù)、IP技術(shù)和高速通信技術(shù)等，這給廣電行業(yè)發(fā)展帶來(lái)了契機(jī)。比如高山臺(tái)要想建立一套高效、性價(jià)比高、安全的數(shù)據(jù)監(jiān)控傳輸通道，就面臨著諸多困難。一套完整的監(jiān)控系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信和監(jiān)控管理三大系統(tǒng)組成，簡(jiǎn)單地說(shuō)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)就是遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信。如何建立起能長(zhǎng)期、穩(wěn)定、高效和安全的數(shù)據(jù)傳輸通道，技術(shù)方案的選擇和建設(shè)成本控制，是監(jiān)控系統(tǒng)中實(shí)施難度最大的。為此，下面就當(dāng)前可選擇或可實(shí)現(xiàn)的傳輸技術(shù)和手段做一些粗淺的分析。

二、發(fā)射機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制的困難與優(yōu)勢(shì)

一是中國(guó)幅員遼闊，人口眾多，地形復(fù)雜，各地的廣播電視發(fā)射臺(tái)（站）分布眾多、范圍廣，建設(shè)年代和經(jīng)濟(jì)條件各不相同，特別是在高山臺(tái)機(jī)房的建設(shè)發(fā)展上有很大差別。在同一地監(jiān)測(cè)中心至發(fā)射臺(tái)（站）機(jī)房距離短的百米或數(shù)百米，不在同一地的數(shù)公里，有的甚至達(dá)百公里，大多數(shù)情況下要求傳輸距離都很長(zhǎng)。工程量大、成本高是遠(yuǎn)程監(jiān)控的主要難點(diǎn)。二是應(yīng)用場(chǎng)景不同節(jié)點(diǎn)多，如圖聲監(jiān)控、固定量變監(jiān)測(cè)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和質(zhì)量監(jiān)控、安全監(jiān)控報(bào)警類等多方面的需求。三是設(shè)備通信接口標(biāo)準(zhǔn)不一，不同廠家不同類型設(shè)備的基本通訊口標(biāo)準(zhǔn)有其國(guó)定的方式，如RS232 RS422 RS485 SNMP TCP/IP等多種通訊方式，要想統(tǒng)一或更改是極為困難的，也是不現(xiàn)實(shí)的。四是系統(tǒng)質(zhì)量要求高，必須能長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，其防破壞和抗干擾等安全性能要求也很高。

實(shí)現(xiàn)高山發(fā)射臺(tái)機(jī)房現(xiàn)代化管理和控制，緊跟時(shí)代技術(shù)步伐，實(shí)施自動(dòng)化、智能化的管理和控制，這已成為國(guó)內(nèi)眾多發(fā)射臺(tái)和相關(guān)廠家技術(shù)升級(jí)改造的必然選擇及努力的方向，這也是廣電行業(yè)急需的內(nèi)生動(dòng)力，市場(chǎng)廣闊，潛力巨大。

三、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)路徑

（一）有線短途傳輸

發(fā)射機(jī)房距離監(jiān)控中心較近，比如在一幢大樓內(nèi)或大院內(nèi)，可采用RS485通訊或局域網(wǎng)TCP/IP通訊方式傳輸，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息傳至監(jiān)控中心機(jī)房統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢測(cè)、監(jiān)視和控制等處理即可。這種方式屬于有線介質(zhì)傳輸，線路搭建成本最低。

（二）有線無(wú)線中距傳輸

1.光纖通訊

因用石英做成的光纖其透過(guò)光線的能力非常強(qiáng)，只要在光線中附加上多種信息，就可以達(dá)到傳送信號(hào)目的，這種附加信息的光信號(hào)也屬于有線介質(zhì)傳輸方式。容量大、數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量很高和不受外界環(huán)境變化的影響是其主要特長(zhǎng)。適合于大量數(shù)據(jù)的傳輸，信號(hào)也很穩(wěn)定和安全。但是，光纖通訊線路設(shè)計(jì)和光纜架設(shè)或地埋工程的實(shí)施等方面卻都不易，建設(shè)周期長(zhǎng)，成本難控制，如建立高山或長(zhǎng)距離專用干線時(shí)，一次性投資會(huì)很大。

2.微波通信

微波是指頻率在300MHz～300GHz范圍內(nèi)的電磁波，具有直線傳播不能繞射的特性，屬于無(wú)線通信方式。當(dāng)頻率達(dá)到GHz級(jí)別時(shí)，工業(yè)干擾、天電干擾及太陽(yáng)黑子的活動(dòng)對(duì)微波通信影響極小。數(shù)字微波通信能對(duì)信號(hào)進(jìn)行再生，使通信線路噪聲不在積累，增加了抗干擾性，擴(kuò)展了鏈路級(jí)數(shù)。主要特點(diǎn)是頻帶寬,傳輸信息容量大，布置靈活，不受沼澤、江河、高山等特殊地理環(huán)境的影響，在遭遇自然災(zāi)害時(shí)，通信的建立及轉(zhuǎn)移都較容易，建設(shè)周期短，比有線通信具有更大的靈活性。雖有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在暫時(shí)無(wú)法解決的缺點(diǎn)和固有的局限性和不足。目前，主要用于直播和特殊環(huán)境下的骨干線路點(diǎn)到點(diǎn)傳輸或提供備份通道。如果要組建大型長(zhǎng)距離通信網(wǎng)絡(luò)，中距接力站點(diǎn)過(guò)多時(shí)管理是難點(diǎn)，投資也很大。

以上兩種通訊方式，都適用于點(diǎn)到點(diǎn)的中距離通信，特別適合于已架設(shè)了用于傳輸信號(hào)的微波或光纖通道線路，只要在原有設(shè)備和備份光纖上進(jìn)行升級(jí)改造及調(diào)整，即可完成綜合性通信通道的建立。

（三）無(wú)線4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸

就是我們通常所說(shuō)的基于互聯(lián)網(wǎng)3G/4G通道，4G是目前主流的通訊方式。其本質(zhì)是在利用互聯(lián)網(wǎng)建立加密VPN專用通道，可以傳輸各種數(shù)據(jù)等。顯然，移動(dòng)通訊通道不受地理、環(huán)境和距離制約，只要有移動(dòng)信號(hào)的發(fā)射機(jī)房，都可以使用該通訊方式。4G運(yùn)營(yíng)商在某些領(lǐng)域已有深度合作,如地鐵、高鐵、高速公路等上的應(yīng)用已實(shí)現(xiàn)共建共享。因此，可以利用4G網(wǎng)絡(luò)建立的加密VPN專用通道用于傳輸監(jiān)視監(jiān)測(cè)和控制數(shù)據(jù)，這是一種比較便捷的通信方式。

（四）無(wú)線移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商E1通訊

移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商已開放E1通道業(yè)務(wù)，該E1通道標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)時(shí)分復(fù)用幀（其長(zhǎng)度T=125us）共劃分為32相等的時(shí)隙，一個(gè)時(shí)隙8bit/64k，共有32個(gè)64k。時(shí)隙的編號(hào)為CH0-CH31。其中時(shí)隙CH0用作幀同步，時(shí)隙CH16用來(lái)傳送信令，剩下CH1-CH15和CH17-CH31共30個(gè)時(shí)隙用作30個(gè)話路。每個(gè)時(shí)隙傳送8bit，因此共用256bit。每秒傳送8000個(gè)幀，因此一個(gè)E1通道的數(shù)據(jù)率就是2.048Mbit/s。租用E1通道是可行的，監(jiān)控系統(tǒng)完全可以采用該通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由于運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)辦理等限制，在同省范圍內(nèi)搭建比較合適，這種方式的應(yīng)用也正在被越來(lái)越重視。

（五）綜合技術(shù)應(yīng)用

就遠(yuǎn)離城市的高山發(fā)射臺(tái)（站）來(lái)說(shuō)，無(wú)線3G/4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信信號(hào)往往很弱甚至沒有，用單一傳送方式就有很大的局限性。對(duì)于像大型發(fā)射臺(tái)或高山臺(tái)（站）來(lái)說(shuō)，受地理環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等多種因素的影響，建立傳輸鏈路確實(shí)困難重重。我們利用或綜合以上具有不同特性傳輸方式的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮其特長(zhǎng)進(jìn)行有效組合，可以解決偏遠(yuǎn)或高山需要傳輸數(shù)據(jù)的困難。比如采用多段或分段連接方式，將有線和無(wú)線這兩種或以上的技術(shù)相結(jié)合，即通過(guò)光纜或微波通道送到有穩(wěn)定無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋的地方，再把信號(hào)轉(zhuǎn)換成無(wú)線3G/4G移動(dòng)信號(hào)送至監(jiān)控中心機(jī)房。雖然，這種方式有局限性，但是其靈活多樣的解決方案，還是有其很高的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值的。

（六）無(wú)線5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸展望

即將到來(lái)的5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，其核心要素即是可媲美光纖的網(wǎng)絡(luò)高速度、無(wú)與倫比的質(zhì)量、高效率、高容量和幾乎實(shí)時(shí)的低時(shí)延接入及無(wú)處不在的強(qiáng)大連接功能，必將大大超過(guò)現(xiàn)有的各類無(wú)線通信方式。特別是5G通信網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模MIMO技術(shù)(多輸入多輸出技術(shù))、毫米波通信技術(shù)（3GHz～60GHz）以及D2D通信技術(shù)(兩個(gè)對(duì)等用戶節(jié)點(diǎn)之間直接通信)等關(guān)鍵技術(shù)的突破和應(yīng)用，將對(duì)廣播電視遠(yuǎn)程發(fā)射臺(tái)（站）、專用機(jī)房的智能自動(dòng)化管理帶來(lái)深遠(yuǎn)影響，這樣的現(xiàn)實(shí)就在眼前了。

（七）監(jiān)控系統(tǒng)圖例

圖例一如下：基于光纜和485通道構(gòu)建的遠(yuǎn)程/本地備播監(jiān)控系統(tǒng)：

圖例二如下：基于移動(dòng)4G的VPN網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的野外發(fā)射基站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)：

圖例三如下：基于運(yùn)營(yíng)商E1通道構(gòu)建的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

圖例四如下：基于有線電視網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

四、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方式有很多，可以根據(jù)地點(diǎn)、環(huán)境、規(guī)模、經(jīng)濟(jì)條件等特點(diǎn)來(lái)選擇適合可靠的通訊方式。當(dāng)然，能夠?yàn)閺V電發(fā)射臺(tái)站監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通信傳輸提供一個(gè)可靠的途徑，關(guān)鍵是傳輸方式設(shè)計(jì)和硬件及軟件能否穩(wěn)定、安全、高效地運(yùn)行和性價(jià)比等是需要全面考量的。