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        山東調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)技術(shù)方案

        2018-12-22 01:23:58唐燕燕王翔山東廣播電視臺
        視聽界(廣播電視技術(shù)) 2018年6期
        關(guān)鍵詞:復(fù)用器發(fā)射臺音頻

        唐燕燕 王翔 山東廣播電視臺

        1.引言

        調(diào)頻廣播經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,技術(shù)日趨成熟?,F(xiàn)主要在城市、沿高速公路布點,隨著私家車的迅猛發(fā)展,主要聽眾對象為車載用戶。調(diào)頻同步廣播技術(shù)的應(yīng)用解決了等場強(qiáng)區(qū)的同頻干擾,移動收聽者在幾十甚至上百公里的范圍內(nèi),不用更換頻率,可以連續(xù)收聽同一節(jié)目,并且音質(zhì)良好,無明顯同頻干擾。

        山東廣播電視臺共有8套調(diào)頻廣播頻率,其中交通廣播具有全省同頻同步的急迫需求,音樂廣播和體育廣播具有濟(jì)南周邊區(qū)域的覆蓋需求。

        由于各方面原因,交通廣播在本項目實施前只是以異頻方式覆蓋了省內(nèi)少數(shù)幾個城市,而音樂廣播和體育廣播廣播信號僅能覆蓋濟(jì)南主城區(qū),遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足廣播事業(yè)發(fā)展需要。

        2. 項目總體目標(biāo)

        (1)交通頻率同步覆蓋范圍:濟(jì)南城區(qū)及濟(jì)南周邊地區(qū);山東境內(nèi)沿京臺高速公路同時輻射周邊,實現(xiàn)京臺高速公路(山東段)無縫覆蓋;濟(jì)寧市部分縣、市同步補(bǔ)點覆蓋,改善這些地區(qū)的收聽效果。

        (2)音樂廣播及體育頻率同步覆蓋范圍:濟(jì)南周邊及濟(jì)南周邊地區(qū)調(diào)頻同步覆蓋,從而改善該地區(qū)的收聽效果。

        (3)在規(guī)劃覆蓋范圍內(nèi),覆蓋場強(qiáng)符合GY/T 196-2003《調(diào)頻廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》最低可用場強(qiáng)要求;同步系統(tǒng)指標(biāo)符合 GY/T 154-2000《調(diào)頻同步廣播技術(shù)系統(tǒng)規(guī)范》相關(guān)要求;收聽效果主觀評價不低于4分。

        (4)同步效果長期穩(wěn)定,在外電磁環(huán)境和本系統(tǒng)發(fā)射參數(shù)未變化情況下,收聽效果不能有較明顯劣化。

        (5)系統(tǒng)以移動或聯(lián)通公司標(biāo)準(zhǔn)雙向SDH E1為信號傳輸鏈路。

        (6)為保障播出安全,要求除濟(jì)南主發(fā)射臺外所有發(fā)射臺站有防插播保護(hù)功能。

        (7)為確保整個系統(tǒng)運(yùn)行安全和維修方便快捷,要求系統(tǒng)具有功能全面且安全穩(wěn)定的遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)聽功能,能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控發(fā)射站點運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)并能夠保存?zhèn)洳?,為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)提供有效的管理手段。

        3. 系統(tǒng)總體設(shè)計原則

        系統(tǒng)設(shè)計遵循如下原則:

        (1)技術(shù)先進(jìn)性

        采用當(dāng)今最先進(jìn)、可靠的調(diào)頻同步廣播技術(shù)(零倍頻DDS高本振穩(wěn)定同步技術(shù)),實現(xiàn)相干區(qū)內(nèi)同步效果達(dá)到主觀評價4分及以上,并保持長期穩(wěn)定運(yùn)行。

        (2)經(jīng)濟(jì)性

        在整體設(shè)計中,在保證系統(tǒng)質(zhì)量和性能的基礎(chǔ)上,統(tǒng)籌規(guī)劃,以保證最佳的性能價格比。為了降低系統(tǒng)成本,尤其是為了節(jié)約機(jī)房建設(shè)費(fèi)用,同時為了方便管理,在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時,我們盡量考慮了利用現(xiàn)有發(fā)射臺原有的發(fā)射機(jī)、發(fā)射鐵塔、供配電和防雷接地系統(tǒng),充分利用現(xiàn)有站點資源,以降低投資。

        (3)前瞻性

        在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、軟件設(shè)計理念、設(shè)備選型等方面,采用目前先進(jìn)且成熟的技術(shù),符合當(dāng)今的最新潮流以及今后幾年的發(fā)展。

        (4)可擴(kuò)展性

        調(diào)頻廣播覆蓋網(wǎng)的建設(shè)是一個長期的過程,隨著廣播電臺業(yè)務(wù)的發(fā)展,將不斷添加臺站和功能模塊,因此系統(tǒng)設(shè)計采用了模塊式結(jié)構(gòu),今后可靈活地進(jìn)行規(guī)模擴(kuò)展和功能擴(kuò)展。

        4. 同步廣播系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

        4.1 信號傳輸方法

        根據(jù)用戶的要求,除主發(fā)射臺外,15個同步站點采用標(biāo)準(zhǔn)SDH雙向E1信號傳輸通道,傳輸E1信號和相關(guān)的監(jiān)測信號,通道帶寬2M,BNC接口。為了保證濟(jì)南主發(fā)射臺信號的安全性,主發(fā)射臺的音頻信號直接取自總控機(jī)房E1復(fù)用器之后,位于廣電大樓27層的主發(fā)射臺、與總控機(jī)房距離20米左右,采用同軸電纜傳輸。

        4.2 信號傳輸前端結(jié)構(gòu)和信號流程

        信號傳輸前端的設(shè)備分別安裝在總控機(jī)房內(nèi)二臺42U的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)。為了實現(xiàn)交通廣播、音樂廣播和體育廣播三套節(jié)目在各站點的同步廣播,演播室輸出的三套數(shù)字音頻信號經(jīng)E1音頻同步編碼器先經(jīng)過加密,然后嵌入GPS同步時標(biāo),最后轉(zhuǎn)換成E1信號送入SDH通道傳輸?shù)竭h(yuǎn)程發(fā)射站點。在本案中為了確保安全播音,三套節(jié)目的E1音頻同步編碼采用冗余設(shè)計。每套節(jié)目配有主備音頻同步編碼器,其輸出的E1信號經(jīng)E1自動切換器選擇輸出一路E1信號,三套節(jié)目的E1信號經(jīng)E1復(fù)用器合成為一路E1信號,經(jīng)三臺E1分配器分別送到1#---15# E1數(shù)據(jù)復(fù)用器,經(jīng)SDH通道傳輸?shù)竭h(yuǎn)端15個同步站點內(nèi)與總控機(jī)房1#---15# 對應(yīng)的數(shù)據(jù)復(fù)用器。在總控機(jī)房的主要同步設(shè)備有6臺E1音頻同步編碼器、6臺GPS標(biāo)頻發(fā)生器、3臺E1信號自動切換器、1臺E1復(fù)用器、3臺E1 分配器、15對E1數(shù)據(jù)復(fù)用器等設(shè)備。

        信號傳輸前端拓?fù)湟妶D1。

        4.3 調(diào)頻同步發(fā)射系統(tǒng)

        E1信號借助SDH通道傳輸?shù)礁髡军c的E1數(shù)據(jù)復(fù)用器(1#---15#),E1數(shù)據(jù)復(fù)用器輸出的E1信號經(jīng)分配、解碼輸出的音頻信號作為同步激勵器的音頻信號源。由于各同步站點的配置要求不同,分別闡述如下:

        (1)德州陵縣、泰安、濟(jì)寧、棗莊翼云山同步改造

        圖1 信號傳輸前端拓?fù)鋱D

        E1信號借助SDH通道傳輸?shù)降轮萘昕h、泰安、濟(jì)寧、棗莊翼云山站點的E1數(shù)據(jù)復(fù)用器(12#---15#),E1數(shù)據(jù)復(fù)用器輸出的E1信號經(jīng)分配、解碼輸出的音頻信號作為同步激勵器的音頻信號源。四座發(fā)射臺利用原有的發(fā)射機(jī)和天饋系統(tǒng),每個站點增加1臺100W同步激勵器、一臺GPS標(biāo)頻發(fā)生器、一臺E1同步解碼器組成FM同步廣播發(fā)射系統(tǒng)。GPS標(biāo)頻發(fā)生器輸出的1PPS和10MHz標(biāo)頻信號分別送到E1同步解碼器。GPS標(biāo)頻發(fā)生器輸出的655.36MHz、24.32MHz標(biāo)頻信號分別送到同步激勵器的DSP單元,作為音頻時鐘和射頻時鐘的標(biāo)頻,對音頻和射頻實施同步,確保了“三同一保精密同步”。

        德州陵縣、泰安、濟(jì)寧、棗莊翼云山同步改造同步廣播系統(tǒng)框圖見圖2。

        圖2 德州陵縣、泰安、濟(jì)寧、棗莊翼云山同步改造同步廣播系統(tǒng)框圖

        (2)濟(jì)南主發(fā)射臺新增同步改造

        由于廣電大樓27層的主發(fā)射臺與總控機(jī)房距離20米左右,采用同軸電纜傳輸E1信號。從總控室的E1分配器輸出的含有三套節(jié)目的E1信號通過SYV-50—7同軸電纜傳輸?shù)?7樓的主發(fā)射機(jī)房,電纜連接到E1分配器,E1分配器輸出三路E1信號分別送該三臺同步解碼器,解碼后輸出交通廣播、音樂廣播和體育廣播的音頻信號作為同步激勵器的音頻信號源。

        在主發(fā)射臺的交通廣播、音樂廣播和體育廣播,三套節(jié)目的FM同步系統(tǒng)在原有的發(fā)射機(jī)和天饋系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加三臺100W同步激勵器、三臺GPS標(biāo)頻發(fā)生器、3臺E1同步解碼器組成三套節(jié)目的FM同步系統(tǒng)。

        安裝在27樓主發(fā)射機(jī)房的 GPS標(biāo)頻發(fā)生器輸出的1PPS和10MHz標(biāo)頻信號分別送到E1同步解碼器。GPS標(biāo)頻發(fā)生器輸出的655.36MHz、24.32MHz標(biāo)頻信號分別送到同步激勵器的DSP單元,作為音頻時鐘和射頻時鐘的標(biāo)頻,對音頻和射頻實施同步,確保了“三同一保精密同步”。

        主發(fā)射臺同步改造系統(tǒng)圖見圖3。

        (3)新建四個(三套節(jié)目)同步發(fā)射基站

        圖3 主發(fā)射臺同步改造系統(tǒng)圖

        在新建的四座同步發(fā)射基站的E1信號通過SDH通道傳輸?shù)剿膫€新建站點,各站點分別安裝(1#--4#)E1數(shù)據(jù)復(fù)用器與總控機(jī)房的(1#--4#)E1數(shù)據(jù)復(fù)用器相互對應(yīng)。E1數(shù)據(jù)復(fù)用器經(jīng)分配器輸出三路E1信號(交通廣播、音樂廣播和體育廣播),三套節(jié)目經(jīng)三臺E1同步解碼器解調(diào)后輸出的音頻信號作為同步激勵器的音頻信號源。同步激勵器輸出的RF信號驅(qū)動1KW功率放大器,三套節(jié)目的功率放大器輸出的RF信號經(jīng)三工器與連接的SDY-50-40饋管送到雙層發(fā)射天線實現(xiàn)三套節(jié)目的同步廣播。

        每座站點的FM同步廣播發(fā)射系統(tǒng)由一臺E1數(shù)據(jù)復(fù)用器、一臺E1分配器、三臺E1同步解碼器、三臺GPS標(biāo)頻發(fā)生器、三臺30W同步激勵器、三臺1KW功率放大器、一臺三工器和天饋系統(tǒng)組成,設(shè)備安裝在19” 42U機(jī)柜內(nèi)。

        GPS標(biāo)頻發(fā)生器輸出的1PPS和10MHz標(biāo)頻信號分別送到E1同步解碼器。GPS標(biāo)頻發(fā)生器輸出的655.36MHz、24.32MHz標(biāo)頻信號分別送到同步激勵器的DSP單元,作為音頻時鐘和射頻時鐘的標(biāo)頻,對音頻和射頻實施同步,確保了“三同一保精密同步”。

        新建四個(三套節(jié)目)同步發(fā)射基站系統(tǒng)圖見圖4。

        圖4 新建四個(三套節(jié)目)同步發(fā)射基站系統(tǒng)圖

        (4)新建七個(交通廣播)同步發(fā)射基站

        SDH通道傳輸?shù)狡邆€新建站點的七臺E1數(shù)據(jù)復(fù)用器(5#--11#)),E1數(shù)據(jù)復(fù)用器輸出E1信號(交通廣播)經(jīng)E1同步解碼器解調(diào)后輸出的音頻信號作為同步激勵器的音頻信號源,同步激勵器輸出的RF信號驅(qū)動1KW功率放大器,1KW功率放大器的輸出經(jīng)50-22饋管送到雙層發(fā)射天線實現(xiàn)交通臺的同步廣播。

        每座站點的FM同步廣播發(fā)射系統(tǒng)由一臺E1數(shù)據(jù)復(fù)用器、一臺E1同步解碼器、一臺GPS標(biāo)頻發(fā)生器、一臺30W同步激勵器、一臺1KW功率放大器和天饋系統(tǒng)組成。

        GPS標(biāo)頻發(fā)生器輸出的1PPS和10MHz標(biāo)頻信號分別送到E1同步解碼器。GPS標(biāo)頻發(fā)生器輸出的655.36MHz、24.32MHz標(biāo)頻信號分別送到同步激勵器的DSP單元,作為音頻時鐘和射頻時鐘的標(biāo)頻,對音頻和射頻實施同步,確保了“三同一保精密同步”。

        新建七個同步發(fā)射基站系統(tǒng)圖見圖5。

        圖5 新建七個同步發(fā)射基站系統(tǒng)圖

        5. 遠(yuǎn)程監(jiān)測管理網(wǎng)

        同步廣播系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可保證同步廣播網(wǎng)在任何時間處于最佳的狀態(tài)運(yùn)行。通過SDH E1雙向通道實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控信號的傳遞。

        遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)以科學(xué)管理來替代以人為主傳統(tǒng)管理的設(shè)計理念,采用人性化的監(jiān)控軟件、先進(jìn)的硬件技術(shù)和專用傳輸通道(E1通道),建立一個安全、穩(wěn)定、可靠的廣播信息遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺,在有力保障廣播發(fā)射機(jī)房發(fā)射系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時,確保FM同步網(wǎng)在最佳同步狀態(tài)運(yùn)行。通過監(jiān)控管理信息系統(tǒng)的建設(shè),盡可能地降低人為因素對安全播出的影響,提升管理水平,促進(jìn)廣播覆蓋的健康發(fā)展。

        在系統(tǒng)整體的設(shè)計上,以數(shù)據(jù)庫作為整個系統(tǒng)的軟件平臺,所有有關(guān)發(fā)射臺日常運(yùn)作的相關(guān)信息以及每個管理模塊都以數(shù)據(jù)庫這一紐帶相互利用、相互依存。在系統(tǒng)中采用了集散控制系統(tǒng)的設(shè)計理念。

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