韓靖海 蔡磊

摘要：東芝發(fā)射機與SPINNER同軸切換裝置組合，可利用硬件狀態(tài)采樣、軟件邏輯描述實現(xiàn)發(fā)射機系統(tǒng)切換。在功能上，系統(tǒng)在滿足遠程監(jiān)測、自動切換的同時采用多級控制方式，用戶可根據(jù)實際情況選擇采用遠程一鍵切換、手動分步切換、本地手動切換，系統(tǒng)亦可根據(jù)預設故障條件停止操作切換命令等個性化功能。整個系統(tǒng)采用B/S架構，方便系統(tǒng)的后期維護及多機房綜合監(jiān)控、降低系統(tǒng)運維成本。

關鍵詞：分布式架構 主備機切換 聯(lián)鎖保護

上海東方明珠發(fā)射臺針對東芝發(fā)射機1+1系統(tǒng)主備機自動切換的升級改造，采用了安全、成熟的網(wǎng)絡通訊技術，選擇了合適的網(wǎng)絡構架，開發(fā)出可實現(xiàn)多地集中管理、遠程監(jiān)控、安全可靠的發(fā)射機主備切換綜合平臺。這為多地機房集中管理提供便利，也為發(fā)射臺的設備集中管理尋求一種新的嘗試。

系統(tǒng)設計思路

一、明確硬件設備之間的分工。服務器內植核心控制程序負責整個平臺的可靠運行，平臺內所有發(fā)射機系統(tǒng)均可同時調用核心程序中的切換控制程序子模塊實現(xiàn)應急時的切換。

二、建立綜合監(jiān)測平臺實現(xiàn)多機房、多發(fā)射機集中監(jiān)控，整個監(jiān)控平臺采用B/S架構分布式系統(tǒng)（如圖1）。B/S（Browser/Server）架構的優(yōu)點是客戶端計算機只需利用網(wǎng)絡瀏覽器即可訪問平臺控制頁面，所有的控制功能程序模塊都在服務器內，客戶端無需安裝其他軟件。以后系統(tǒng)升級只需在網(wǎng)頁上對服務器進行操作即可。平臺控制又是分布式的，每個機房、每個頻率發(fā)射機切換系統(tǒng)是獨立的，而平臺所有控制和信息可實現(xiàn)無縫共享。

三、采集發(fā)射機開關機狀態(tài)、同軸開關位置狀態(tài)送本地服務器，使服務器根據(jù)實際狀態(tài)發(fā)出控制切換的命令。

四、根據(jù)SPINNER快裝式同軸開關工作特點設計安全可靠的機械聯(lián)鎖系統(tǒng)，保證主備發(fā)射機切換時主備機的聯(lián)鎖處于開路狀態(tài)，同軸到位后，主備發(fā)射機均可獲得必要的聯(lián)鎖。

五、考慮平臺的安全性。

系統(tǒng)實現(xiàn)方案

一、各種狀態(tài)的獲取。為了進行智能切換，我們首先要檢測出發(fā)射機開關狀態(tài)數(shù)據(jù)、發(fā)射機運行參數(shù)和同軸開關狀態(tài)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)獲取方式如下：

發(fā)射機開關狀態(tài)的獲取。通過一個主接觸器為發(fā)射機功放提供電源是東芝數(shù)字電視發(fā)射機的共同點。主接觸器在發(fā)射機開機時處于閉合狀態(tài)，在關機時處于分斷狀態(tài)。東芝系列的發(fā)射機運行分為正常控制模式和應急模式。在應急模式狀態(tài)下，發(fā)射機不再受發(fā)射機控制器的控制，開關機只通過應急開關來實現(xiàn)。經(jīng)過研究論證，應急開機屬于設備非正常情況下人為操作范疇，不涉及自動控制，接觸器狀態(tài)與正常模式相同。

發(fā)射機參數(shù)的獲取。發(fā)射機控制器通過RS232接口為用戶提供了豐富的發(fā)射機運行參數(shù)。對于主備切換系統(tǒng)的設計，發(fā)射機輸出功率是關鍵參數(shù)。該指標可與其他建立平臺所需的設備參數(shù)一起被打包送入系統(tǒng)服務器。

同軸開關狀態(tài)的獲取。同軸開關選用的是SPIINNER BN553567C0100型同軸開關套件。套件包括同軸裝置安裝面板、電動同軸開關以及手動U-Link射頻連接器。同軸開關提供了兩組聯(lián)鎖開關和六組狀態(tài)切換輔助節(jié)點。使用同軸開關時利用其中一組節(jié)點的開關狀態(tài)即可獲得同軸位置信息；使用U-Link時，同軸套件會根據(jù)用戶連接情況自動輸出位置狀態(tài)，無需另外調整。

二、切換邏輯描述。為了提高切換系統(tǒng)的可靠性和可操作性，除了自動切換外，系統(tǒng)還設計了一鍵切換和純手動切換功能。

自動切換是當監(jiān)控平臺監(jiān)測到某頻率主機故障導致功率下降到預設門限后，自動向主發(fā)射機發(fā)送關機命令，并確認發(fā)射機處于關機狀態(tài)后，向同軸控制器發(fā)送同軸轉動命令，待服務器接收到同軸轉動到位狀態(tài)后，向備機發(fā)送開機命令，并將備機標簽改成主機，故障機改成備機。

一鍵倒機方式需要用戶手動在遠程平臺上操作。只要用戶在播出中發(fā)現(xiàn)播出質量下降，在確認是發(fā)射機故障的情況下點擊該頻率切換系統(tǒng)的“一鍵倒機”按鈕。此時切換程序直接向主備發(fā)射機發(fā)送關機命令，確認收到雙機的關機狀態(tài)后，直接向同軸控制器發(fā)出切換命令，切換完成后，自動開出備機。

當平臺服務器死機或者控制程序運行不正常時，用戶可以在同軸控制器上將平臺控制命令關閉，選擇本地控制模式。此時若要切換備機必須先關主機，在同軸控制器上切換同軸位置，再開備機，整個過程都需要用戶手動操作分步完成。

各種切換手段有著不同應用場合。按照應急等級從高到低應該是手動切換、平臺上一鍵切換，最后才是自動切換（見圖2）。如上所述，當使用手動切換時，平臺服務器的命令已被切斷，一鍵切換和自動切換過程都是通過平臺服務器發(fā)出的控制命令來完成的。所以選擇手動切換方式時，一鍵切換和自動切換方式將失效。一鍵切換本質上也屬于自動切換的范疇，只是這種方式需要在平臺上手動操作，處理切換的過程與自動切換相比減少了輸出功率判斷環(huán)節(jié)，因此，一鍵切換時間比自動切換要短。

三、聯(lián)鎖保護設計。系統(tǒng)采用機械聯(lián)鎖保護方式（如圖3）。機械聯(lián)鎖保護必須基于指定型號同軸開關進行有針對性的設計。如前文所述，SPINNER公司的這款同軸套件有兩種工作模式，分別是同軸開關模式和U-Link工作模式，而且SPINNER這款同軸套件只能保證天線端發(fā)射機可獲得聯(lián)鎖。這兩種模式在實現(xiàn)相同聯(lián)鎖路徑設計上也不相同，而設計的最終目的是保證無論使用哪種模式，主備機的聯(lián)鎖關系必須保持一致。在設計時必須找到兩種模式中公共點作為發(fā)射機端聯(lián)鎖接口輸出，保證上天線端發(fā)射機獲得聯(lián)鎖，所以選擇正確的輔助節(jié)點是關鍵。

四、系統(tǒng)安全性。

（一）機房間的數(shù)據(jù)交互必須使用廣電內部的局域網(wǎng)，禁止使用互聯(lián)網(wǎng)以防止外來黑客入侵。

（二）平臺維護和升級維護采用專門可移動存儲設備，并由專人保管。

（三）設置平臺登錄權限，平臺關鍵參數(shù)的修改和設置必須由專人完成。

（四）當網(wǎng)絡故障或者設備之間通信中斷，所有相關頻點的發(fā)射機系統(tǒng)均被自動設成“異常”狀態(tài)。在“異常”狀態(tài)下，發(fā)射機切換系統(tǒng)必須手動完成操作。

結論

結合互聯(lián)網(wǎng)技術可方便實現(xiàn)多機房、多設備之間數(shù)據(jù)交互，建立一個功能完備、安全可靠的監(jiān)控平臺。同時，不同型號的發(fā)射機與當今先進的同軸切換裝置之間的匹配為提高同軸開關環(huán)節(jié)可靠性提供了全新的思路，也為廣播電視設備升級提供了一個有參照性的靈活的解決方案。（作者單位：上海東方明珠傳輸有限公司）

參考文獻：

1.韓靖海，宋曉波，劉 超，《東芝3700發(fā)射機“1+1”遠程手動同軸切換控制系統(tǒng)的設計》， 2017（1）。

2.SPINNER GROUP， 《BN553567C0100 Patch Panel Product Document》2016。