滕波 連云港市廣播電視臺(tái)

1.立項(xiàng)背景

連云港市廣播電視臺(tái)傳輸覆蓋中心所屬中波發(fā)射臺(tái)1座、電視調(diào)頻發(fā)射臺(tái)3座。負(fù)責(zé)中央一套、中央二套、江蘇新聞、江蘇文藝、連云港新聞、連云港音樂、連云港交通等7套調(diào)幅廣播的傳輸覆蓋工作；負(fù)責(zé)中央一套、中央二套、江蘇新聞、江蘇交通、江蘇健康、連云港新聞、連云港音樂、連云港交通等8套調(diào)頻廣播的傳輸覆蓋工作；負(fù)責(zé)中央一套、中央七套、連云港綜合頻道等3套模擬電視節(jié)目的傳輸覆蓋工作；負(fù)責(zé)地面數(shù)字電視20余套節(jié)目的傳輸覆蓋工作。發(fā)射臺(tái)站點(diǎn)多，覆蓋范圍廣，覆蓋節(jié)目種類多，原有的節(jié)目傳輸系統(tǒng)通過模擬光機(jī)進(jìn)行傳輸，不能滿足技術(shù)發(fā)展和事業(yè)發(fā)展的需要。

在連云港廣播電視影視城新大樓系統(tǒng)建設(shè)中，全新的采編播系統(tǒng)高清數(shù)字化開始普及，原來的模擬信源都已改為高清數(shù)字化信號(hào)。需要建立一套全高清化，兼容標(biāo)清的信號(hào)傳輸系統(tǒng)，滿足未來高清業(yè)務(wù)和4K超清業(yè)務(wù)的發(fā)展。

在連云港廣播電視新大樓搬遷之前，2015年，開始建設(shè)從新大樓中心機(jī)房到錦屏山發(fā)射臺(tái)、北固山發(fā)射臺(tái)、中波發(fā)射臺(tái)、連島發(fā)射臺(tái)的光纖線路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)中心、四個(gè)站點(diǎn)的互聯(lián)互通。2016年，通過在中心機(jī)房和4個(gè)發(fā)射站點(diǎn)組建全新的IP碼流傳輸調(diào)度系統(tǒng)，滿足業(yè)務(wù)部門使用需求，為各個(gè)業(yè)務(wù)使用部門服務(wù)。涉及電視臺(tái)外部廣播電視直播信號(hào)、電視臺(tái)外來收錄信號(hào)、電視臺(tái)播出信號(hào)、有線電視臺(tái)傳輸信號(hào)、無線臺(tái)調(diào)頻信號(hào)、調(diào)幅廣播信號(hào)、開路模擬電視信號(hào)、地面數(shù)字電視信號(hào)、互聯(lián)網(wǎng)手機(jī)臺(tái)信號(hào)、IPTV平臺(tái)信號(hào)、新媒體信號(hào)等多領(lǐng)域信號(hào)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信號(hào)調(diào)度、傳輸、切換保護(hù)、監(jiān)控功能，并對(duì)信號(hào)和發(fā)射臺(tái)站進(jìn)行技術(shù)監(jiān)測(cè)，大幅降低了系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用和維護(hù)成本。減少了信號(hào)碼流轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)和系統(tǒng)故障的隱患節(jié)點(diǎn)，有效提高信號(hào)傳輸系統(tǒng)的先進(jìn)性和可靠性。

2.項(xiàng)目?jī)?nèi)容

本項(xiàng)目在完成了中心機(jī)房和各發(fā)射臺(tái)的光纖路由基礎(chǔ)建設(shè)后，開始建設(shè)節(jié)目IP碼流傳輸和臺(tái)站監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)。

2.1 全臺(tái)節(jié)目IP碼流傳輸總調(diào)度系統(tǒng)

傳統(tǒng)碼流傳輸調(diào)度系統(tǒng)采用ASI切換矩陣來實(shí)現(xiàn)設(shè)備備份，不僅大大增加了系統(tǒng)布線的復(fù)雜性和系統(tǒng)投入成本，而且這種備份只能做到針對(duì)某個(gè)頻道鏈路的設(shè)備，不能做到針對(duì)端口的備份，更不能實(shí)現(xiàn)節(jié)目的備份。

IP網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，傳輸技術(shù)成熟，布線簡(jiǎn)單，可重用設(shè)備，較傳統(tǒng)設(shè)備可節(jié)約投資。IP信號(hào)壓縮編碼已非常成熟，上下游業(yè)務(wù)以及相關(guān)設(shè)備的IP化進(jìn)程正在不斷加快。

全臺(tái)節(jié)目IP碼流傳輸總調(diào)度系統(tǒng)涉及電視臺(tái)外來直播信號(hào)，電視臺(tái)外來收錄信號(hào)、電視臺(tái)播出信號(hào)、有線電視臺(tái)傳輸信號(hào)、無線臺(tái)調(diào)頻信號(hào)、調(diào)幅廣播信號(hào)、開路模擬電視信號(hào)、地面數(shù)字電視信號(hào)、互聯(lián)網(wǎng)手機(jī)臺(tái)信號(hào)、IPTV平臺(tái)信號(hào)、新媒體信號(hào)等多種信號(hào)等領(lǐng)域，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)度、傳輸、切換保護(hù)、信號(hào)監(jiān)控等功能，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行技術(shù)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)采用全高清方式建設(shè)(兼容標(biāo)清)，全面支持MPEG-2、H.264等格式，兼容HEVC、AVS+/DRA等最新編解碼技術(shù)，兼容4K節(jié)目傳輸，兼容OTT ABR等新技術(shù)。通過聯(lián)通第三方傳輸網(wǎng)絡(luò)，無縫對(duì)接至江蘇省中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程前端系統(tǒng)。

2.2 臺(tái)站監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)

圖1 節(jié)目傳輸與臺(tái)站監(jiān)控系統(tǒng)

連云港傳輸覆蓋監(jiān)控中心監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)幅/調(diào)頻廣播、模擬電視、數(shù)字電視（發(fā)射系統(tǒng)含信源和發(fā)射機(jī)）、中心機(jī)房信號(hào)源監(jiān)控、機(jī)房動(dòng)力環(huán)境系統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)管。對(duì)前端異常數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)匯總，并可生成管理報(bào)表，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行開路監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程遙控。并逐漸實(shí)現(xiàn)中心集中監(jiān)控，各發(fā)射站點(diǎn)有人留守、無人值班，專人定期巡檢的自動(dòng)化的廣播電視監(jiān)管系統(tǒng)。

3.節(jié)目傳輸與臺(tái)站監(jiān)控系統(tǒng)

節(jié)目傳輸與臺(tái)站監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。

4.項(xiàng)目實(shí)施

4.1 各發(fā)射臺(tái)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)

實(shí)現(xiàn)各發(fā)射臺(tái)立體聲信號(hào)源監(jiān)控。對(duì)各發(fā)射臺(tái)解碼器輸出的模擬音頻信號(hào)進(jìn)行分配，供給主備機(jī)信源及N+1系統(tǒng)信源（同一信源通過不同的路徑2路光纖傳送，光纜傳輸?shù)氖荌P數(shù)字信號(hào)）。對(duì)調(diào)頻和中波廣播做開路檢測(cè)，同時(shí)，送到監(jiān)控中心的市臺(tái)4套立體聲調(diào)頻節(jié)目開路監(jiān)測(cè)信號(hào)，送一路給電臺(tái)總控做節(jié)目源比對(duì)，在發(fā)射臺(tái)本地接收。實(shí)現(xiàn)各發(fā)射臺(tái)發(fā)射機(jī)監(jiān)控采集和錦屏山倒備8+1備機(jī)采集，倒備系統(tǒng)做8+1，提供n選1切換器，切換后的信號(hào)連接到發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)監(jiān)控通過監(jiān)控中心客戶機(jī)操作，在市臺(tái)監(jiān)控中心能快速方便實(shí)現(xiàn)循環(huán)、單個(gè)頻率監(jiān)聽。

圖2 錦屏山調(diào)頻發(fā)射機(jī)8+1系統(tǒng)

模擬電視開路信號(hào)監(jiān)測(cè)。對(duì)解碼器輸出的模擬電視信號(hào)3個(gè)頻道3路模擬電視信號(hào)源進(jìn)行4分配，供給主備機(jī)等使用。

監(jiān)測(cè)數(shù)字電視IP信號(hào)源（有3路信號(hào)，從交換機(jī)可取信號(hào)），1路TS流信號(hào)，4路數(shù)字電視信號(hào)。監(jiān)測(cè)4個(gè)頻點(diǎn)數(shù)字電視開路信號(hào)。在市臺(tái)監(jiān)控中心可快速方便實(shí)現(xiàn)信源、開路接收信號(hào)的頻道輪循監(jiān)看和單個(gè)節(jié)目源監(jiān)看。

監(jiān)測(cè)市電電壓、穩(wěn)壓電壓和UPS電源電壓、電流數(shù)值；已經(jīng)做好的安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)打包傳到監(jiān)控中心；溫濕度監(jiān)測(cè)、煙霧檢測(cè)。

4.2 中心機(jī)房

4.2.1 信號(hào)源

在中心機(jī)房，通過6座衛(wèi)星地面站系統(tǒng)，分別接收亞太6C信號(hào)，用于CDR數(shù)字音頻廣播播出使用；接收中星6A垂直極化信號(hào)，用于中一高清信號(hào)接收；接收中星6A水平極化信號(hào)，用于江蘇衛(wèi)視高清接收；接收中星6B垂直極化信號(hào)，用于央廣新聞接收；接收中星6B水平極化，用于省廣新聞和中央電視節(jié)目信號(hào)接收；接收中星9號(hào)KU波段信號(hào)，用于直播星備用信號(hào)。

通過江蘇有線機(jī)房互通光纖，接收省干線網(wǎng)絡(luò)和江蘇有線電視信號(hào)節(jié)目，用于廣播電視節(jié)目制播、媒資和收錄。同時(shí)滿足新媒體網(wǎng)站、手機(jī)臺(tái)、電信IPTV等業(yè)務(wù)的信號(hào)需求。

本臺(tái)自辦節(jié)目則通過SDI電視信號(hào)和AES廣播信號(hào)的主備編碼器，編碼傳輸。

信號(hào)源通過交換機(jī)匯聚，進(jìn)入復(fù)用器。在復(fù)用器中做節(jié)目級(jí)備份，在主路輸入信號(hào)一套或多套節(jié)目發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換至備路輸入信號(hào)中的節(jié)目進(jìn)行替換，保證所有需要的節(jié)目正常輸出，可任意設(shè)置ASI或IP接口作為主備路信號(hào)來源；支持AVS+/MPEG2/H.264等編碼格式的傳輸流復(fù)用、解復(fù)用和再復(fù)用功能，支持節(jié)目級(jí)的主備切換功能。從物理、技術(shù)、運(yùn)維管理等方面，形成多層次，全方位的安全防線，實(shí)現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，確保平臺(tái)安全可靠。應(yīng)急情況，多種控制及備份模式可互換。系統(tǒng)具有極高的運(yùn)行可靠性，并具備完善的應(yīng)急方案，應(yīng)急操作安全、快捷。系統(tǒng)信號(hào)穩(wěn)定，便于維護(hù)(操作直觀簡(jiǎn)易，信號(hào)的調(diào)度方便靈活，設(shè)備的調(diào)整和維護(hù)便捷實(shí)用)。系統(tǒng)播出通路中避免有單一崩潰點(diǎn)，避免因某一設(shè)備的故障而影響到整個(gè)系統(tǒng)直播的安全性，減小設(shè)備故障影響的范圍。對(duì)于與安全播出密切相關(guān)，以及直接影響安全播出的播出主、備路鏈路信號(hào)與設(shè)備，實(shí)時(shí)將監(jiān)測(cè)結(jié)果和應(yīng)急提示置于明顯的監(jiān)看位置，并配備聲光告警。整個(gè)IP碼流傳輸系統(tǒng)包括：（1）基于端口的備份。當(dāng)某個(gè)端口或鏈接出現(xiàn)故障，則以備份端口或鏈接自動(dòng)替換；（2）基于鏈接(Socket)的備份。當(dāng)某個(gè)組播流出現(xiàn)故障，可用另一組播流自動(dòng)替換；（3）基于節(jié)目的備份。當(dāng)某個(gè)節(jié)目出現(xiàn)故障，則以備份節(jié)目自動(dòng)替換，可實(shí)現(xiàn)ASI和ASI，ASI和IP，IP和IP之間的任意備份；（4）基于任意鏡像的備份。ASI輸入或IP輸入， 可任意鏡像為ASI 或 IP的輸出；（5）第三方IP切換器的備份。三個(gè)千兆IP信源輸入，單個(gè)千兆IP輸出，支持系統(tǒng)輸入IP傳輸流的智能監(jiān)控和自動(dòng)切換，支持外部手動(dòng)控制切換，包括WEB網(wǎng)管系統(tǒng)、SNMP統(tǒng)一網(wǎng)管控制系統(tǒng)以及GPI應(yīng)急控制等切換控制源。

4.2.2 信號(hào)監(jiān)控

在中心機(jī)房設(shè)立監(jiān)控中心，滿足各發(fā)射臺(tái)的數(shù)據(jù)匯總，服務(wù)器存儲(chǔ)。通過監(jiān)控中心的大屏和工控機(jī)，可以展示各個(gè)發(fā)射臺(tái)的信源、空收、發(fā)射機(jī)裝備、安防、電力、溫濕度等狀態(tài)。

采用單機(jī)多模采集技術(shù)，發(fā)射臺(tái)站綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（設(shè)備）同時(shí)支持RJ45千兆/百兆網(wǎng)口、RS232/485串口、開關(guān)量采集口、數(shù)字量采集口、模擬量采集口。采用數(shù)據(jù)采集匯聚化處理技術(shù)。將底層硬件采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歸類，提交給不同的業(yè)務(wù)模塊。同時(shí)，各業(yè)務(wù)模塊下發(fā)控制信息給數(shù)據(jù)匯聚層，最終提交給硬件接口執(zhí)行點(diǎn)亮狀態(tài)燈、蜂鳴器報(bào)警等硬件輸出。

通過工控機(jī)，可以控制發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)，實(shí)現(xiàn)主備機(jī)的倒換。

建立技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、反應(yīng)快捷、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化為一體的廣播電視監(jiān)管系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中心集中監(jiān)控，逐漸探索實(shí)現(xiàn)邊遠(yuǎn)發(fā)射站點(diǎn)有人留守、無人值班，專人定期巡檢的工作模式。

4.2.3 網(wǎng)絡(luò)IP碼流配置

充分利用組播技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻TS流在IP網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)到多點(diǎn)的高效數(shù)據(jù)傳送，有效節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

在二層網(wǎng)絡(luò)中，利用組播約束機(jī)制Internet Group Management Protocol Snooping（互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議窺探IGMP Snooping），管理和控制組播組。運(yùn)行 IGMP Snooping 的二層設(shè)備通過對(duì)收到的IGMP 報(bào)文進(jìn)行分析，為端口和MAC 組播地址建立起映射關(guān)系，并根據(jù)映射關(guān)系轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)，保證組播數(shù)據(jù)不會(huì)在二層被廣播，而在二層被組播給指定的接收者。

開啟丟棄未知組播數(shù)據(jù)報(bào)文功能，當(dāng)使用丟棄未知組播數(shù)據(jù)報(bào)文功能時(shí)，交換機(jī)將收到的未知組播數(shù)據(jù)報(bào)文向其路由器端口轉(zhuǎn)發(fā)，不在該數(shù)據(jù)報(bào)文所屬的VLAN 內(nèi)廣播。如果交換機(jī)沒有路由器端口，數(shù)據(jù)報(bào)文會(huì)被丟棄。這樣可有效降低由于二層組播泛濫導(dǎo)致的交換機(jī)端口流量較高，有效降低交換機(jī)負(fù)荷，降低下一級(jí)設(shè)備端口解析的壓力。

對(duì)某些固定解析某個(gè)固定IP組播地址的設(shè)備，在交換機(jī)上開啟靜態(tài)組播設(shè)置，實(shí)現(xiàn)其固定、穩(wěn)定的接收某個(gè)特定組播，確保組播數(shù)據(jù)在傳輸過程中的可靠性。

在三層網(wǎng)絡(luò)中，合理利用組播控制協(xié)議，包括Internet組管理協(xié)議IGMPv2（RFC 2236），域內(nèi)組播路由協(xié)議PIM，優(yōu)化組播組網(wǎng)方案。

5.結(jié)束語

不斷加強(qiáng)廣播電視發(fā)射臺(tái)站信息基礎(chǔ)建設(shè)，推進(jìn)發(fā)射臺(tái)站信息化發(fā)展進(jìn)程，從技術(shù)上提高發(fā)射臺(tái)站安全播出保障水平，規(guī)范臺(tái)站綜合管理能力，有效減少各類停播事故，是當(dāng)前臺(tái)站建設(shè)的主要內(nèi)容。