田世軍

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局501臺(tái) 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

引 言

2017年，為保障“十九大”及自治區(qū)70 周年大慶期間廣播電視的安全播出，按照《廣播電視安全播出管理規(guī)定》衛(wèi)星廣播電視地球站實(shí)施細(xì)則的要求，配置能獨(dú)立承擔(dān)上行播出任務(wù)的備份上行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了與主用上行系統(tǒng)1：1+1：1 的備份模式，并設(shè)置了應(yīng)急開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了一鍵切換的應(yīng)急處置。

1 需求分析

1.1 相關(guān)規(guī)定

根據(jù)《廣播電視安全播出管理規(guī)定》衛(wèi)星廣播電視地球站實(shí)施細(xì)則的要求，501 臺(tái)安全播出保障等級(jí)一級(jí)，為最高保障等級(jí)，在技術(shù)系統(tǒng)配置、運(yùn)行維護(hù)、預(yù)防突發(fā)事件、應(yīng)急處置等方面的保障要求較高。細(xì)則第十二條規(guī)定：一級(jí)應(yīng)配置能獨(dú)立承擔(dān)上行播出任務(wù)的備份上行系統(tǒng)；二級(jí)應(yīng)配置公共備份上行系統(tǒng)，對(duì)所承擔(dān)的備份任務(wù)具備同時(shí)上行的能力，且備份上行系統(tǒng)的安全運(yùn)行EIRP 值應(yīng)不低于主用上行系統(tǒng)正常播出時(shí)的上行EIRP 值。

1.2 播出要求

501 臺(tái)承擔(dān)著內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái)蒙、漢語(yǔ)衛(wèi)視兩套電視節(jié)目和內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái)及盟市廣播電視臺(tái)的15 套廣播節(jié)目的衛(wèi)星傳輸任務(wù)，信號(hào)覆蓋中國(guó)及周邊國(guó)家和地區(qū)。為全國(guó)各地有線臺(tái)站提供節(jié)目源。全年24 小時(shí)不間斷播出，除周三凌晨三小時(shí)的檢修時(shí)間外（重要播出時(shí)段停止檢修），均實(shí)現(xiàn)有載波播出。

501 臺(tái)為一級(jí)技術(shù)保障系統(tǒng)，安全播出年度運(yùn)行指標(biāo)停播率≤5 秒/百小時(shí)，即地球站衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸可用度≥99.9986%；全年累計(jì)停播時(shí)間不超過(guò)7.3 分鐘。

根據(jù)安全播出事件事故管理實(shí)施細(xì)則中，安全播出重大事故界定標(biāo)準(zhǔn)的要求，衛(wèi)星傳輸中在重要保障期的重點(diǎn)時(shí)段停播時(shí)長(zhǎng)≥3 秒鐘；日常重點(diǎn)時(shí)段/重要保障期停播時(shí)長(zhǎng)≥10 秒鐘；日常停播時(shí)長(zhǎng)≥30 秒鐘為重大停播事故。

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)原則

備份上行系統(tǒng)需要符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，減少中間故障環(huán)節(jié)，維護(hù)管理界面清晰，維護(hù)操作簡(jiǎn)單方便，應(yīng)急配置靈活可靠等特點(diǎn)。

2.2 設(shè)計(jì)思路

信源采用與主用上行系統(tǒng)不同路由的信源，上行鏈路為獨(dú)立鏈路，與主用上行系統(tǒng)無(wú)交叉，互不干擾。當(dāng)主用上行系統(tǒng)出現(xiàn)故障、檢修維護(hù)、升級(jí)改造以及業(yè)務(wù)培訓(xùn)需要進(jìn)行演練操作時(shí)，能夠獨(dú)立完成播出任務(wù)。

采用一鍵式切換模式，遇到突發(fā)事件，可在最短時(shí)間內(nèi)完成主用上行系統(tǒng)與備用上行系統(tǒng)的切換，可有效保障安全播出。

2.3 系統(tǒng)組成

圖1 為501 臺(tái)播出系統(tǒng)鏈路圖，虛線的部分為備份上行系統(tǒng)。

3 信號(hào)引接系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)方案

內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái)將蒙、漢語(yǔ)視頻信號(hào)編碼、復(fù)用后，通過(guò)光纜和微波兩種形式傳輸。光纜通路將廣播電視臺(tái)傳輸?shù)腄S3 信號(hào)直接上光發(fā)機(jī)，通過(guò)光纜傳到衛(wèi)星地球站播出機(jī)房；微波采用雙向環(huán)路自愈網(wǎng)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式，對(duì)501 臺(tái)提供了環(huán)路、正向兩種不同路由的信號(hào)，確保信號(hào)源的質(zhì)量，提高了信號(hào)源的可靠性。

圖1 播出系統(tǒng)連路圖

501 臺(tái)將光纜信號(hào)作為主用，微波正向信號(hào)作為備用，對(duì)其進(jìn)行切換選擇，然后送至主用上行系統(tǒng)播出。

將微波環(huán)路信號(hào)作為主用，光纜信號(hào)作為備用，對(duì)其進(jìn)行切換選擇，然后送至備用上行系統(tǒng)播出。

3.2 系統(tǒng)安全保障措施

傳輸鏈路采用光纜和微波的構(gòu)架。微波鏈路采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式和雙向環(huán)路自愈網(wǎng)，提供了正向、反向、環(huán)路三個(gè)方向的信號(hào)，保證傳輸鏈路的可用性。

信號(hào)源的選擇切換具有雙電源、斷電直通特點(diǎn)，保證不會(huì)因設(shè)備損壞出現(xiàn)斷信號(hào)的現(xiàn)象。

在信號(hào)處理環(huán)節(jié)設(shè)置跳線排。

備份上行系統(tǒng)信號(hào)源部分設(shè)備和主用上行系統(tǒng)完全獨(dú)立。

3.3 主要設(shè)備功能要求

3.3.1 ASI 切換器

具有碼流監(jiān)測(cè)功能。監(jiān)測(cè)信號(hào)是否中斷，監(jiān)測(cè)同步字節(jié)、PAT 和PMT 丟失或錯(cuò)誤，同時(shí)監(jiān)測(cè)多路PID；

應(yīng)急切換時(shí)無(wú)黑場(chǎng)，主路掉電直通；

切換延時(shí)時(shí)間越小越好，并能自由設(shè)定；

具有遠(yuǎn)程控制面板；

具有雙電源，電源的通斷不影響主路信號(hào)；

具有自動(dòng)電纜均衡功能；

四路分配信號(hào)輸出。

3.3.2 復(fù)用器

具有節(jié)目復(fù)用、PID映射及過(guò)濾、PSI/SI插入；

具有多路ASI 信號(hào)輸入/輸出；

實(shí)時(shí)復(fù)用本地節(jié)目的MPEG-2 傳輸流；

支持PID 重新映射和過(guò)濾；

支持PID 優(yōu)先級(jí)設(shè)置；

支持每個(gè)頻道獨(dú)立的PCR 校正，支持共用PCR 的重新生成；

支持冗余千兆以太網(wǎng)輸出，支持端口備份、節(jié)目備份等多重備份機(jī)制，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定。

4 上行系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)方案

上行系統(tǒng)符合總局對(duì)播出系統(tǒng)驗(yàn)收要求的規(guī)范。系統(tǒng)中的主要設(shè)備，如調(diào)制器、上變頻器均按照1+1 配置，高功放采用固態(tài)功放，模塊1:3 的方式，單元設(shè)備和系統(tǒng)可以互相自動(dòng)倒換。主用上行系統(tǒng)功放為CPI 3.35kW 速調(diào)管高功放，備用上行系統(tǒng)采用PARDISE 1000W 固態(tài)功放。

4.2 系統(tǒng)安全保障措施

每件設(shè)備1+1 配置，切換器采用雙電源，具有自動(dòng)手動(dòng)切換，最好具有遠(yuǎn)程手動(dòng)控制面板；

無(wú)論有無(wú)輸入信號(hào)，調(diào)制器均能輸出調(diào)制載波信號(hào)；

調(diào)制器含有L 段輸出，便于監(jiān)測(cè)；高功放輸出有相應(yīng)的耦合監(jiān)測(cè)；

備用上行系統(tǒng)（不含上行天線）與主用的上行系統(tǒng)之間，通過(guò)波導(dǎo)切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，以便設(shè)置應(yīng)急開(kāi)關(guān)，使值班員可一鍵切換，保證應(yīng)急播出。

4.3 鏈路計(jì)算

主用上行系統(tǒng)的高功放采用的3.35W 速調(diào)管高功放，1:1 配置，并具備自動(dòng)倒換功能。

按照上行波導(dǎo)損耗為3dB，主用上行系統(tǒng)高功放法蘭盤(pán)輸出功率按2897W （34.62dBW） 計(jì)算，上行系統(tǒng)EIRP 能達(dá)到87.7dBW。

備用上行系統(tǒng)的高功放采用1000W 固態(tài)高功放。

按照上行波導(dǎo)損耗為3dB，備用上行系統(tǒng)的高功放法蘭盤(pán)輸出功率按1000W（30.0dBW）計(jì)算，上行系統(tǒng)EIRP 能達(dá)到83.08dBW，符合《廣播電視安全播出管理規(guī)定》衛(wèi)星地球站實(shí)施細(xì)則中的相關(guān)要求，即備用上行系統(tǒng)的安全運(yùn)行EIRP 值應(yīng)不低于主用上行系統(tǒng)正常播出時(shí)的上行EIRP 值（76.52dBW）。

故備份上行系統(tǒng)選用1000W SSPA 系統(tǒng)滿足日常備份和應(yīng)急要求。

4.4 主要設(shè)備功能要求

4.4.1 調(diào)制器

無(wú)論有無(wú)正常輸入信號(hào)，總有載波輸出，有L 段輸出。

獨(dú)立可上機(jī)柜切換器，可以自動(dòng)切換，最好含有遠(yuǎn)程控制面板。

4.4.2 上變頻器

獨(dú)立可上機(jī)柜切換器，可以自動(dòng)切換，最好含有遠(yuǎn)程控制面板。

4.4.3 高功放

系統(tǒng)滿足日常備份和應(yīng)急要求。

4.4.4 波導(dǎo)開(kāi)關(guān)

有自動(dòng)切換功能，有遠(yuǎn)程控制面板。

5 天饋線系統(tǒng)

衛(wèi)星天線系統(tǒng)采用兩套獨(dú)立天饋線系統(tǒng)運(yùn)行?？趶綖?2 米的主用天線和11 米的備用天線各一副。主備上行天線系統(tǒng)均配置天線自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)及自動(dòng)增益控制系統(tǒng)等配套設(shè)施。

天饋線系統(tǒng)能夠在高功放最大輸出功率狀態(tài)下持續(xù)正常工作2 小時(shí)以上。主備系統(tǒng)均配置波導(dǎo)充氣機(jī)。設(shè)計(jì)相應(yīng)口面和饋源口除雪設(shè)備，保障冰雪天氣期間播出安全。天線場(chǎng)區(qū)設(shè)置防雷設(shè)施和安防監(jiān)控設(shè)施。

6 應(yīng)急切換

通過(guò)波導(dǎo)切換開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)程控制裝置，將開(kāi)關(guān)引線至值班大廳控制臺(tái)，采用自復(fù)位按鈕開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，方便值班員遇到緊急情況時(shí)進(jìn)行應(yīng)急切換。

結(jié) 論

備份上行系統(tǒng)采用微波、光纖作為主備路信號(hào)源，所傳輸?shù)男盘?hào)均由適配、復(fù)用、調(diào)制、上變頻、高功放等設(shè)備，組成信源和上行系統(tǒng)，放大至核定的功率后經(jīng)波導(dǎo)切換開(kāi)關(guān)送至假負(fù)載。

當(dāng)主用上行系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，值班員可以立即進(jìn)行一鍵式切換，切換到備份上行系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)急播出，可有效預(yù)防重大停播事故的發(fā)生。