趙 哲

（廣東省廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司中山分公司，廣東 中山 528400）

1 背景介紹

廣東省廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司中山分公司的中心機(jī)房作為二級(jí)前端機(jī)房，前端播出系統(tǒng)在建設(shè)之初，已對(duì)照國(guó)家廣播電視總局62號(hào)令及其有線電視網(wǎng)實(shí)施細(xì)則[1]要求，設(shè)計(jì)了較完備的冗余備份方案，主要包括以下措施。

（1）機(jī)房市電外電接入兩路外電，有兩個(gè)引自不同變壓器的獨(dú)立低壓回路，并配備后備時(shí)間1 h以上的不間斷電源（Uninterrupted Power Supply，UPS） 電池組及發(fā)電機(jī)應(yīng)急電源。

（2）機(jī)房主備播出設(shè)備、雙電源播出設(shè)備分別接入配電柜不同的供電回路。

（3）重要節(jié)目、主要節(jié)目接入兩路不同的信號(hào)源，且實(shí)現(xiàn)不同信號(hào)源的自動(dòng)、手動(dòng)切換。

（4）重要節(jié)目和主要節(jié)目信源接收設(shè)備采用1∶1備份，核心復(fù)用加擾調(diào)制系統(tǒng)1∶1備份，傳輸適配器按N+1備份方式配置（N不大于10）。

2021年，該中心機(jī)房發(fā)生某信源分配機(jī)箱內(nèi)一塊電源模塊故障事件，因分配機(jī)箱為雙電源模塊，并不影響機(jī)箱運(yùn)行，在隨后計(jì)劃利用備份電源模塊進(jìn)行更換前，進(jìn)一步對(duì)該分配機(jī)箱內(nèi)接入信源進(jìn)行檢查確認(rèn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)該機(jī)箱內(nèi)接入有主用信源，還有部分接入切換器的墊播信號(hào)。

此次故障事件給出警示，中心機(jī)房播出系統(tǒng)雖然在邏輯設(shè)計(jì)上已符合國(guó)家廣播電視總局62號(hào)令及其實(shí)施細(xì)則要求，但忽略了各路信源在物理鏈路上的不同傳輸路徑設(shè)計(jì)，致使出現(xiàn)部分主備信源或主輔同機(jī)箱的情況，形成物理鏈路上的單點(diǎn)隱患。此類隱患較為隱蔽，在機(jī)房邏輯鏈路圖中很難被發(fā)現(xiàn)。因此，需要對(duì)機(jī)房及播出系統(tǒng)做全面排查，徹底消除此類物理鏈路上的隱蔽性單點(diǎn)隱患[2]。

2 常見隱蔽性單點(diǎn)隱患

根據(jù)分配機(jī)箱事件警示，結(jié)合機(jī)房播出系統(tǒng)情況，技術(shù)部門總結(jié)中心機(jī)房播出系統(tǒng)、供電鏈路、骨干傳輸路由等安全播出重要環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)主要在以下方面存在邏輯鏈路和物理鏈路上存在的單點(diǎn)隱患或類似單點(diǎn)隱患。類似單點(diǎn)隱患是指雖然物理上是單節(jié)點(diǎn)，但存在斷電直通保護(hù)機(jī)制，或者是主備設(shè)備在同機(jī)柜但不同供電回路等情況，故障不會(huì)造成播出中斷。

（1）機(jī)房播出鏈路或骨干傳輸鏈路中的節(jié)點(diǎn)[3]，因無備份設(shè)備和備份路由，形成的邏輯鏈路上單點(diǎn)隱患，其故障將導(dǎo)致播出信號(hào)中斷。

（2）機(jī)房播出系統(tǒng)設(shè)備，核心主用和備份設(shè)備放置在同一機(jī)柜中（類似單點(diǎn)隱患），或主、備信源放置在同一設(shè)備機(jī)箱中，該機(jī)柜或設(shè)備即成為物理位置上的單點(diǎn)隱患，其故障將導(dǎo)致播出信號(hào)中斷。

（3）機(jī)房供配電、制冷等重要基礎(chǔ)環(huán)境系統(tǒng)中的單節(jié)點(diǎn)，其故障將導(dǎo)致無法為機(jī)房播出提供基礎(chǔ)支撐，導(dǎo)致播出信號(hào)中斷。

3 機(jī)房鏈路排查情況

結(jié)合上述機(jī)房?jī)?nèi)常見隱蔽性單點(diǎn)隱患或類似單點(diǎn)隱患情況，技術(shù)人員在中心機(jī)房對(duì)照鏈路逐一排查，發(fā)現(xiàn)存在以下單點(diǎn)隱患。

（1）上次故障的信源分配機(jī)箱以及同類信源分配機(jī)箱中，部分機(jī)箱內(nèi)存在主、備或主、輔信源同機(jī)箱情況，致使主備信源不是真正獨(dú)立的不同物理路由。

（2）機(jī)房?jī)?nèi)省IP信源下傳接收交換機(jī)，主、備設(shè)備在同一機(jī)柜，雖然設(shè)備均為雙電源接入不同供電回路，但極端情況下若整個(gè)機(jī)柜掉電則導(dǎo)致所有IP信號(hào)中斷，影響致命，因此存在類似單點(diǎn)隱患。

（3）機(jī)房主備輔信源ASI切換器，在鏈路中存在類似單點(diǎn)隱患風(fēng)險(xiǎn)。該情況在系統(tǒng)搭建時(shí)已經(jīng)探討過，因切換器驗(yàn)證可斷電直通，因此此前未將其納入風(fēng)險(xiǎn)中，并制定了切換器故障應(yīng)急處置預(yù)案，利用斷電主路直通和主備復(fù)用器的切換備份操作，可在確保信號(hào)不中斷的情況下更換切換器[4]。但在此前一次故障應(yīng)急處置中發(fā)現(xiàn)該方案總體處置時(shí)間較長(zhǎng)，已制定方案進(jìn)行改造，在鏈路中增加了應(yīng)急跳線，如圖1所示。

圖1 切換器應(yīng)急跳線

（4）機(jī)房主備調(diào)制后的射頻切換開關(guān)，在鏈路中存在類似單點(diǎn)隱患風(fēng)險(xiǎn)。該情況與ASI切換器類似，也支持?jǐn)嚯娭蓖ā?/p>

（5）機(jī)房總射頻混合、分配鏈路中存在單點(diǎn)隱患風(fēng)險(xiǎn)。末端利用3個(gè)8路混合器和1個(gè)4路混合器完成所有頻點(diǎn)的混合，經(jīng)分配后傳輸至主備光外調(diào)。雖然這些設(shè)備為無源設(shè)備，但長(zhǎng)時(shí)間使用，存在老化故障風(fēng)險(xiǎn)。中心機(jī)房末端射頻鏈路如圖2所示。

（6）機(jī)房總輸出光外調(diào)發(fā)射機(jī)的主、備設(shè)備在同一機(jī)柜，雖然接在機(jī)柜內(nèi)不同供電回路，但存在類似單點(diǎn)隱患。

（7）機(jī)房供配電系統(tǒng)鏈路中的AT1總配電柜存在類似單點(diǎn)隱患。所有中心機(jī)房設(shè)備供電的主、備路市電開關(guān)均設(shè)置在該配電柜內(nèi)。中心機(jī)房供電鏈路如圖3所示。一方面，圖3中的隔離變壓器輸入輸出線均接至該配電柜內(nèi)，若隔離變壓器故障，則所有UPS輸入中斷，只能依靠電池放電，但電池后備時(shí)間有限。另一方面，盡管機(jī)房市電總配電柜AP1有備份市電，但其開關(guān)也設(shè)置在AT1配電柜中，一旦AT1配電柜因個(gè)別開關(guān)故障需斷電維修，則只能靠UPS電池放電供電，同樣面臨電池后備時(shí)間有限的問題[5]。

圖3 中心機(jī)房供電鏈路圖

綜上可知，盡管機(jī)房播出系統(tǒng)架構(gòu)在邏輯上已滿足國(guó)家廣播電視總局62號(hào)令及其實(shí)施細(xì)則規(guī)定，重要信源、設(shè)備及外電有備份，但重新審視系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，仍存在一些物理鏈路上的隱蔽性單點(diǎn)隱患或類似單點(diǎn)隱患。這些風(fēng)險(xiǎn)隱患點(diǎn)都屬于播出鏈路中的核心節(jié)點(diǎn)，任何環(huán)節(jié)出問題，都將對(duì)安全播出造成嚴(yán)重影響。因此，需根據(jù)不同情況采取有效措施。

4 解決方案

針對(duì)上述機(jī)房排查情況，結(jié)合具體實(shí)際，技術(shù)部門通過以下方案解決此類隱患。

（1）針對(duì)排查結(jié)果1，2，6，進(jìn)行設(shè)備移位和鏈路改造，將主、備設(shè)備部署在不同排的機(jī)柜并接入不同的供電回路，將主、備信源接入不同分配機(jī)箱不同機(jī)柜的不同供電回路中。

（2）針對(duì)排查結(jié)果3，部署應(yīng)急跳線，同時(shí)后續(xù)切換器上架時(shí)注意，在機(jī)柜空間允許情況下預(yù)留相對(duì)寬松的物理空間，便于接線等操作。

（3）針對(duì)排查結(jié)果4和5，一方面部署應(yīng)急備件，另一方面，利用備平臺(tái)調(diào)制器的測(cè)試端口，將所有測(cè)試口調(diào)制信號(hào)獨(dú)立混合為一路信號(hào)，并將其電平調(diào)至與主用信號(hào)電平相同，作為第三路應(yīng)急備份信號(hào)。當(dāng)末端射頻鏈路任一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，可立即將該應(yīng)急備份信號(hào)接入光傳輸鏈路中。此外需定期進(jìn)行應(yīng)急備件更換和第三路備份信號(hào)切換應(yīng)急演練。

（4）針對(duì)排查結(jié)果7，逐步進(jìn)行改造。一方面，中心機(jī)房UPS主機(jī)已自帶隔離變壓器，功能重復(fù)，實(shí)際不需要單獨(dú)的隔離變壓器，因此可拆除。另一方面，改造傳輸至AP1，AP2配電柜的備用市電，將其從AT1柜抽離出，單獨(dú)接入配電房低壓開關(guān)。通過改造，解決了隔離變壓器在鏈路中的單點(diǎn)隱患，也解決了所有開關(guān)都在AT1柜的類似單點(diǎn)隱患。中心機(jī)房供電鏈路改造如圖4所示。

圖4 中心機(jī)房供電鏈路改造

5 隱患排查與鏈路改造總結(jié)

對(duì)于上述機(jī)房?jī)?nèi)單點(diǎn)隱患或類似單點(diǎn)隱患的影響情況，機(jī)房播出系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，除了對(duì)照國(guó)家廣播電視總局62號(hào)令及其實(shí)施細(xì)則規(guī)定的主備冗余備份要求的同時(shí)，需考慮以下原則以避免出現(xiàn)單點(diǎn)隱患風(fēng)險(xiǎn)。

（1）機(jī)房的主、備信源，需確保從信源接收到傳輸至切換，傳輸回路完全獨(dú)立，不能存在匯聚點(diǎn)。在使用ASI分配機(jī)箱的情況下，尤其要注意提前規(guī)劃、區(qū)分好分配機(jī)箱功能，使主、備分開，避免存在此類問題。

（2）鏈路中的信源多選一ASI切換器已為成熟設(shè)備，各主要品牌產(chǎn)品大都支持?jǐn)嚯娭蓖üδ?，主要根?jù)切換后鏈路情況設(shè)計(jì)。比如中山分公司的播出系統(tǒng)，因切換輸出有兩路分別至主備復(fù)用，可利用切換器的斷電主路直通和主備復(fù)用器的切換備份操作，確保在信號(hào)不中斷的情況下更換切換器。但該方案在切換器部署時(shí)需考慮機(jī)柜物理空間的冗余，不要因切換器后面空間小、接線太多（一般一個(gè)切換器有三入三出共六根線，一個(gè)機(jī)箱共十張切換板卡）、操作不便且可能影響到旁邊切換器接線，影響了應(yīng)急處置效率（此前切換器故障應(yīng)急處置時(shí)遇到過該問題）。保險(xiǎn)情況下，可在信源和切換之間部署應(yīng)急跳線，緊急情況下通過跳線使信源直通復(fù)用器，再處理切換器問題。

（3）機(jī)房主備調(diào)制后的射頻切換開關(guān)與ASI切換器類似，有斷電直通功能，一般不會(huì)在此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)應(yīng)急跳線，通常結(jié)合后面的混合分配環(huán)節(jié)隱患，設(shè)計(jì)播出系統(tǒng)總體的冗余備份信號(hào)。日常在機(jī)房?jī)?nèi)準(zhǔn)備好應(yīng)急用對(duì)通頭和備份切換板卡，定期組織應(yīng)急演練，在發(fā)生故障時(shí)盡可能降低應(yīng)急處置時(shí)間。

（4）對(duì)于機(jī)房總射頻混合、分配鏈路，任一個(gè)混合器或分配器故障，都將造成播出信號(hào)中斷。這些設(shè)備一般都采用無源設(shè)備，一定程度上降低了發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)，但不能完全避免發(fā)生故障的可能。通常通過設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體的容災(zāi)備份系統(tǒng)，發(fā)生故障時(shí)盡快切換至容災(zāi)系統(tǒng)，確保信號(hào)盡快恢復(fù)播出。同時(shí)，日常在機(jī)房?jī)?nèi)準(zhǔn)備混合器、分配器應(yīng)急備件，定期組織容災(zāi)信號(hào)切換和混合器、分配器更換應(yīng)急演練，在發(fā)生故障時(shí)盡可能降低應(yīng)急處置時(shí)間。

（5）機(jī)房供電鏈路應(yīng)注意配電柜設(shè)計(jì)和開關(guān)布局，避免將所有主備路開關(guān)全部集中在同一臺(tái)配電柜中。機(jī)柜供電中若存在無備份的單電源設(shè)備，可設(shè)計(jì)STS切換開關(guān)，做到主備無縫切換保證設(shè)備不掉電。

6 結(jié) 語

安全播出沒有終點(diǎn)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和日常運(yùn)維中，相關(guān)人員要特別注意一些在鏈路中隱藏較深的風(fēng)險(xiǎn)隱患。本文列出的隱藏性單點(diǎn)隱患或類似單點(diǎn)隱患并不能覆蓋全部，因此，對(duì)故障案例及時(shí)分析總結(jié)和反思，定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行隱患排查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是很必要的。