十堰電視臺新播控機房工程設計

孫 飛，劉 偉，潘 登，唐 山，王 瑩

（十堰市廣播電視臺，湖北 十堰 442000）

2011年9月21 日，十堰電視臺新播控機房正式啟用，新機房的建成標志著十堰電視臺進入全數字化時代。新的播控系統具有6個頻道全數字標清硬盤播出能力，實現了從節目制作到用戶終端的全數字化傳輸[1]。新機房從設計、裝修、新硬盤播出系統安裝調試，到投入使用歷時3個多月的時間。這也是十堰電視臺第三次新機房建設，筆者歸納總結了一些機房建設經驗。

1 工程設計要求

1.1 播控機房設計要求

播控機房集控制室、設備間、配電室于一體。房間高度在3.5 m以上，面積在150 m2以上，能容納6個頻道的硬盤播出設備。播控機房應與上載機房相鄰、與節目制作機房相距100 m以內。控制間與設備間、配電室應相互隔離，控制間與設備間用鋼化玻璃墻隔離，便于值班人員觀察設備的工作狀態。設備間應是封閉的房間，便于防塵、隔音和溫度控制。地面鋪設防靜電地板，便于保護設備和布線。機房裝修應選用阻燃材料，應達到防火、防盜、防鼠要求。在盡量滿足采光、防塵、隔音的條件下，為工作人員營造良好的工作環境。

1.2 供電系統設計要求

1）輸入電為雙路三相50 kW交流電，能滿足播控機房和上載機房的所有設備、照明、空調和辦公用電要求。

2）UPS采用20 kW在線式不間斷電源，能滿足播控機房和上載機房設備2 h以上用電要求。

3）配電柜具有雙路自動和手動倒換功能，具有電壓、電流和功率檢測裝置。

1.3 地線設計要求

1）播控機房地網選址與廣電大樓配電地網選址分開。播控機房地網地阻應小于1 Ω。廣電大樓配電地網地阻應小于4 Ω。

2）播控機房內部地網到外地網之間用寬5 cm、厚3 mm以上的銅排連接。

3）播控機房內部地網用寬10 cm、厚0.4 mm以上的銅帶相連。用16 mm2的銅芯線與機架相連。

4）供電系統的安全保護地線應與廣播電視工程工藝地線嚴格分開。

1.4 信號傳輸設計要求

1）接收中一信號應選擇3種不同的方式，以專業衛星接收為主，其他接收為輔。

2）4個演播室信號采用光端機通過光纖傳輸到播控機房。

3）外來直播信號用數字光端機通過網絡公司前端機房由光纖傳輸到播控機房。

4）制作網與播出網用6類網線通過擺渡工作站相連，實現自辦節目從制作到播出的無帶化傳輸。

5）新聞頻道信號用模擬光端機通過光纖傳輸到電臺中心機房，再通過數字微波傳輸到發射臺。

6）6套自辦節目用數字光端機通過光纖傳輸到網絡公司前端機房。

7）設置總控系統，實現全臺信號靈活調度，合理利用，提高設備利用率。

1.5 綜合布線設計要求

1）機房內所有信號線纜盡量用金屬線槽保護，并分類捆扎；所有電源線必須用金屬線槽保護。

2）穿墻電纜必須用金屬管保護，且用密封材料填堵縫隙，做到防塵、防鼠。

3）電源線和信號線交叉的地方，電源線必須穿金屬管隔離。

4）機架上的布線要捆扎整齊、規范、美觀。

5）所有電纜做好線號編排工作。

1.6 新硬盤播出系統安裝調試要求

1）設備布局合理、操作方便，整體美觀大方。

2）按標書要求逐一調試所有功能。

3）系統在安裝調試過程中要做好技術培訓工作。4）設置好網絡權限，實現分級管理。

2 播控機房總體布局

新播控機房的建設首先考慮機房選址，并滿足機房上述設計要求，然后考慮機房總體布局。十堰電視臺播控機房與上載機房相鄰，與節目制作機房相隔一層樓，這樣便于節目傳輸和交流。

2.1 機房各功能區的平面分布

機房有設備間、屏幕墻、控制臺、配電室等功能區。各功能區位置分布如圖1所示。

圖1 播控機房平面分布圖

2.2 各區域功能

1）設備間：硬盤播出系統設備（除控制面板、鍵盤、鼠標和顯示器外）都集中安裝在設備間的機架上。

2）屏幕墻安裝的有6臺50 in（1 in=2.54 cm）等離子體監視大屏，12臺模擬監視器和2臺數字監視器，用于監視各頻道、各環節信號。

3）控制臺安裝有7套控制機、6套字幕機和1套監播系統的鍵盤、鼠標、顯示器。還有模擬矩陣、數字矩陣、各頻道主備切換器、3選1切換器和響度控制器等的控制面板，便于值班人員控制操作。

4）配電室有配電柜和UPS電源。

2.3 電源線、信號線和地線的分布

如圖1所示，電源線盡量靠墻走外圍，離信號線50 cm以上；信號線在機架、控制臺和屏幕墻中間走直線，越短越好；電源線和信號線交叉的地方，電源線必須穿金屬管隔離。地線在機架、控制臺和屏幕墻的下方，每個機架就近與地線相連，越短越好，讓各種靜電和電磁干擾信號快速泄放。內部地網用樹狀結構相連，減小地電流對設備的影響。防靜電地板就近與地網相連，讓靜電快速泄放。

3 供電系統

從節約出發，十堰電視臺自行設計了具有雙路自動和手動倒換功能的配電柜（原理圖見圖2）。2002年使用至今，安全可靠。自動倒換只給UPS供電，UPS給硬盤播出系統設備、上載設備和1.5匹應急空調供電。其他的空調、照明和插座均由市電直接提供。

圖2 供電系統原理圖

3.1 供電系統自動倒換工作原理

如圖2所示，K1，K2，K5閉合，K4置自動狀態。當主路供電正常的情況下，J3吸合，延時繼電器JS1經過1 min延時后吸合，J1吸合，此時，J2，JS2均斷開，L1亮，UPS由主路供電；當主路停電時，J1，JS1，J3均斷開，延時繼電器JS2經過1 min延時后吸合，J2吸合，此時，J1，JS1均斷開，L2亮，UPS由備路供電；當主路來電后又會自動倒換到主路供電。主路J1，JS1和備路J2，JS2，具有主路和備路缺相保護功能。J3的作用是在主路有電的情況下，始終由主路供電。延時繼電器有2個作用：1）防止主路瞬間斷電后又馬上來電，造成主備2路電在J1，J2繼電器觸點處形成拉弧現象；2）備路供電，當主路來電后，由備路倒換到主路時，造成主備2路電在J1，J2繼電器觸點處形成拉弧現象。在拉弧瞬間，有沖擊電流流入UPS電源，嚴重影響硬盤播出設備的運行安全。

3.2 供電系統手動倒換工作原理

當自動控制電路出現故障時，把K4置手動狀態，即可實現手動倒換主、備供電。當K3置主路時，由主路供電；當K3置備路時，由備路供電。

4 信號傳輸系統

4.1 信號傳輸流程

信號傳輸流程如圖3所示。

圖3 信號傳輸流程

1）輸入信號：1套專業衛星接收系統和1套家用衛星接收系統用于接收中央一套信號；通過數字機頂盒接收網絡公司有線網傳輸的中央一套信號和5套自辦節目信號。中一用于轉播中央臺新聞聯播節目，5套自辦節目用于監視有線網回傳信號。4個演播室的光纖信號用于直播十堰新聞節目；外來直播信號通過網絡公司光纖網傳入播控機房。自辦節目通過6類網線從制作機房傳入播控機房的擺渡工作站，由擺渡工作站導入到硬盤播出系統二級存儲，實現從節目制作到播出的無帶化傳輸。上載的節目通過6類網線從上載機房傳入播控機房二級存儲。

2）輸出信號：5套自辦節目通過SDI光端機傳輸到網絡公司前端機房；新聞頻道信號通過模擬光端機傳入電臺中心機房，再通過數字微波傳輸到發射臺。

4.2 總控系統

總控系統是電視臺所有信號的切換和調度中心，它可實現信號的靈活調度，合理分配，減少反復接線麻煩，大大提高設備利用率和工作效率。十堰電視臺總控系統由16×16模擬矩陣和32×32數字矩陣組成。

總控系統信號流程如圖4所示。衛星信號、數字機頂盒信號、演播室的信號、外來直播信號和錄像機等經過模擬矩陣調度，由加嵌器把模擬信號轉換成嵌入式SDI數字信號，輸入到數字矩陣，再由數字矩陣調度到每個頻道。外來直播數字信號經過幀同步和演播室的信號經加嵌后，由數字矩陣切換到延時器，再經過數字矩陣調度到每個頻道做延時直播信號。墊播服務器的信號由數字矩陣調度到每個頻道3選1切換器的第三路輸入，做應急信號源。

圖4 總控系統信號流程

充分利用總控系統和上載設備構建節目收錄系統。把衛星信號、演播室的信號、外來直播信號和數字機頂盒信號通過模擬矩陣和數字矩陣調度到上載機房，與上載設備構成節目收錄系統[2-3]。收錄的節目通過擺渡工作站導入到非編網和媒資庫中，作節目編輯和長期保存。

5 綜合布線

綜合布線要嚴格按照上述綜合布線的設計要求執行。線號的命名規則如表1所示。

表1 線號的命名規則

6 新硬盤播出系統的安裝與調試

十堰電視臺舊硬盤播出系統使用了6年之久，且舊系統沒有實現全數字化。2011年十堰電視臺以搬機房為契機，在新機房新建了1套由1臺視頻服務器同時播出6個標清頻道的全硬盤數字播出系統。新系統安裝調試過程如下：

1）在設備安裝前，要認真做好電源、地線、信號線的檢查工作。確保電源安全、接地可靠、線路暢通。

2）機架的布局與安裝。為便于布線和維護管理，所有服務器占用1個機架，所有光端機占用1個機架，所有控制工作站占用1個機架，每個頻道的設備占用1個機架，其他公用設備占用2個機架，共11個機架。并在機架上做好頻道標示和設備標示。

3）屏幕墻的布局與安裝：屏幕墻共6組，每組上面安裝1臺50 in等離子體大屏，中間安裝2臺小監視器，每個頻道一組。大屏被分割為1大5小的6個畫面，用于監視每個頻道的主備服務器、主備切換器、字幕機和總輸出信號。小監視器用于監視各頻道有線網回傳信號和中一、演播室、錄像機和外來直播等信號。

4）控制臺的布局與安裝。每個頻道的主備切換器、鍵混器、3選1切換器和響度控制器的控制面板和控制機、字幕機的鍵盤、鼠標、顯示器占用一組；模擬矩陣和數字矩陣的控制面板和監播工作站占用一組；備播工作站和編單工作站占用一組。共8組雙聯控制臺。控制面板、鍵盤、鼠標、顯示器都通過延長線與設備間的主機相連。

5）在設備安裝過程中，請廠家對十堰電視臺技術人員進行技術培訓，讓他們充分了解和掌握硬盤播出系統安裝調試技術，熟悉設備配置情況，并具備故障排錯能力。

6）按標書要求逐一調試所有功能。

7）做好網絡權限管理設置和IP分配，確保網絡安全。

7 搬遷前的各項準備工作

1）對所有傳輸信號進行調試，確保信號傳輸正常、信號質量達到廣播甲級技術指標。

2）設備調試完畢后，把近期要播出的節目和原硬盤播出系統二級存儲器中的所有節目全部拷貝到移動硬盤中，通過擺渡工作站將他們導入新硬盤播出系統的二級存儲和視頻服務器中，完成節目儲備工作。

3）新系統在正式投入使用前，必須試播一周以上。試播期內，新、舊硬盤播出系統要做到內容同步播出，技術人員要認真觀察系統運行狀況，發現問題，及時請廠家解決，并做好記錄工作。

4）廠家要對所有技術人員和操作人員進行崗前培訓，讓他們迅速掌握設備操作規程和相關技術，并進行各崗位技能考核，頒發合格證，實現持證上崗。

8 搬遷注意事項

1）搬遷日期要與網絡公司、電臺、發射臺、物業公司等各方協商確定。具體搬遷時間應選擇當晚節目結束到第二天開播之間，確保不因搬遷而影響正常播出。

2）在新系統開播后，舊系統與新系統同步播出2天，若新系統運行正常，2天后可拆卸舊系統。

3）搬遷工程結束后，要完成資料的收集工作。資料包含供電系統原理圖，信號線、電源線和地線布線圖，所有設備技術手冊，硬盤播出系統視音頻線路圖、控制系統圖、同步系統圖和機柜圖，IP地址分配表，線號編排規則等。

總之，機房建設是一項復雜的系統工程，在新機房的建設中嚴格按照廣電總局對播控機房的要求，從機房布局到新硬盤播出系統的安裝調試等都進行了科學設計、科學施工，力求成為布局美觀、操作方便、安全可靠、質量一流的合格工程。

[1] 孫飛，潘登，劉光清，等.十堰電視臺六個標清頻道全硬盤播出系統[J].電視技術，2013，37（2）：71-73.

[2] 周巍.電視中心硬盤自動收錄系統的設計[J].電視技術，2010，34（4）：80-81.

[3] 徐玲，羅列異.電視收錄系統改造之探索[J].電視技術，2009，33（10）：70-71.