無線覆蓋發射臺信號源系統設計

羅信海，張 林，姚 琥

（貴州廣播電視臺，貴州 貴陽 550002）

東山發射臺是貴州廣播電視臺的無線發射臺之一，始建于20世紀70年代，占地面積約50畝（1畝≈666.667 m2），地處東山公園之中。辦公室和機房為鋼筋混泥土結構，獨棟六層小高樓，位于東山巔峰處。東山發射臺的早期就是最早的貴州電視臺，全臺所有業務都在那里開展。那時只有無線發射[1]的地面模擬電視，更談不上當今電視多元化時代的衛星電視、有線電視和網絡電視。

該發射臺目前承擔著4個電視頻道的無線發射[1]工作，分別是2頻道貴州二套公共頻道、4頻道貴州一套衛視頻道、21頻道中央七套農業與軍事頻道以及27頻道中央一套綜合頻道。4套電視頻道都為模擬發射，由2個米波和2個分米發射組成。主要滿足市區和近效沒有接入有線電視網絡的用戶觀看。如今東山發射臺4個頻道的播出情況已納入了國家監管中心和貴州省廣電局805監測臺的監管范圍，同時規定了發射臺停播率為發射≤30秒/百小時。可見播出無小事，必須細心做好播出中的每一個細節才行。

東山無線覆蓋[2]發射臺信號源系統包括信號源傳輸系統、信號源切換系統、信號源監視系統和信號源報警系統組成。

1 信號源傳輸系統

電視大樓與無線發射臺的直線距離在5 km左右，這么遠的距離，要想把電視信號傳送過去進行播出，難度很大。

隨著現代化城市的快速發展，市政建設和棚戶區改造的增多，光纜時常被挖斷，嚴重影響到了東山發射臺的安全播出。同時，電視監管機構對電視臺播出信號的中斷要求也在逐年提高，停播率指標也在逐年下降。在這樣的雙重壓力下，本臺傳輸方式面臨著更新。

在本臺領導的高度重視下，在相關部門領導的關心和支持下，在本部門員工的全力投入下，完成了東山發射臺信號源傳輸系統方案，圖1為該傳輸系統方案。

圖1 東山發射臺單頻道信號源傳輸系統方案

從圖1可以看出，這只是其中一個頻道GZTV-1的信號流程圖，其他3個頻道GZTV-2、CCTV-1和CCTV-7也是按照這種方式進行傳輸的。信號依次定義為光纜主、光纜備、微波主、微波備。此方案中不僅有穩定的主備有線光纜，還有主備無線微波，信號傳輸相當可靠，確保了安全播出。假如兩路光纜同時中斷，主備微波也能確保信號在長時間傳輸過程中不會中斷，這是該方案優點之一。

從光纜上看，光纜1是用模擬光機PFM－50AV直接傳輸模擬視音頻信號，發射臺端對信號不作任何處理就可以直接使用；光纜2是傳輸數字TS流，用的是數字光端機，發射臺端需對TS流信號進行解碼處理后才能使用。2套微波傳輸的都是數字TS流。微波主在發端IDU[3]處輸入ASI流，在收端ODU[3]輸出中頻信號[4]IF信號，接入衛星解碼器即可解碼出視音頻信號。微波備在發端需要用轉碼器把ASI流轉換成IP流，再接入發端IDU中。收端ODU輸出IF信號送入IDU中，IDU輸出的IP信號用IP解碼器解碼出視音頻信號。多元化多途徑的傳輸，讓信號傳輸更安全，這是該方案優點之二。

主備光纜為兩個不同品牌的光端機，主備微波也是不同品牌的產品。不同品牌傳輸將避免同一產品在相同信號錯誤信息點上的處理會得出相同的故障現象，這是該方案優點之三。

光纜傳輸有模擬有數字，微波的解碼端也有模擬和數字。從這一點上看，本臺已經考慮到發射臺以后的發展方向，模擬只是目前過度性的考慮，過不了多久，全數字傳輸和發射的時代即將到來。這說明系統具有前瞻性、有預期性，這是該方案優點之四。

綜上所述，此方案優點多，性能好，值得肯定。

2 信號源切換系統

隨著安全級別的增大，必須建立一個安全可靠的信號源切換系統。針對東山發射臺目前是模擬電視發射這一特殊情況，最終選擇的是洪深現代公司的HS5452VA五進二出視音頻自動切換器[5]。該切換器為廣播級切換器，具體功能介紹如下：

1）廣播級2路視頻場消隱切換。

2）多功能、兩路分配音視頻輸出，集切換器、分配器、均衡器為一體。

3）具有斷電直通功能。

4）可提供RS-232C串行接口，通過計算機進行控制。

5）音頻接頭隨意靈活，可選擇平衡或不平衡音頻頭。

6）靈活性強，用戶可根據自身需求定制。

7）手動自動切換，該設備支持手動和自動兩種方式，功能相互獨立，切換時視音頻同時切換。

此切換器是按音頻的有無來進行判斷信號是否中斷。自動狀態下，在節目播出的過程中如果遇到播出主路信號中斷，可以根據面板選定時間延時自動播出備路信號，并產生蜂鳴聲以提示（可根據需要關斷蜂鳴聲），主路信號恢復則重新自動輸出主路信號；當節目聲音中斷時間達到預置時間（本臺使用的預置時間為10 s），系統會認為信號已經中斷，則自動選擇第二路輸入源來作為輸出信號。如果第二路也沒有聲音，10 s后會自動選擇第三路輸入源來作為輸出信號，依此類推。該切換器[5]是5×2的自動切換器，即5路信號輸入和2路信號輸出。手動狀態下，該機作為普通二選一切換器使用。單頻道播出切換器的接入如圖2所示。

圖2 單頻道播出信號的接入

從圖2可以看出，5路信號中的前4路信號是從貴州電視臺大樓用光纜和微波傳輸方式傳送過來的電視信號，另外一路則是本地信號。這里需要把本地信號說明一下，本地信號就是在發射臺所在地，用衛星接收天線接收解碼出來的信號。GZTV1、CCTV1和CCTV7這3套節目，在東山發射臺樓頂用3 m的C波段衛星接收天線，定向接收115.5°E（東經115.5度）中星6B號直播衛星，解出的信號作為本地信號。GZTV2由于沒有上星，沒有本地信號。經自動切換器輸出的2路信號分別接入主、備系統中進行播出。

3 信號源監視系統

一個好的信號監視監聽系統，對節目的安全播出起到了畫龍點睛的作用。該發射系統的監視系統用的是最傳統的直接觀看方式。

在播出切換器上，只接入了每路信號的視頻1（VIDEO-1）和音頻1（AUDIO-1），而VIDEO-2和AUDIO-2并沒有接入，甚至沒有畫出來。其實第二路信號已經規劃在視音頻分配器上了，經視音分配器后的VIDEO-11和AUDIO-11接入信號監視器上。如圖3所示為信號監視系統。

圖3 單頻道信號監視系統

從圖3可以看出，每個頻道的每個信號源分別接有一臺監視器用作信號監視，信號都來源于第二路視音頻信號。為了方便記憶，本臺有一個不成文的統一規定，那就是1口永遠是播出，2口才是監視。良好的操作規則，可以在應急的時候帶來一些便利。能在出現問題時不用看線號，第一時間解決故障。

4 信號源報警系統

為了提高信號監測的及時性、準確性，最大限度地保障廣播電視節目的安全播出。光有了信號監視系統是不行的，是不全面的，這在信號的監測上留有死角。面對這樣苛刻的安全播出指標，為了降低停播風險，不得不加強監測環節。經與博匯技術工程師進行多次的技術交流，根據本臺的要求量身定制了監測報警系統方案，選擇了TrinityAres數字電視監管系統。

該系統由1臺RemoteAres-SDI電視多畫面顯示監測報警主機、1臺AudioAres-AES/EBU音頻廣播監測前端、1臺24口千兆網絡交換機、2個大音箱和1臺計算機等組成，如圖4所示。

圖4 報警系統拓撲圖

TrinityAres數字電視監管系統是博匯科技推出的新一代廣電監測產品，在節目播出和傳輸網絡各環節的QAM/QPSK信道監測、碼流監測分析、碼流解擾和解碼、IP網絡組播碼流、碼流錄制、視音頻內容監測、多畫面組合顯示、多方式報警、監測數據記錄和網絡查詢、分布式監測網絡集中監管等全面應用解決方案。

組網靈活的優點受到業內好評，本臺利用這一優點，定做了一套模擬視音頻、數字信號SDI、ASI流和IP流等多元化的信號源監控系統，獲得了理想的監控效果。TrinityAres數字電視監管系統檢測界面如圖5所示。該系統的視音頻信號來源于視音頻分配器的信號VIDEO-22和AUDIO-22。

該電視監管系統在節目視頻或音頻丟失的情況下，頻道畫面會有紅色邊框閃爍提示，左上角信息顯示區會簡要說明頻道的丟失內容，同時大音箱會語音報警。就算工作人員不在機房也能知道當前的報警信息。該系統除了報警功能外，獨特的錄相回查功能也很強大。

此外，本臺還加裝了一套音頻監測系統ForTune AM16作為輔助監視，相當于監視報警備份系統。此系統支持16路音頻的實時監視，每路音頻可以接入一路或兩路聲音。當節目的音頻丟失時，按照預先設置的丟失時間內還沒有恢復聲音，此時蜂鳴器會不間斷地響起，音柱指示下方的TH中的“T”會變紅，則提示某節目中斷。此時需要手動主機上的DISALARM按鍵或外接鍵盤上的F2鍵方可取消報警。音柱監視如圖6所示。

圖5 TrinityAres數字電視監管系統（截圖）

圖6 ForTune AM16音頻監控系統（截圖）

從報警系統上，不但可以從畫面上看到信號故障，是視頻黑頻還是音頻丟失等，還可以從報警聲音上聽出是哪個頻道的哪個信號出了問題，對于下一步的快速解決問題提供了關鍵依據。

5 總結

一個良好完整的信號源系統，在一定程度上對降低電視節目播出的停播率起到重要的作用，這也是從源頭上做到了較好的保障。為保證信號源的安全可靠，其傳輸采用多路由、多方式互為主備。

本臺的無線發射臺，為了保障安全播出，首先保證了盡可能多而且全面的信號源。兩根不同路由的光纜，兩套獨立的無線微波外加一路本地信號。就算光纜都中斷，微波全被干擾或損壞，起碼還有一路本地信號用于播出。當然這樣的可能性是不可能發生的。再次是建立了一個全面的主備報警系統，一旦主系統故障，備系統會挺身而出，讓預防工作不間斷。最后有一個安全可靠的信號自動切換器，安裝后再沒出現過任何播出事故。

本臺無線覆蓋[2]信號源系統，設計新穎、安全可靠，為保證本臺停播率指標不超標立下了汗馬功勞，值得有此需求的同行參考與借鑒。

[1] 沈海群.廣播電視無線發射技術分析[J].西部廣播電視，2014（16）：181.

[2] 肖幸偉.廣州廣電無線覆蓋工程建設[J].中國有線電視，2011（4）：532-535.

[3] 羅信海，張林.貴州廣播電視臺微波中繼系統[J].電視技術，2014，38（24）：43-46.

[4] 李鎖成，施繼忠.CATV450MHz鄰頻雙向傳輸系統的中頻信號處理前端[J].電視技術，1994，18（1）：37-40.

[5] 史宙亮，李功杰.SDI數字信號切換器的設計與制作[J].現代科學儀器，2008（6）：15-17.