貴州地球站仿真模擬演練平臺設計建設

王忠珊

（作者單位：貴州省新聞出版廣電局751臺）

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貴州地球站仿真模擬演練平臺設計建設

王忠珊

（作者單位：貴州省新聞出版廣電局751臺）

摘 要：貴州地球站屬于衛星上行傳輸站，負責將節目信號發送到衛星，全國乃至全世界人民可接收觀看，因此，必須保證節目傳輸的安全及不間斷，故對工作人員專業素能要求很高。本文介紹了地球站仿真模擬演練系統的功能設計，系統建設的作用及意義。

關鍵詞：地球站；電視信號傳輸；仿真模擬演練；培訓考評

貴州地球站是貴州省的大型廣播電視節目傳輸臺，擔負著通過衛星和微波向全省傳送廣播電視節目的繁重任務，是廣播電視節目向全省傳送的重要樞紐，同時也是宣傳貴州的重要窗口之一。

在廣電總局頒布的《廣播電視安全播出管理規定》（即62號令）衛星廣播電視地球站實施細則中，不但對衛星上行系統設備有統一的標準要求，同時也對播出值班崗位和技術維護崗位人員有嚴格要求。貴州省新聞出版廣電局751臺每年雖有業務知識定期培訓，但值班員仍然缺乏實際動手操作的機會和能力，離總局的崗位要求有較大差距。

1 系統概述

目前，臺內播出系統現狀是，衛星上行系統設備平時都處于在線狀態，無特殊情況不能隨意操作，即使需要對設備進行檢修和維護時，實際操作也是由幾名技術干部來實施，大部分值班員并無機會實際操作。長此以往，值班員對系統和設備的熟悉程度降低，對各系統各設備間的關聯性認知不足，就可能發生在系統或設備出現故障時，不能準確判斷出故障原因，也不敢輕易去操作，從而出現影響處理故障、延遲系統恢復正常時間的情況。在貴州省新聞出版廣電局751臺的歷史上也出現過不少類似事故：曾經因誤操作，將功率放大器輸出抑制，造成停播；曾經因對設備進行調試，導致大功率輸出影響同一轉發器上的外省衛星電視的正常播出；曾經在受大范圍降雪影響，值班員因不熟悉系統設備，無法人工提升上行功率，導致電視節目播出不暢。

貴州省新聞出版廣電局751臺現有主、備兩套完整的衛星上行系統在運行，所含的設備有：信源系統、編碼器、復用器、調制器、調制器二選一切換開關、上變頻器、200W固態功放、3kW高功放、波導開關控制器、天控器、信標機、UPS電源系統等。為便于值班員觀察和知曉上行系統的運行情況，目前用于系統及設備的監管系統有：基帶網管系統、地球站網管系統（又稱射頻網管系統）、音視頻監測系統、抗干擾功率自動增益系統。

多個監管系統對衛星上行系統的監測和監管，讓系統的安全運行得到了更好地保障，但與此同時各個系統、設備也構成了復雜的關系網絡，值班員能熟知各系統、各設備之間的連接、關系及其相互間的影響，能熟練操作，出現問題時能準確判斷問題所在，并做出快速正確的處理等就變得至關重要。

基于貴州省新聞出版廣電局751臺的現狀，建立一套完整的地球站仿真模擬演練平臺是必要且急需的，且通過考察了解，在2009年前國內已有地球站建立了類似功能的模擬演練平臺。具體方案及要求如下所述。

2 技術要求

2.1 方案總要求

通過建立地球站仿真模擬演練平臺，實現對電視臺的網管系統、信號墻分布、主要設備顯示操作及抗干擾功率自動增益系統運行狀態的整體仿真模擬，使其成為具有真實邏輯反映的、完善的有機整體，能真實再現地球站的工作狀態。

通過提供地球站仿真模擬演練平臺，實現對播出值班崗位和技術維護崗位工作人員的培訓和考核，從而提高工作人員的基本操作技能和應急處理能力。

2.2 平臺結構

仿真模擬演練平臺由以下四個部分共同組成：網管仿真（含地球站網管和抗干擾功率自動增益系統）、設備仿真、信號仿真和演練控制管理。各部分彼此分工協作，構成一套完整的仿真體系。

2.2.1 網管仿真

網管仿真可以模擬地球站網管和抗干擾功率自動增益系統的各種狀態顯示（包括數值顯示、報警顯示和自動/手動功率控制等），接收用戶對仿真網管的操作（包括各種應急倒換和參數調整），并在其他仿真（設備仿真、信號仿真）中產生相應反應，也可單獨用于網管操作培訓。

2.2.2 設備仿真

設備仿真可以模擬地球站各個機房設備的安裝布局和設備工作狀態，同時通過設備仿真面板，對設備上的主要操作功能鍵進行模擬操作，從而實現對設備的仿真控制，也可單獨用于設備操作培訓。

2.2.3 信號仿真

信號仿真可以模擬地球站監控機房信號墻的狀態，并能智能分析整個信號系統的工作情況，仿真出各監視信號（視頻、音頻）的對應狀態，如丟失、黑場、靜幀等。

2.2.4 演練控制管理

演練控制管理可以自定義編制和觸發各種故障環境（試題），對不同崗位工作人員進行分類考核、測評，同時記錄被測人的處理方法和所用時間，形成可打印的考核表，并對被測人的測試成績進行綜合評級。

2.3 功能設計

2.3.1 仿真功能

（1）網管方面

仿真地球站的兩個網管系統（地球站網管系統和抗干擾功率自動增益系統）所具備的所有操作，包括應急倒換操作、日志記錄操作、自動/手動功率控制等（見圖1）。

圖1　貴州省新聞出版廣電局751臺的地球站網管系統界面圖

每個網管仿真應有這幾個功能：菜單顯示（包含模擬靜態菜單和動態菜單）；仿真設備的報警狀態，且能影響系統運行；修改不同的參數對設備和網管產生的影響不同。

（2）設備方面

仿真地球站機房中主要設備的工作面板，并實時顯示和模擬控制主要參數狀態；還可仿真設備各種異常，當異常、故障發生后，設備仿真系統的動態反應與實際故障后的動態反應一致。

每個設備的仿真應有這幾個功能：菜單顯示（包含模擬靜態菜單和動態菜單）；仿真設備的報警狀態，且能影響系統運行；修改不同的參數對設備和系統產生的影響不同。

（3）信號方面

根據地球站監控機房的實際信號墻的狀態進行仿真模擬，并能智能分析整個信號系統的工作情況，仿真出各監視信號（視頻、音頻）的丟失、黑場、靜幀等狀態。

（4）頻譜方面

模擬上行系統輸出功率的變化對頻譜狀態的影響，包括模擬頻譜電平的升高或跌降、雨雪天氣對頻譜的影響、不同類型載波（調制波、單載波）的頻譜顯示等（見圖2）。

圖2　貴州省新聞出版廣電局751臺的頻譜

（5）其他方面

體現在應急操作時，系統或設備由于硬件或其他原因進入死機狀態、抗干擾功率自動增益系統的通訊失敗等對操作產生的影響。

2.3.2 設計功能

可以自主設計故障處理類、理論知識、一般操作類等方面的試題，并將這些不同試題組合成難度各異的試卷，對播出值班崗位人員和技術維護崗位人員進行相宜的綜合測評。

2.3.3 演練和考評功能

通過演練控制管理調出不同的測試題，發出試題環境讓值班員和維護人員進行應答，演練結束后，可以根據試卷難度、測試結果等方面對播出值班崗位人員和技術維護崗位人員進行綜合評定。

3 設備要求

3.1 硬件要求

（1）系統要求配置著名品牌機，其配置不得低于以下標準：

CPU：Intel Core i7 4790k；內存：4GB DDR3 1333MHz內存；硬盤：1TB；光驅：DVD；電源：80 PLUS，100-240V，400W。

（2）顯示器：24寸寬屏，支持1920×1080分辨率以上。

（3）交換機：8口千兆以太網交換機，滿足系統間的信號網絡傳輸。

3.2 軟件要求

（1）穩定性：整個仿真模擬演練平臺需運行正常、穩定，不出現經常死機、卡頓、數據傳輸分析錯誤等現象。

（2）實用性：仿真模擬演練平臺各功能的設計需實際、實用、操作簡單便捷，所做的模擬演練和測評都必須符合地球站的實際運行情況，工作人員通過仿真模擬演練平臺的練習，能真正提高他們的工作能力。

（3）可升級性：當實際衛星上行系統和設備有變更或升級時，仿真模擬演練平臺也能做出相應的更改升級。

（4）可管理性：管理人員能輕松的整理、編輯系統和設備的參數，掌控各種演練和測評，能對業務、用戶進行方便快捷的查詢和管理。

（5）先進性：采用符合國際國內標準的、廣播電視行業內成熟的技術，保證平臺在較長時間內不落后，軟件設計在其領域內須具備先進性。

（6）操作系統：Windows 7專業版（32位）

（7）軟件開發平臺：采用目前市場上較為流行和先進的開發平臺進行綜合開發，例如：Microsoft Visual Studio （.Net）和Embarcadero RAD Studio （Delphi）。

4 結語

2015年初貴州省新聞出版廣電局751臺仿真模擬演練平臺建設完成，系統硬件由5臺主機、6臺顯示器組成，仿真顯示了值班機房電視墻畫面、設備機房設備運行狀態、地球站網管系統運行狀態等。在演練控制主機上編輯好題目及試卷并發送出去，測試人員可根據題目要求在仿真設備主機上進行相應操作。通過在仿真模擬演練系統上的反復操作練習，技術人員和值班人員的專業素能都得到了提高，大家也非常愿意主動進行練習，這也使電視臺的安播工作更加得到了保障。

參考文獻:

[1]張斌,桑波．仿真模擬業務演練平臺設計與實現[J]．廣播電視信息,2014(9)．

[2]王志鵬．吉林地球站上行設備操作菜單仿真演練系統[J]．衛星與網絡,2009(10)．