“數字微波調制機切換器”項目技術設計方案

姜良全

摘 要 隨著廣播電視行業的不斷發展，越來越多的數字微波技術應用到廣播電視業。其中，由以數字微波調制機切換器的研究最為關鍵。所以，本文針對數字微波調制機切換器的項目技術設計方案做出分析，希望有利于后續的使用。

關鍵詞 數字微波；廣播電視發射機；切換器

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）166-0122-02

桂林廣播電視發射臺傳輸部數字微波系統是廣播電視發射機前端唯一的一套無線傳輸系統，是有線傳輸的必要備份。但是在實際工作中，數字微波調制器經常出現死機或信道編碼出錯現象，造成傳輸信號中斷，工作人員為了啟用備份數字微波調制器，由于接口連接多，更換比較復雜，延誤正常播出時間，甚至造成停播事故。為此，對現有數字微波傳輸系統進行智能化升級改造。

1 項目設計目的

第一，備用調制器為冷備份平時不工作，當系統檢測到主用調制器輸出的信號有問題或調制器機身出現故障時，立即啟動備用調制器開機使其正常工作，同時自動關閉主用調制器的電源停止其工作，從而達到主備用機自動切換的功能。

第二，ASI接口的TS碼流信號源同時輸入主、備調制器，當輸入的碼流出錯或者沒有信號時，則系統發出聲光告警[1]。

2 “數字微波調制機切換器”技術方案

2.1 控制系統整體結構示意圖

2.2 技術概述

1）自動控制系統主要依靠FPGA可編程器件的強大應用功能，在相關固定功能器件的基礎上，編寫相應的檢測控制分析邏輯程序，配合單片機共同完成整個系統的檢測控制功能。

2）ASI碼流信號源同時輸入主、備調制器、自動控制系統，控制系統通過對ASI碼流進行解碼檢測分析，判斷出輸入信號的有無、其幅度大小是否可以給調制器識別、輸入信號是否出錯以及產生的誤碼是否會導致無效傳輸，判斷的結果將控制系統是否發出告警。

3）使用中的調制器輸出中頻將分出1路輸入控制系統，系統對該中頻信號進行解調解碼并檢測分析，判斷中頻信號的場強電平大小、信號的誤碼質量等級，通過有效比對，判斷出是否應該切換至備用機電源同時斷開主用機電源。

4）控制系統對主備用機電源的開啟與關閉通過繼電器來實現，控制系統本機在斷電重啟后按此前存儲的狀態參數控制繼電器工作；而當本機關機時，繼電器的復位可以達到電源直通至主用機的功能，也可以通過手動強制切換開關切換至備用機工作，手動強制切換開關使外電源不再通過繼電器，使主備機脫離了本機的控制，本機開機后如需恢復本機的自動控制，需把手動強制切換開關恢復至自動位置。本機在正常工作狀態下，如果需要對主備機進行手動切換，可在面板輸入手動切換指令，系統通過單片機可以控制主備機的切換；當本機出現故障時，則可以通過手動強制切換開關實施主備機的切換。

2.3 實現原理

ASI碼流輸入端檢測采用無源分配給到控制機的碼流（也即輸入主備機碼流），在工作時控制機的CY933解調出TS碼流，TS碼流經TS流檢測模塊檢測輸入的TS流是否正常，如正常給顯示屏顯示正常，反之聲光告警。

調制中頻輸入（也即QPSK工作機輸出）經中頻解碼后進入TS流控制模塊單片機讀取QPSK解調強度，質量等參數在顯示屏上顯示，當檢測出的參數和正常時參數不同及超過一定值時就判斷正在工作的QPSK機器出現故障需切換到備用機工作，這時單片機控制繼電器切換到備用機電源接通，主機電源關閉，并聲響告警并在顯示屏提示，直至值班人員手動復位后聲響才停止[2]。

2.4 功能

第一，面板顯示監測信號的質量、強度、告警等相關內容、參數；第二，在ASI碼流信號源輸入的檢測方面：當ASI無輸入或者輸入幅度較小時，系統發出聲光告警，告警可以設定為3種方式：只有聲音告警（蜂鳴器）、只有光告警（顯示屏光閃動）、同時具備聲光告警；第三，對調制器輸出信號的檢測方面：調制器本身及內部信號處理的所有問題均可通過質量和強度的數值大小表現出來，通過設定二者的門限數值即可實施自動切換功能（二者的門限數值可以通過面板進行修改設定），切換時自動啟動備用機的電源，同時自動關閉主用機的電源；主備用機切換后，有一個判斷備用機是否達到正常使用要求的過程時間，初定為0.5min～3min，該時間可以通過面板設定，在該時間段內，如果系統發現備用機達不到要求，則會重新切換到主用機并重新檢測是否達到要求，此反復切換的過程初步設定為5次（該次數也可通過面板修改設定），如果最后主備用機均達不到要求，則系統發出聲光告警；第四，關機直通、手動控制功能：正常情況下，控制系統本機在斷電重啟后按此前存儲的狀態工作，當本機關機時，電源直通至主用機，也可以通過手動強制切換開關切換至備用機工作。手動強制切換開關在本機的后面板上，分主、自動、備三檔，使用該開關的主、備檔，均不再受本機控制，本機開機后如需恢復本機的自動控制功能，需把手動強制切換開關恢復至自動位置。本機在正常工作狀態下，如果需要對主備機進行手動切換，可在面板直接設置主備機的切換，系統會按照上述步驟重新檢測，如反復檢測幾次（按設定的次數）后仍達不到要求，則系統發出聲光告警；當本機出現故障時，則可以通過手動強制切換開關實施主備機的切換。

2.5 控制系統的意義及擴展性

具備上述功能的自動控制系統不僅僅只用于數字微波系統，還能通過擴展廣泛的應用于其他系統，例如，調頻廣播發射系統、電視發射系統、國標地面數字電視發射系統、CMMB手機電視發射系統等的控制切換，以及有線數字電視網絡前端機房、其他數字電視前端機房等的電視碼流的適時監測、分析等[3]。因此，該系統的成功實現意義重大、應用范圍廣。

3 結論

第一，“數字微波調制機切換器”提高了微波系統數字化智能化水平，實現無縫自動切換，增強了廣播電視信號傳輸的可靠性、安全性。

第二，由于“數字微波調制機切換器”具有信號檢測功能，對信號源可實時監控，為數字微波傳輸系統的維護搶修創造了便利條件，在現有條件下，可簡化系統故障維修的工作流程，提高了廣播電視信號傳輸的保障能力。

第三，由于數字微波系統智能化水平的提高，可實現無人值守，也可作為發射機前端的主要信號傳輸鏈路使用。

參考文獻

[1]王雪梅.數字微波技術在廣播電視信號傳輸中的應用[J].通訊世界，2015（7）：15-16.

[2]岳雷.數字微波技術的發展前景淺析[J].通訊世界，2015（21）：64.