廣電發射臺遠程監控系統數據傳輸方法探析

蔣建領

（浙江省紹興市上虞區廣播電視總臺，浙江 紹興 312300）

一、引言

隨著計算機互聯網技術的出現，對傳統廣播電視技術產生了巨大的影響，當然兩者間已經在一定程度上有了有機的融合。而促進新技術有機融合的基礎包括數字技術、光纖技術、IP技術和高速通信技術等，這給廣電行業發展帶來了契機。比如高山臺要想建立一套高效、性價比高、安全的數據監控傳輸通道，就面臨著諸多困難。一套完整的監控系統是由數據采集、遠程數據通信和監控管理三大系統組成，簡單地說監控系統的實質就是遠程數據通信。如何建立起能長期、穩定、高效和安全的數據傳輸通道，技術方案的選擇和建設成本控制，是監控系統中實施難度最大的。為此，下面就當前可選擇或可實現的傳輸技術和手段做一些粗淺的分析。

二、發射機房遠程監測和控制的困難與優勢

一是中國幅員遼闊，人口眾多，地形復雜，各地的廣播電視發射臺（站）分布眾多、范圍廣，建設年代和經濟條件各不相同，特別是在高山臺機房的建設發展上有很大差別。在同一地監測中心至發射臺（站）機房距離短的百米或數百米，不在同一地的數公里，有的甚至達百公里，大多數情況下要求傳輸距離都很長。工程量大、成本高是遠程監控的主要難點。二是應用場景不同節點多，如圖聲監控、固定量變監測、設備運行參數和質量監控、安全監控報警類等多方面的需求。三是設備通信接口標準不一，不同廠家不同類型設備的基本通訊口標準有其國定的方式，如RS232 RS422 RS485 SNMP TCP/IP等多種通訊方式，要想統一或更改是極為困難的，也是不現實的。四是系統質量要求高，必須能長期、穩定、可靠運行，其防破壞和抗干擾等安全性能要求也很高。

實現高山發射臺機房現代化管理和控制，緊跟時代技術步伐，實施自動化、智能化的管理和控制，這已成為國內眾多發射臺和相關廠家技術升級改造的必然選擇及努力的方向，這也是廣電行業急需的內生動力，市場廣闊，潛力巨大。

三、數據傳輸技術路徑

（一）有線短途傳輸

發射機房距離監控中心較近，比如在一幢大樓內或大院內，可采用RS485通訊或局域網TCP/IP通訊方式傳輸，將監控數據信息傳至監控中心機房統一進行數據存儲、檢測、監視和控制等處理即可。這種方式屬于有線介質傳輸，線路搭建成本最低。

（二）有線無線中距傳輸

1.光纖通訊

因用石英做成的光纖其透過光線的能力非常強，只要在光線中附加上多種信息，就可以達到傳送信號目的，這種附加信息的光信號也屬于有線介質傳輸方式。容量大、數據傳輸的質量很高和不受外界環境變化的影響是其主要特長。適合于大量數據的傳輸，信號也很穩定和安全。但是，光纖通訊線路設計和光纜架設或地埋工程的實施等方面卻都不易，建設周期長，成本難控制，如建立高山或長距離專用干線時，一次性投資會很大。

2.微波通信

微波是指頻率在300MHz～300GHz范圍內的電磁波，具有直線傳播不能繞射的特性，屬于無線通信方式。當頻率達到GHz級別時，工業干擾、天電干擾及太陽黑子的活動對微波通信影響極小。數字微波通信能對信號進行再生，使通信線路噪聲不在積累，增加了抗干擾性，擴展了鏈路級數。主要特點是頻帶寬,傳輸信息容量大，布置靈活，不受沼澤、江河、高山等特殊地理環境的影響，在遭遇自然災害時，通信的建立及轉移都較容易，建設周期短，比有線通信具有更大的靈活性。雖有以上諸多優點，但是也存在暫時無法解決的缺點和固有的局限性和不足。目前，主要用于直播和特殊環境下的骨干線路點到點傳輸或提供備份通道。如果要組建大型長距離通信網絡，中距接力站點過多時管理是難點，投資也很大。

以上兩種通訊方式，都適用于點到點的中距離通信，特別適合于已架設了用于傳輸信號的微波或光纖通道線路，只要在原有設備和備份光纖上進行升級改造及調整，即可完成綜合性通信通道的建立。

（三）無線4G移動網絡傳輸

就是我們通常所說的基于互聯網3G/4G通道，4G是目前主流的通訊方式。其本質是在利用互聯網建立加密VPN專用通道，可以傳輸各種數據等。顯然，移動通訊通道不受地理、環境和距離制約，只要有移動信號的發射機房，都可以使用該通訊方式。4G運營商在某些領域已有深度合作,如地鐵、高鐵、高速公路等上的應用已實現共建共享。因此，可以利用4G網絡建立的加密VPN專用通道用于傳輸監視監測和控制數據，這是一種比較便捷的通信方式。

（四）無線移動運營商E1通訊

移動運營商已開放E1通道業務，該E1通道標準是一個時分復用幀（其長度T=125us）共劃分為32相等的時隙，一個時隙8bit/64k，共有32個64k。時隙的編號為CH0-CH31。其中時隙CH0用作幀同步，時隙CH16用來傳送信令，剩下CH1-CH15和CH17-CH31共30個時隙用作30個話路。每個時隙傳送8bit，因此共用256bit。每秒傳送8000個幀，因此一個E1通道的數據率就是2.048Mbit/s。租用E1通道是可行的，監控系統完全可以采用該通道進行數據傳輸。由于運營商業務辦理等限制，在同省范圍內搭建比較合適，這種方式的應用也正在被越來越重視。

（五）綜合技術應用

就遠離城市的高山發射臺（站）來說，無線3G/4G移動網絡通信信號往往很弱甚至沒有，用單一傳送方式就有很大的局限性。對于像大型發射臺或高山臺（站）來說，受地理環境、經濟等多種因素的影響，建立傳輸鏈路確實困難重重。我們利用或綜合以上具有不同特性傳輸方式的優勢，發揮其特長進行有效組合，可以解決偏遠或高山需要傳輸數據的困難。比如采用多段或分段連接方式，將有線和無線這兩種或以上的技術相結合，即通過光纜或微波通道送到有穩定無線移動網絡信號覆蓋的地方，再把信號轉換成無線3G/4G移動信號送至監控中心機房。雖然，這種方式有局限性，但是其靈活多樣的解決方案，還是有其很高的現實應用價值的。

（六）無線5G移動網絡傳輸展望

即將到來的5G移動網絡通信技術，其核心要素即是可媲美光纖的網絡高速度、無與倫比的質量、高效率、高容量和幾乎實時的低時延接入及無處不在的強大連接功能，必將大大超過現有的各類無線通信方式。特別是5G通信網絡的大規模MIMO技術(多輸入多輸出技術)、毫米波通信技術（3GHz～60GHz）以及D2D通信技術(兩個對等用戶節點之間直接通信)等關鍵技術的突破和應用，將對廣播電視遠程發射臺（站）、專用機房的智能自動化管理帶來深遠影響，這樣的現實就在眼前了。

（七）監控系統圖例

圖例一如下：基于光纜和485通道構建的遠程/本地備播監控系統：

圖例二如下：基于移動4G的VPN網絡構建的野外發射基站遠程監控系統：

圖例三如下：基于運營商E1通道構建的遠程監控系統

圖例四如下：基于有線電視網絡構建的遠程監控系統

四、結束語

機房監控系統數據傳輸方式有很多，可以根據地點、環境、規模、經濟條件等特點來選擇適合可靠的通訊方式。當然，能夠為廣電發射臺站監控數據通信傳輸提供一個可靠的途徑，關鍵是傳輸方式設計和硬件及軟件能否穩定、安全、高效地運行和性價比等是需要全面考量的。