發射臺廣播電視數字化及維護管理

陳 健

（作者單位：粵東鴻圖嶂電視調頻轉播臺）

廣東省粵東鴻圖嶂電視調頻轉播臺，位于廣東省梅州市豐順縣八鄉山鴻圖嶂，海拔1 277 m的高山頂上；現按要求承擔播出中央數字廣播電視覆蓋節目、廣東省模擬和數字廣播電視覆蓋、地方市一級廣播電視覆蓋任務和廣東省數字微波樞紐信號傳輸管理工作；目前模擬電視播出4個頻道總功率50 kW，數字電視3個頻道播出總功率5 kW共有17套節目，模擬廣播播出6個頻點總功率48 kW（其中一個CDR模數同播，模擬廣播10 kW，數字廣播1 kW播出3個節目）。發射臺是廣東省四大高山廣播電視骨干轉播臺之一，信號主要覆蓋粵東地區，及周邊閩西、贛南和粵東海面，受眾人口達2 000多萬。

1 發射臺數字化進程

根據國家、廣東省新聞出版廣電局和廣東省廣播電視技術中心的工作計劃和數字化進程的逐步推進，2010年開始，發射臺的廣播電視設備更新，主要以數字化為目標進行設計、采購和實施；具體工程項目如下：

（1）2014年升級19CH模擬電視10 kW天饋線系統為UHF20kW雙饋8層4面天饋線系統；增加19CH+26CH雙工系統，設計分別播出19CH模擬電視10kW和26CH數字電視3kW。

（2）2014年升級調頻廣播多工器，由原播出使用的調頻4工擴展為5工（天饋線原設計容量為50 kW+50 kW，雙饋8層4面），其中一個頻點為CDR模數同播；播出總功率≤45 kW。

圖1

（3）2016年新增數字電視26CH，發射功率為數字3 kW，節目內容以省覆蓋4套為主+地方市電視1套；節目信號源從省數字微波網絡中取出，經過解碼后轉換成國標電視標清信號，復用成所需要的節目碼流，送給發射機的數字激勵器調制成DTMB信號播出；

（4）2017年新增中央廣播電視無線數字覆蓋，由地面數字電視44CH、45CH和調頻數字音頻廣播CDR組成，實現12套中央電視節目的無線數字化覆蓋，同時CDR廣播承擔了10 kW的1套模擬和1 kW的3套數字中央廣播節目無線數字化覆蓋。

2 發射臺數字系統運行情況

發射臺到2018年6月，最新安裝的數字廣播電視系統，也在臺運行一年有余；對比數字廣播電視系統和模擬廣播電視系統，我們可以發現一些明顯的不同點：

（1）數字系統對發射機和天饋線系統要求更高，體現在頻帶的要求上非常明顯；模擬電視頻帶是由視頻fV（帶寬6.5 MHz）+音頻fA（帶寬0.5 MHz）組成8 MHz的播出頻道；數字頻帶是直接以頻道的中心頻率為標識，在8 MHz通道內傳輸數據。

圖2

圖3

（2）內容由模擬變成數字信號，播出內容沒有固定在簡單的視頻和音頻上，前端信號調制監測系統功能強大；信號異常時，主、備信號和墊播信號均可自動切換和快速恢復；傳輸內容的變更容易實現，前端信號傳輸方式多樣化，ASI和IP容易相互轉換，系統容易整合，可根據需要進行選擇復用和調整。

（3）發射機固態化后，播出信道輸出功率穩定，覆蓋范圍和效果更好；功放故障率很低，完全實現了“不間斷”播出的要求；播出質量隨著AVS+的普及，相同帶寬可實現傳輸節目碼流大幅降低，接收質量明顯提高，內容上更多選擇；例如中央廣播電視無線覆蓋中的一路8套央視節目和一路4套央視節目分別進行AVS+編碼復用后，生成兩路傳送碼流（8套節目：18.624Mbps，4套節目：9.312Mbps）。

（4）從播出設備的系統圖中可以明顯看出，現階段數字系統主要由前端+發射機+天饋線組成，比以前的模擬廣播電視多增加前端環節，主要實現：傳輸信號的選擇，解碼、編碼轉換，多節目信號內容復用，主、備信號監控和切換。

3 發射臺播出系統維護管理工作

綜合發射臺目前播出設備，整個播出設備日常運行管理系統就自然的組成了以下的幾個板塊：

板塊1：信號源系統

因發射臺地理位置和歷史上信號傳輸形成原因，現播出節目的信號來源由衛星空中直接接收和地面微波接力傳輸形成。中央廣播電視節目現在主要用衛星直接接收，經過前端系統或播控室后送到發射機播出；省臺廣播電視節目用微波信號為主，衛星信號作為備份信號，經過前端系統或播控室后送到發射機播出；各系統前端將各頻道所需要的節目信號進行解碼、編碼和復用；

板塊2：播出控制室

按照目前的廣播電視播出管理規定，播出信號必須經過監控后才送給發射機播出。播出控制室主要監控不同路由來的信號源是否正常，監看監視接收的播出質量，根據發射機狀態監測系統實時監控播出設備運行情況，根據環境監控監視播出場所，掌控整個發射臺的安全運行情況，是一個發射臺的運行核心。

板塊3：發射臺供配電系統

因地理位置原因，發射臺現只有一路外電，高壓變壓器容量為800 kVA，500 kW和300 kW發電機組形成主用和備用應急供電，當市電供應異常時可立刻自動啟動500 kW發電機組，并立刻輸出到發射機房。播出控制室和前端系統配置有UPS，數字微波樞紐系統使用電池浮充供電。

板塊4：廣播電視發射設備和附屬設備

發射臺播出頻道頻點多，調頻廣播6個頻點，模擬電視4個頻道，數字電視3個頻道，數字微波中繼傳輸樞紐站一個；現階段每個頻道（頻點）的發射機是1+1模式為主；調頻天饋系統兩套，分別播出中央、省和地方信號；電視天饋系統5套，模擬和數字信號混合播出；廣播電視發射設備以同方吉兆和凱騰四方為主。

這四大板塊，也就是發射臺日常運行和管理的主要工作。

日常，以播出控制室為主要核心部門，掌控發射臺的信號源、播出傳輸控制、環境安全監控、發射設備運行狀態管理等。實際，這一切都是在對設備進行管理和監控，只有設備運行正常，信號內容播出才正常。因此，要求日常維護工作以設備維護檢修為重中之重。根據現有設備情況，現階段對固態發射機、集成高度集中的監控切換設備、信號接收傳輸設備、電源動力系統、播出傳輸天饋線等提出整體維護基本要求。

第一，每周進行常規清潔。固態發射機的散熱和進出風系統，主要用高速軸流風扇；風扇外設計有過濾網，除防止異物進入外，濾網的最大功能就是過濾空氣中的灰塵。發射臺雖然地處野外、高山環境，但處于南北交匯處，往南以下沒有任何高山，空氣中的懸浮物質和油污明顯，過濾網需要經常清潔，以保證進出風的大小和風的質量。

第二，每周進行設備工作狀態、運行參數的調整和校對。按照發射機的播出工作要求：（1）核對播出所需要的頻率（頻道）、播出調制方式、播出功率和內容；（2）核對發射機的各個電源電壓、工作電流范圍；（3）各個工作模塊之間的通訊、系統工作設置等內容。

各工作狀態和參數，每周要做詳細記錄，方便檢查校對。

第三，每周巡查電源系統和天饋線系統。發射臺設備長時間工作，電源供配電和天饋線同時工作；要求巡查設備時可用紅外測量設備進行定期測量工作溫度，主要部位有：（1）大電流工作部位，如交流接觸器、電源開關；（2）整機輸出饋管、彎頭、同軸開關；（3）功放輸出、連接饋線、吸收平衡負載；（4）天饋線系統多工器的濾波器、合成分配器、吸收負載、雙層天饋線切換開關、連接器件等。

第四，每周交接班進行室外設備巡查。發射臺地處高山和野外，在條件許可下，必須進行室外設備定期檢查，要求：（1）對發射臺的場地進行安全巡查；（2）高壓供電終端桿上的設備（跌落開關、避雷電阻、接地線）有無異常情況巡查；（3）發射塔外觀檢查（天線振子、防風保護罩、饋管、饋管走線架、保護蓋板）有無明顯異常情況。

第五，每月對設備進行整機清潔和狀態檢查。發射機有主用、備用設備，要定期進行輪換播出，每月發射機輪播后，作為備用設備，可進行全面的清潔維護檢修：（1）清潔電源模塊、功放模塊、分配和合成模塊；（2）整機各級控制系統、吸收平衡負載等；（3）檢查各連接元器件、電源和功放插接頭和座，有無元器件損壞或變色、接觸不良等情況；

清潔檢修完后，使用假負載進行運行測試，工作正常即作為備機使用，并做好維護檢修記錄。

第六，每季度進行天饋線系統維護檢測。發射天線振子、功率分配器、分支電纜和饋管等是發射臺的重要播出元器件，主要作用是將電信號轉換成帶極化的磁場信號輻射傳播出去。發射臺要定期進行天饋線系統的駐波比檢測，確保信號輸出功率轉化的最大效率，達到播出覆蓋范圍。使用BIRD天饋線分析儀對播出天饋線進行檢測，發現異常時可以進行故障定位，查找故障部位和分析故障原因。

檢查饋管充氣機運行情況，過濾器的狀態和饋管工作氣壓。

檢修測試完成后，做詳細記錄，方便檢查校對。

第七，供配電系統和應急電源維護。供配電柜要求每季度進行清潔和檢查，主要檢查電流接觸點、接線柱松緊度、電源線是否過溫變色，基礎控制電源工作狀態、控制保護系統檢測。

應急電源要求每月帶負載運行30分鐘；每周檢查機油和冷卻系統，啟動電池液面和充電維護；每周啟動試運行一次；長時間工作后，按廠方維護時間要求更換機油、油和空氣過濾器，調整校正運行狀態參數（輸出電壓、調整精度、調整時間等）。

檢修測試完成后，做詳細記錄，方便檢查校對。

表1 年度維護檢修工作計劃表

第八，其他注意事項。發射臺因地理位置原因：夏天炎熱、空氣潮濕多變，臺風季節風大雨多；冬天氣溫日夜溫差變化大，甚至時有結冰霜凍的情況。要求工作人員日常巡查時根據環境變化情況，及時開啟或關閉門窗；溫度過高時開啟通風散熱系統，零度以下要啟動防寒防凍措施，保證設備正常運行。

應急電源的油庫存量，要根據季節情況和播出要求，做到油庫存量至少能供發射臺正常運行三天以上的量；冬季和臺風季節頻發時，要考慮道路等原因，提前做好油量庫存。