基于IP 微波鏈路的智慧臺站架構設計

趙滿心

（甘肅省廣播電視局，甘肅 蘭州 730000）

2018 年11 月，國家廣播電視總局印發了《關于促進智慧廣電發展的指導意見》，提出力爭3～5年時間廣播電視在內容制作、分發傳播、用戶服務、技術支撐、生態建設以及運行管理等方面的智慧化協同推進，智慧廣電發展的廣度、深度顯著增強，智慧廣電發展取得突破性進展，廣播電視在國家數字經濟總體戰略中的地位作用進一步凸顯。智慧廣電發展的重要任務之一就是要加快智慧廣電傳播系統建設，構建高速、泛在、智慧、安全的新型綜合廣播電視傳播覆蓋體系，統籌無線廣播電視數字化與通信技術融合演進、協同創新發展。無線廣播發射臺站作為分發傳播環節的重要組成部分，智慧臺站的建設也刻不容緩，發射臺站自身信息網絡建設已逐步成為臺站綜合管理的重要任務。為了更好地推進我國無線廣播電視節目數字化、網絡化的發展，實現集約化管理，形成我省無線廣播發射臺站技術維護的整體合力，保障安全播出綜合管理的高效運轉，圍繞信息傳輸不及時、流通不對稱、技術資源不共享等一系列制約臺站管理的重要難題，構想通過現有的微波網絡，架構聯通全省14 個市州31 個發射臺站的無線網絡鏈路，搭載配套一個數字化、網絡化、智能化的綜合業務處理平臺，實現管理中心與臺站間信息及業務數據的快速互聯互通，達到日常工作運行有序、突發情況快捷反應、故障處理準確迅速的總體要求。

1 總體規劃

甘肅省地處黃土高原、內蒙高原與青藏高原交匯地區，深居內陸，地形狹長，地理條件復雜多樣，山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁錯落分布，給各臺站間有線鏈路的敷設造成了極大的困難，所以考慮利用全省微波傳輸線路做主干網，微波與光纜結合，在無線傳輸中心架設服務器，通過微波首臺與龍尾山到尖山的主干路，以尖山為樞紐分別向東、南、西、北四個方向覆蓋，面向全省14 個市州的各個臺站，組成一個跨地域的虛擬專用網絡。

2 系統結構及功能

智慧臺站業務管理系統的建設結合甘肅省臺站分布和具體現狀，以臺站內部網絡為基礎環境，各服務器、數據采集器及客戶端等硬件平臺結合各應用軟件，通過內部交換機實現臺站內部的融合聯通。內網架構如圖1 所示：

圖1 發射臺內網架構

智慧臺站內網系統構成分別由播出信號監測、設備運行監控、電力監控、環境監測、自動化辦公、后勤保障服務等系統組成。

（1）播出信號監控系統：分為信號源監控、開路信號監測和信號切換單元，由各音視頻處理設備及切換控制設備及音視頻解調設備組成。對每部發射機的信源輸入進行統一的管理，根據要求實時監測、評估、判別各通道間信源幅值、時差等性能參數，一旦主用信源異常，立即切換到最優的信源輸出，從而實現對節目源的合理配置。

（2）設備運行監控系統：分為主備機倒換、發射機運行監測及應急廣播單元，由數據采集器、倒換控制器等組成。對發射機的相關參數進行實時采集、監測及控制，根據發射機所提供的通訊接口協議，實現其相應的模擬量狀態采集、控制量輸出，通過調整總線管理器將數據匯總到數據處理服務器；對每項參數進行相應判斷評估，依據設定數值完成對超限參數的對應告警處理，并將操作指令下傳到發射機控制單元，執行相應操作。接受上位機的輪詢，向上位機傳遞設備參數和工作狀態信息。其中發射機遠程管控是業務管理系統的核心部分，用于網內全地域實時監控管理發射機運行及周邊設備的工作狀態。客戶端通過相關軟件平臺，實現發射機的遠程操控及數據信息的收集、查詢、存儲，自動生成相關的數據報表及故障記錄，從而做到臺站設備的遠程控制。

（3）電力監控系統：分為高壓供電監測、低壓配電監測和UPS 運行監測單元，由各路供配電設備和相關軟件組成。實時監測臺站供配電的狀態及設備的運行情況，包括一／二次回路的電壓、電流及各開關的狀態參量；UPS 不間斷供電；外電異常情況下的自動低壓聯絡；兩路外電異常情況下的發電機自動啟動并正常并網；故障自我診斷及告警；遠程操作各線路供/斷電等。

（4）環境監測系統：分為安保監控和環境監測單元，由臺站安全保衛及環境信息采集監控設備組成。通過對安防、消防、環境信息的統一布防管理，提高臺站的安全性能，同時對信息的記錄存儲更便于隨時查詢。

（5）自動化辦公系統：分為黨政管理、財務管理和視頻會議單元，由相應的辦公自動化及財務管理應用軟件和所需的外圍設備組成。為更好的管理臺站的日常工作，節約成本，臺站相關人員可以通過應用軟件實現黨政行文、人事培訓、財務管理，技術講座，快捷方便的建立目錄和整理裝訂憑證，匯總本單位的報表以及接受相關部門的業務指導，便于上級文件的收閱及辦公文檔的處理。實現群體協同工作，統一辦公規范，提高工作效率。技術維護協助功能由現場視頻會議系統實現。當設備出現異常時，各臺站的反應能力和技術跟進速度會有差異，為了第一時間爭取到最強的技術支持，技術維護支持系統能發揮其強大的優勢。現場視頻會議系統在臺站設備出現較大故障，需要中心或兄弟臺站提供技術協助時，在建立鏈接后可以實現故障的多方會診，以便異地指導設備維護及突發情況的應急處理。設備信息數據庫置圍繞臺站各種設備運行、維護、應急處理等建立全方位信息資料管理檔案，以便隨時調閱查詢，為設備維護管理提供快捷準確而全面的信息支持。

（6）后勤服務系統：各臺站有所差異，大體可分為供暖和供水單元，由相應的供暖和供水設備組成，隨時了解生活所需，科學合理保障臺站職工和設備的后勤所需。

3 網絡系統結構

網絡系統是信息溝通的橋梁，中心到各臺站的主干網采用光纜與微波相結合的方式，通過全省數字微波通信系統，每個臺站用一條E1 數字鏈路與微波系統鏈接，各臺站內部使用交換機在臺站內部各終端間構建局域網。局域網和接入設備組織形成星型網絡結構。智慧臺站網絡架構如圖2 所示:

圖2 智慧臺站網絡架構

4 網絡安全運行及管理

網絡的運行管理是在系統正常運轉情況下，負責網絡中各種數據及流量的分析、路由訪問、網絡調度、負載均衡等整體資源的分配協調、運行監測等管理。臺站系統運行主要依靠臺站控制中心對本臺各系統設備的運行情況進行實時監測控制，智慧臺站管理中心主要通過對各臺站系統運行情況和整體網絡的運行狀態的了解和各臺站運行情況的掌控。

網絡安全關系整個系統的可靠運行，涉及訪問控制、身份認證、數據加密等多個領域。網絡的開放性及黑客的攻擊是造成網絡不安全的根本原因，主要表現為非法入侵、冒充合法用戶、非法授權訪問、破壞數據完整、干擾系統正常運行、向網絡傳播病毒、非法線路偵聽等。如何有效防范存在的安全威脅，所涉及的技術有認證、加密、防火墻、入侵檢測及智能卡等多重防線，需要仔細考慮系統的安全需求，各種安全技術結合才能生成一個高效、通用、安全的網絡系統[1]。

信息化最突出的優勢是效率提高，管理創新和機制創新，綜合實力的增強。通過信息化建設的不斷完善，必將促進無線廣播發射系統由粗放型管理向集約型精細化管理邁進，形成一整套傳輸快捷、覆蓋廣泛、安全可靠、優質高效的現代廣播電視傳輸覆蓋新體系，最終實現科學可持續發展的目標。