廣播電視無線發(fā)射臺(tái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)播出的策略探討

摘要：文章采用資料分析和實(shí)踐調(diào)查的方法對(duì)廣播電視無線發(fā)射臺(tái)的具體利用進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)廣播電視無線發(fā)射臺(tái)是否能夠達(dá)到優(yōu)質(zhì)播出目的，其與多個(gè)環(huán)節(jié)有密切的關(guān)系，比如信號(hào)覆蓋、設(shè)備性能、發(fā)射流程以及安全管理等。所以要積極實(shí)現(xiàn)廣播電視無線發(fā)射臺(tái)優(yōu)質(zhì)播出目的，必須基于具體的環(huán)節(jié)對(duì)相關(guān)的工作內(nèi)容進(jìn)行研究和討論。研究發(fā)現(xiàn)，不管是信號(hào)覆蓋、設(shè)備性能還是發(fā)射流程、安全管理，其均與廣播電視無線發(fā)射臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及應(yīng)用有顯著的關(guān)系，因此要解決問題，實(shí)現(xiàn)發(fā)射臺(tái)的優(yōu)質(zhì)播出目的，需要對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行思考。基于此，文章設(shè)計(jì)了廣播電視無線發(fā)射臺(tái)智能化監(jiān)控系統(tǒng)方案，并對(duì)方案中的具體設(shè)備利用、系統(tǒng)構(gòu)建以及系統(tǒng)功能發(fā)揮等進(jìn)行明確，同時(shí)基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案對(duì)發(fā)射臺(tái)優(yōu)質(zhì)播出的具體策略進(jìn)行總結(jié)，最終得出：要保證廣播電視無線發(fā)射臺(tái)的優(yōu)質(zhì)播出，需要對(duì)信號(hào)發(fā)射、信號(hào)監(jiān)測(cè)以及信號(hào)安全進(jìn)行優(yōu)化。總的來講，無線發(fā)射臺(tái)作為廣播電視信號(hào)傳輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)，其播出的質(zhì)量直接影響到觀眾的收看體驗(yàn)。因此，如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)播出是廣播電視無線發(fā)射臺(tái)亟待解決的問題。此次的研究與分析旨在為實(shí)際問題的解決提供參考與突破點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：無線發(fā)射臺(tái)；廣播電視；優(yōu)質(zhì)播出；策略

中圖分類號(hào)：TN943.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-8883（2024）01-0129-04

一、引言

廣播發(fā)射臺(tái)肩負(fù)著廣播信號(hào)傳輸?shù)年P(guān)鍵任務(wù)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)是確保廣播節(jié)目高質(zhì)量播出的重要手段[1]。全天候、高頻率的廣播發(fā)射工作涉及多個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，為工作人員帶來了一系列挑戰(zhàn)。在噪聲極高的工作環(huán)境下，員工容易疲勞和情緒緊張，可能導(dǎo)致誤操作風(fēng)險(xiǎn)增加，造成節(jié)目中斷或設(shè)備故障。因此，降低員工工作負(fù)擔(dān)對(duì)確保廣播系統(tǒng)順暢運(yùn)行至關(guān)重要。技術(shù)人員能力存在差異，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并快速解決問題，可能會(huì)增加廣播設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備使用壽命縮短并降低節(jié)目播放的質(zhì)量[2]。人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，為構(gòu)建智慧廣播電視系統(tǒng)提供了必要基礎(chǔ)。為確保高質(zhì)量的臺(tái)站信號(hào)傳輸，必須建立一套自動(dòng)化、智能化監(jiān)控系統(tǒng)，最大程度地減少對(duì)人工監(jiān)控模式的依賴，以確保順利播放。如何提升廣播發(fā)射質(zhì)量、監(jiān)測(cè)發(fā)射臺(tái)信號(hào)參數(shù)，以及確保廣播發(fā)射工作的安全可靠性，一直是從業(yè)人員關(guān)注的重點(diǎn)問題，也是廣播領(lǐng)域研究的熱門方向[3]。現(xiàn)今，國內(nèi)外生產(chǎn)的廣播發(fā)射機(jī)普遍采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來自動(dòng)化管理[4]。例如，像哈里斯廣播發(fā)射機(jī)和陜西如意廠生產(chǎn)的廣播發(fā)射機(jī)都依賴微處理器，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的發(fā)射過程控制。

二、智能化廣播電視無線發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

利用人工智能技術(shù)建立了故障識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)綜合了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控廣播發(fā)射臺(tái)系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備，并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)[5]。具體而言，整個(gè)系統(tǒng)包含了主控設(shè)備監(jiān)測(cè)、信號(hào)監(jiān)測(cè)、節(jié)目質(zhì)量監(jiān)控、綜合報(bào)警等多個(gè)環(huán)節(jié)。詳細(xì)架構(gòu)如圖1所示。

（一）主控設(shè)備配置

設(shè)計(jì)無線發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，關(guān)鍵在于合理配置主控設(shè)備并拓展系統(tǒng)功能，以確保發(fā)射臺(tái)的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性[6]。在智能監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)中，主控設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)傳輸效果具有顯著影響。在主控設(shè)備配置的過程中，必須確保監(jiān)控系統(tǒng)具備良好的響應(yīng)速度、信息傳輸能力以及所有模塊的穩(wěn)定性，因此，選擇合適匹配的單片機(jī)作為主控設(shè)備芯片至關(guān)重要[7]。主控設(shè)備的芯片通常需要有多個(gè)數(shù)據(jù)接口，利用 WiFi 技術(shù)來連接多功能串口，讓它們相互連通。在應(yīng)用中，通過模擬或數(shù)字接口與數(shù)據(jù)傳感器連接設(shè)備，并將系統(tǒng)功能編碼錄入主控設(shè)備的閃存，以擴(kuò)展功能[8]。通過模擬/數(shù)字接口以及PHY芯片互相連接，從而連接主控設(shè)備和無線通信等，達(dá)到智能化監(jiān)控目的。

（二）發(fā)射臺(tái)設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為確保廣播信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定和安全，無線發(fā)射臺(tái)分析處理接收的信號(hào)源，并通過站內(nèi)鏈路放大后發(fā)送至發(fā)射機(jī)，觀眾可通過各種終端設(shè)備收看相關(guān)節(jié)目[9]。信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需支持多種信號(hào)源，并使用專用分配器進(jìn)行信號(hào)分發(fā)。系統(tǒng)需要在信號(hào)切換完成后有效檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度，以確保廣播電視節(jié)目的高質(zhì)量播放。目前，大部分智能監(jiān)控系統(tǒng)采用嵌入式信號(hào)監(jiān)測(cè)技術(shù)，適用于多種環(huán)境，并具備強(qiáng)大穩(wěn)定性和多重優(yōu)勢(shì)[10]。嵌入式信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要涉及監(jiān)測(cè)板卡、工業(yè)機(jī)箱等相關(guān)設(shè)備，其中監(jiān)測(cè)板卡采用了DSP+FPGA架構(gòu)，可以與多種計(jì)算機(jī)設(shè)備搭配使用，構(gòu)建的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障告警，并且在出現(xiàn)過電流、過電壓、設(shè)備過熱等狀況時(shí)觸發(fā)自我保護(hù)機(jī)制。

（三）綜合報(bào)警與系統(tǒng)管理

數(shù)據(jù)格式和編碼直接影響廣播電視無線發(fā)射臺(tái)的信號(hào)傳輸效果。對(duì)于發(fā)射臺(tái)站來說，智能監(jiān)控系統(tǒng)至關(guān)重要，因?yàn)樗苯佑绊憦V播電視信號(hào)的傳播穩(wěn)定性以及其他多個(gè)方面[11]。監(jiān)控系統(tǒng)是系統(tǒng)設(shè)置中的重要環(huán)節(jié)，因此，在設(shè)置和管理過程中應(yīng)重視故障監(jiān)測(cè)，不斷提升信號(hào)傳輸穩(wěn)定性和安全性[12]。

三、播出系統(tǒng)硬件系統(tǒng)構(gòu)架

高清數(shù)字電視硬盤播出系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)是兩級(jí)視頻服務(wù)器，利用百兆以太網(wǎng)或者通過千兆光纖網(wǎng)作為系統(tǒng)基礎(chǔ)，結(jié)合各種專業(yè)性音頻設(shè)備共同形成專業(yè)系統(tǒng)[13]。系統(tǒng)內(nèi)部包含多個(gè)子系統(tǒng)，如視音頻和同步子系統(tǒng)等。其核心構(gòu)件為視頻服務(wù)器，以矩陣為中心，并通過兩個(gè)HD-SDI系統(tǒng)運(yùn)行作為內(nèi)部信號(hào)主要處理的相關(guān)視頻服務(wù)器。主備視頻服務(wù)器負(fù)責(zé)主要運(yùn)行功能，一旦主視頻服務(wù)器發(fā)生故障，會(huì)迅速切換為備視頻服務(wù)器，以確保節(jié)目的順利播出。播控機(jī)負(fù)責(zé)過程控制和監(jiān)測(cè)，通過其有效控制，系統(tǒng)信源信號(hào)將按照節(jié)目單的相關(guān)順序播放電視內(nèi)容。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參考圖2。

信號(hào)源中主要涉及公共信號(hào)、延時(shí)直播信號(hào)等多種相關(guān)信號(hào)。通過矩陣實(shí)現(xiàn)所有信號(hào)的集合管理，在試音頻信號(hào)播放機(jī)篩選出適宜的信號(hào)源之后，通過切換臺(tái)方式可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的切換。對(duì)于應(yīng)急開關(guān)來說，若信號(hào)傳輸過程中矩陣、切換臺(tái)存在故障無法正常應(yīng)用，則能夠及時(shí)開啟應(yīng)急開關(guān)，通過應(yīng)急開關(guān)進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)監(jiān)控，在明確信號(hào)狀態(tài)的基礎(chǔ)上，及時(shí)有效判定信號(hào)故障成因[14]。

（一）視音頻子系統(tǒng)

1.灌錄子系統(tǒng)

灌錄系統(tǒng)錄入服務(wù)器在系統(tǒng)中需要進(jìn)行硬盤節(jié)目灌錄上載，能夠?qū)崟r(shí)通過多個(gè)上載通道實(shí)現(xiàn)同時(shí)上載控制。各個(gè)上載通道分別設(shè)置相應(yīng)的錄像機(jī)。利用矩陣能夠使多臺(tái)錄像機(jī)進(jìn)入到相同上載通道內(nèi)，錄入服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)硬盤機(jī)、錄像機(jī)等多臺(tái)設(shè)備以及多個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)同管理，最終實(shí)現(xiàn)素材采集管理。錄入服務(wù)器主要進(jìn)行編碼，若內(nèi)存量相對(duì)較高，則播出過程中可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和播出服務(wù)器間的相互關(guān)聯(lián)。進(jìn)行節(jié)目上載過程中，需要涉及多種人工操作，從而避免大量高頻次操控播出服務(wù)器，提升安全性和穩(wěn)定性。錄入服務(wù)器中相關(guān)節(jié)目能夠利用FTP技術(shù)，將信息上載至播出服務(wù)器，通過此操作能夠增強(qiáng)其穩(wěn)定性和安全性。

2.播控子系統(tǒng)

這種雙重存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的播放控制系統(tǒng)使服務(wù)器功能更專注，有效地增強(qiáng)了播放內(nèi)容的安全性。為確保播放的可靠性，在多個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)有備份方案以應(yīng)對(duì)播放需求。播放素材分為兩層存儲(chǔ)，一層用于節(jié)目錄入，另一層用于實(shí)際播放。兩臺(tái)服務(wù)器相互獨(dú)立運(yùn)行，進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性[15]。

（二）網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)

1.設(shè)計(jì)思路

電視硬盤播放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要將光纖和百兆網(wǎng)整合成局域網(wǎng)。系統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)由中心交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)線構(gòu)成，連接各設(shè)備。中心交換機(jī)包含一個(gè)24端口的百兆交換機(jī)和一個(gè)8端口的千兆光纖交換機(jī)，通過光纖級(jí)聯(lián)連接。光纖連接方面，網(wǎng)關(guān)與千兆交換機(jī)使用了SCSI控制線連接，確立網(wǎng)關(guān)與素材硬盤的聯(lián)系，并建立上傳通道。上層控制通過FTP傳送相應(yīng)指令。

2.二級(jí)灌錄系統(tǒng)

在單頻道系統(tǒng)中，上載階段包括高清灌錄服務(wù)器和高清錄像機(jī)。高清錄像機(jī)在操作過程中負(fù)責(zé)將拍攝的視頻和音頻素材傳輸至高清視頻服務(wù)器。隨后，這些素材通過光纖和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)從二級(jí)硬盤轉(zhuǎn)移到一級(jí)硬盤上進(jìn)行存儲(chǔ)。控制鏈路涉及232轉(zhuǎn)422設(shè)備和多串口服務(wù)器，主要用于向高清視頻服務(wù)器和高清錄像機(jī)發(fā)送操作指令。圖3展示了灌錄系統(tǒng)的控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3.一級(jí)硬盤視音頻播出系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)由網(wǎng)關(guān)、素材硬盤以及若干控制面板等組成。在理解播出網(wǎng)絡(luò)方面，主要涉及三個(gè)關(guān)鍵方面。首先，通過控制機(jī)、服務(wù)器、多串口服務(wù)器等設(shè)備形成相應(yīng)的播出網(wǎng)絡(luò)。其次，可以利用完成素材灌入的硬盤SCSI接口、光纖交換機(jī)，以及播出硬盤等相關(guān)設(shè)備來構(gòu)建播出網(wǎng)絡(luò)。最終，使用控制面板并借助 Q-LINK 通路，這個(gè)通路采用了 Q-LINK 協(xié)議和視頻電纜。同時(shí)，系統(tǒng)還使用了一個(gè)大小為 32x8 的矩陣通信和 QMC 切換臺(tái)。在播出系統(tǒng)中，關(guān)鍵性環(huán)節(jié)是CISCO3500交換機(jī)，能夠通過此交換機(jī)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鏈接并且構(gòu)建出具備星形結(jié)構(gòu)的相應(yīng)封閉性以太網(wǎng)絡(luò)，其中，包含百兆網(wǎng)絡(luò)以及千兆網(wǎng)絡(luò)。利用千兆網(wǎng)絡(luò)能夠傳輸各種規(guī)模電視節(jié)目素材，其中，主要包含千兆交換機(jī)以及相應(yīng)光纜。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部也需要運(yùn)用光纖網(wǎng)絡(luò)，由于硬盤播出系統(tǒng)內(nèi)存在二級(jí)結(jié)構(gòu)，需要將部分視頻素材從一級(jí)傳輸至二級(jí)，在傳輸過程中主要運(yùn)用光纖網(wǎng)絡(luò)。通過多種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)以及素材硬盤之間的相互連接，在實(shí)際應(yīng)用過程中需要通過FTP命令進(jìn)行上傳控制。

（三）同步子系統(tǒng)

系統(tǒng)同步過程中，需要兩個(gè)不同數(shù)字同步機(jī)共同形成黑場信號(hào)，且兩者之間形成相互備份，若倒換器通過監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)主同步機(jī)出現(xiàn)輸出失誤等問題，則能夠通過自動(dòng)倒換轉(zhuǎn)變?yōu)閭渫綑C(jī)。公共區(qū)同步系統(tǒng)主要涉及視頻分配、切換開關(guān)等。在同步信號(hào)的灌注以及播出過程中，都需要通過公共區(qū)來進(jìn)行同步信號(hào)分配，通過視頻分配，能夠?qū)⑿盘?hào)傳遞至相應(yīng)的同步設(shè)備。若同步信號(hào)出現(xiàn)誤差，則會(huì)造成拉條等多種問題。圖4為同步信號(hào)傳遞路徑。

四、廣播電視無線發(fā)射臺(tái)發(fā)射優(yōu)化保障措施

（一）無線電視轉(zhuǎn)播發(fā)射臺(tái)信號(hào)發(fā)射優(yōu)化策略

信號(hào)發(fā)射臺(tái)的信號(hào)能夠直接影響無線電視穩(wěn)定性以及播出質(zhì)量，為了能夠更好地滿足廣電數(shù)字電視發(fā)展的需求，必須合理優(yōu)化無線電視轉(zhuǎn)播發(fā)射臺(tái)，同時(shí)需要結(jié)合當(dāng)前管理機(jī)制。在優(yōu)化信號(hào)傳輸技術(shù)、提升傳輸能力的基礎(chǔ)上，積極開展應(yīng)急響應(yīng)管理。數(shù)字電視和傳統(tǒng)閉路電視有所不同，具有更高的清晰度和能夠獲得更多電視臺(tái)信號(hào)等優(yōu)勢(shì)，可以為電視觀眾提供多樣化收看體驗(yàn)。發(fā)射臺(tái)信號(hào)傳輸方案、發(fā)射設(shè)備應(yīng)得到一定升級(jí)和發(fā)展，首先需要注重?cái)?shù)字化發(fā)展理念，在傳統(tǒng)設(shè)備的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代化模擬設(shè)備開展大規(guī)模設(shè)備改造和優(yōu)化升級(jí)。

（二）無線電視轉(zhuǎn)播發(fā)射臺(tái)信號(hào)監(jiān)測(cè)安全優(yōu)化

從無線電視信號(hào)播放角度來說，信號(hào)發(fā)射安全性以及有效性尤為重要。相關(guān)部門需要實(shí)時(shí)開展信號(hào)監(jiān)測(cè)，確保電視節(jié)目順利播出，不斷優(yōu)化使當(dāng)前廣播電視監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)更具全面性。在信息化建設(shè)的過程中，電視節(jié)目類型越來越多，對(duì)信號(hào)傳輸?shù)男枨笠苍诓粩嗵岣摺Ｋ裕仨毦C合性監(jiān)測(cè)各類發(fā)射信號(hào)，從而切實(shí)保障無線電視播放質(zhì)量以及信號(hào)傳輸質(zhì)量。在對(duì)前端信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的過程中，需要結(jié)合衛(wèi)星系統(tǒng)共同設(shè)置安全監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。

五、結(jié)語

通過本文提出的廣播電視無線發(fā)射臺(tái)智能化監(jiān)控系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，分析了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量播出的效果，目前廣播電視無線發(fā)射臺(tái)站監(jiān)管工作將此作為重要關(guān)注點(diǎn)。以下結(jié)論總結(jié)了這項(xiàng)工作的實(shí)施效果。

第一，結(jié)合廣播電視無線發(fā)射過程中發(fā)射臺(tái)信號(hào)受到嚴(yán)重干擾、圖像音質(zhì)下降等問題，進(jìn)一步提出構(gòu)建智能化、自動(dòng)化的監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)包括主控設(shè)備配置、自動(dòng)化機(jī)房監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)節(jié)目畫面質(zhì)量智能監(jiān)控系統(tǒng)、綜合報(bào)警與系統(tǒng)管理及播出系統(tǒng)硬件系統(tǒng)構(gòu)架。

第二，高清數(shù)字電視的硬盤播出系統(tǒng)涉及兩級(jí)視頻服務(wù)器。這些服務(wù)器利用百兆以太網(wǎng)和千兆光纖網(wǎng)，與各種專業(yè)視音頻設(shè)備相結(jié)合，打造了一個(gè)高水準(zhǔn)的專業(yè)系統(tǒng)。

第三，為實(shí)現(xiàn)廣播電視節(jié)目的優(yōu)質(zhì)播出，提出廣播電視無線發(fā)射臺(tái)發(fā)射優(yōu)化保障措施，包括無線電視轉(zhuǎn)播發(fā)射臺(tái)信號(hào)發(fā)射的優(yōu)化策略，無線電視轉(zhuǎn)播發(fā)射臺(tái)信號(hào)監(jiān)測(cè)的安全優(yōu)化，無線電視轉(zhuǎn)播發(fā)射臺(tái)優(yōu)質(zhì)播出的安全優(yōu)化策略。

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作者簡介 付芳，副高級(jí)工程師，研究方向 ：廣播電視工程。