基于PC控制的N+1发射机切换系统

高明会

安徽广播电视台 安徽省 合肥市 230066

引 言

为保证广播电视安全播出，降低停播率，经常通过配置备机和相关的同轴切换开关、信号源切换控制器来实现备份。现常见切换系统一是1+1 备份，相对连接操作简单但成本较高；二是N+1备份系统，即一台备机为多台设备备份，这种方案成本较低，但常见系统相关连接操作比较复杂，智能化程度较低，特别是切换调试通过硬件实现，调试较为复杂。本文提出一种基于PC 软件控制的N+1 自动数字电视发射机主备切换系统，可以弥补以上缺陷。通过PC 与N+1 控制单元通讯，实现多种参数较为便捷的设置，包括切换方式以及多台发射机地址设定和识别等。同时控制软件通过与输入码流切换器通讯也能较为可靠同步实现信源输入的自动切换，并且有多种切换模式可以设定，方便不同使用场景。

1 N+1切换系统原理

1.1 N+1切换系统组成

N+1切换系统由N+1 切换器、码流分配器、码流切换器、主发射机（N 台）、备发射机（1台）、同轴开关、多工器以及发射天线、假负载组成。切换设备可以直接安装在发射机机柜上的空余机架上，同轴开关在每台主发射机顶部均安装1台，进行射频输出切换使用，假负载接入到切换系统中是方便维修故障设备或测试发射机时使用。

1.2 N+1切换系统原理框图

工作原理：如图1所示，假设发射机2 出现故障，首先N+1 切换控制器会自动检测到发射机2输出故障并关闭发射机2 的射频输出，然后控制发射机2 顶部同轴开关进行转动切换，将发射机2射频输出切换到假负载，将备机射频输出由原连接假负载转动到多工器输入（如果后面无多工器，直接切换到天馈输入端口），完成了硬件连接的自动切换；N+1 切换控制器与备份发射机激励器也有通讯，会同步将备机激励器输出频率自动调整到发射机2 使用频率；同轴开关切换同时TS码流切换器收到N+1 控制器信号同步进行信源切换，直接将TS 码流分配器输出到发射机2 的对应信号输入到备机信号输入端。

图1 N+1切换系统原理框图

2 PC控制软件

为方便客户在进行参数设置和发射机输出功率检测切换具体值，可以通过电脑连接N+1 控制器的通讯口登录管理界面进行设置。

2.1 软件设置界面

管理界面设置，如图2、图3、图4所示，包括：主发射机和备发射机设置界面、发射机地址以及切换相关参数的具体阀值设定。

2.2 软件主要设置功能

发射机状态：显示当前工作中的发射机工作状态，包括：发射机名称、输出端连接位置、输出功率、开关机状态、运行状态。

设备单元状态：“主网口和备网口”是切换器和备机的通信状态，两个网口的功能相同，互为主备。“码流切换”是码流切换器和N+1 切换之间通信状态。

图2 主发射机软件设置界面

图3 主发射机软件设置主要参数

图4 备发射机软件设置界面

状态和控制：显示发射机的工作状态，可以对发射机进行开关机、天线与负载切换、启用/停止切换的控制。

基本参数设置：设置发射机名称及IP 地址。

运行方式：显示切换系统的运行方式，自动和手动。

天线到位等待时间：在这个时间内同轴开关没有切换到位，系统就不进行切换。

结 束 语

通过这种N+1 切换系统的实际使用满足了台站安全播出的需要，特别是通过PC 网页端软件参数设置，可根据不同使用需求随时进行参数设定调整。同时，切换系统通过PC 软件设置主备发射机切换参数，降低了对台站使用人员的技术难度要求，使得维护操作更加简单快捷。2014年以来，笔者单位相继在五个发射台站建设了4+1 切换系统，降低了投资成本，提高了安全播出水平。该软件是发射机厂家根据单位使用需求开发，笔者单位也根据自己实际使用需求向厂家提出一些完善改进建议，如手自动的随时任意切换，以便于紧急情况手动切换，还有设备切换过程中对发射机输出功率的二次确认等，以便更好地保证大功率设备切换过程中的安全可靠。