广播电视无线发射数字化机房规划改造

吴 杰

常州市金坛区广播电视台 江苏省 常州市213200

常州市金坛区广播电视台原广播电视发射机房为砖混结构楼房，使用年数较久，不利于安全生产和发射播出。经台党委会讨论通过工程立项，通过1个月时间，对新机房先期进行装修改造，然后规划调整原机房搬迁至框架结构的大楼内，完成播控设备的安装调试和运行。经向上级主管部门申请机房搬迁，批复同意后按预定计划，分步进行原机房的天馈测试、馈线拆迁、发射机搬迁、新机房发射机定位、硬馈连接、新系统测试等步骤，顺利完成机房搬迁和系统转换。整个项目工程为常州市金坛区广播电视台自主设计、自主安装、自主调试，并投入运行正常使用。

1 机房工艺布局设计

由于现有大楼的历史建设原因，我台规划的新机房比原机房空间缩小。通常情况下，小机房换大机房比较容易，而大机房换小机房却会遇到很多困难。诸多问题需要慎重规划考虑，例如房屋楼层承重，设备布局摆放，狭小空间对人员的影响，发射机噪音严重等问题。针对上述情况，我们做了以下设计考虑，其布局如图1所示。

1.1 外侧凉台设计

封闭外侧凉台，有效增加了房屋面积，同时因为承重考虑，不摆放设备，仅用于人员通道通行。

1.2 控制室设计

采用玻璃墙隔断划出控制室，优点是值机员视觉宽阔，透视感良好，观察机器运行也更为方便。同时也带来了隔音问题，所以控制室与机房采用10mm的双层玻璃，并且中间留有空隙，以增强隔音能力。在侧面则巧妙利用机房、过道和控制室三面形成的自然声闸，因此控制室侧面采用单层玻璃就能满足隔音效果。

1.3前端设备布局

将前端设备从控制室摆放至发射机房内，不仅解决控制室面积狭小、摆放困难的问题，还解决了前端设备因风扇产生的噪音问题，让控制室更加安静，而控制室采用的移动玻璃门也增加了空间感。

1.4 发射机布局

由于早期大楼的房屋建设没有按照发射机房的承重设计，考虑到部分发射机重量会达到400公斤，所以分成两排摆放平分承重。将发射机依次排列在承重柱和梁上，同时也满足了设备之间的散热通风和日常维护考虑。

1.5 线缆桥架设计

机房采用上走线方式，线缆桥架按圈梁的方向呈“日”字形固定在梁上，强弱电分离，走线美观，地面无线槽，有利于小机房摆放多设备的现状。

1.6 控制室设计

控制室电视墙采用3台40寸电视屏，采取吊挂方式和多画面显示，有效节省了空间，给值机人员最大程度的活动范围，减少视觉疲劳。

图1机房布局示意图

2 数字化规划设计

常州市金坛区广播电视台当前的发射信号主要有电视DS-12频道（本地）、电视DS-7频道（CCTV-1）、广播FM89MHz（本地）、广播FM106.7MHz（中国之声）、移动电视CMMB，另外还要输送城区广播信号。其中，本地广播电视信号是从距离4km外的广电中心大楼通过光纤传输到发射机房。发射机房系统结构如图2所示。

由于当前发射仍为模拟信号，从系统复杂程度和项目投资来看，采用模拟系统更加简单合适，但这种系统架构在今后数字化方向发展中会逐步被淘汰，造成设备投资上的浪费。所以本着利用率和节约的角度最大化考虑，尽量推行数字化和高标清兼容，力争推进数字化到系统最末端。

2.1 主要设备选型

重视设备选型，主要设备均为国内外知名品牌，或通过广电总局设备入网认证，只有单机设备符合广电技术标准，系统指标才能有保障。

2.1.1 数字光端机

采用了波分复用方式，通过1根光纤同时传送1路HD/SDSDI数字信号和1路模拟AV信号（音频是2路）。由于目前广播仍采用模拟信号传送节目，所以光端机2路模拟音频用于广播信号传输。为满足上以上要求，选择了丞播CSAV-HD，该设备支持高标清兼容。

2.1.2 数字解调器

卫星信号和数字电视信号接收均采用了PBI数字解调器，型号分别为DCH-4000P-43S和DCH-4000P-43C，该设备能够提供大卡解密和SDI数字输出端口。

2.1.3 数字切换器、矩阵

数字切换器和数字矩阵分别选用了天虹VTS301D和科迪Kd7200-808。

2.1.4 数字监视器

图2系统示意图

监视器分别选用了2台瑞鸽机架式TLS430HD-4四联屏高清监视器和2台瑞鸽分体式TL2000HD-SEA高清监视器。选择四联屏监视器可以有效节省控制台空间，同时方便监视显示信号源、切换信号和无线接收信号的质量情况，而TL2000HD-SEA带有波形和矢量显示功能，通过矩阵可以对任意一路信号进行质量监测。

2.1.5 数字/模拟转换器

数模转换器选用科迪Kd6800系统，该设备采用模块化形式，安全可靠，更换维修方便。

2.1.6 智能立体声切换器

立体声切换器选用双菱SLAS-04BD/SD，该设备带有AES/EBU端口，为模拟数字两用型，便于今后升级到数字音频系统。

2.2 数字切换的优点

2.2.1 信号质量明显提高

模拟切换会因设备原因产生信号衰减，导致图像质量下降，而数字切换只要信号的误码率未接近极限状态则图像质量就大体不变，从而提升信号质量。

2.2.2 减少连接线

由于数字信号嵌入音频，所以只需要视频线，不用音频线，所以连接线的使用数量比模拟方式少，系统结构简洁明了。

2.2.3 避免信号干扰

模拟切换受公共接地影响较大，如果接地电阻不佳、不达标，就会产生因为输入输出信号相互回流而导致的干扰，音频信号还容易产生交流声，而这些问题在数字切换和数字矩阵切换中就不会出现。

2.2.4 数字化监测监视

使用数字监视器便于监测数字信号的视频幅度和矢量，及嵌入音频的音量。

2.2.5 后期维护升级

今后如果更换数字发射机，则无需再对播控系统进行额外升级改造，为今后更换数字发射奠定基础。

2.3 数字系统的注意事项

由于SD-SDI信号的码流达到270Mbps，而此频带又落到了电视DS-1到DS-12频道及调频广播频段内，发射机的载波很容易干扰到SDI信号，导致信号传输异常。所以SDI线材必须选用双层屏蔽数字线，并且做好线路的阻抗匹配，选择带时钟恢复的设备，以提高系统抗衰减和抗干扰能力。

3 系统特色功能

3.1 安全播出规划设计

所有前端信号源设备均配置主备路和双链路，切换器前后设有跳线。其中本地广播电视信号采用不同路由的光纤传输，以提高传输的安全性。对于转播电视CCTV-1和中国之声的中央台信号，则分别通过数字电视和卫星信号互为备份，其切换设备均采用具有智能自动处理能力的应急切换器，并配有跳线盘以备特殊情况下对信号进行直跳处理。此外，前端设备机柜和控制台设备还配置了不少于60分钟的UPS不间断电源，以防突发停电事故。

3.2 监视监听全方位

3.2.1 电视信号监视监听

控制台上的监视器可以对任意一路输入、输出和接收信号进行对比显示，其中2台TL2000HD-SEA标准监视器还能对信号的输出幅度和矢量情况进行显示，为值机人员对画面质量提供判断依据，并且监视器含有嵌入音频显示功能，方便值机人员观察信号的音量高低。此外，通过吊挂的大屏监视器多画面显示功能，便于值机员从各种角度监视监看。

3.2.2 广播信号监视监听

除了音频切换器和调音台上的电平表对各路音频输入、输出信号显示外，还增加了1台百灵达RX1602机架式线路调音台，对各路信号进行选择性监听和混合监听，让值机员准确掌握播出节目的声音质量。另外，通过DGN-16D视音频监测器，把所有输入输出信号在大屏显示器上进行对比显示，这种把声音信号转化为图像信号的形式，更便于值机员发现问题和解决问题。

3.2.3 发射机的监视监控

利用计算机并通过吊挂的大屏监视器对发射机工作状态进行实时跟综，准确了解发射机的运行状态。另外使用了8通道硬盘录像机对发射机工作情况进行监控录像，同时也对广播信号和电视信号进行了录制，为事后的技术分析提供依据。

3.3 远程监视

由于发射机房内的接收信号场强比较高，有时难以准确判断发射机和天馈系统的工作状态，所以系统专门设计了远程监视功能，利用光缆把距离发射机房几公里外的广播电视接收信号回传到机房，让值机员更加准确了解发射机和天馈系统真实的运行情况，以防误判。

4 系统技术标准

系统主要的选型设备全部采用符合广播电视甲级标准器材，接入系统后经测试均符合广播电视甲级标准水平，其标准主要依据GY/T 107-92《电视中心播控系统维护规程》、GYT 165-2000《电视中心播控系统数字播出通路技术指标和测量方法》、GY/T 126-1995《广播中心录制系统维护规程》、GY/T 177-2001《电视发射机技术要求及测量方法》、《米波调频广播发射机技术要求及测量方法》、GB 12365-90《广播电视短程光缆传输技术参数》。

5 系统切换和运行

机房搬迁前做了大量的准备工作和详细的搬迁预案，所以新旧系统采用了直接切换的方式，而且做到了一次性成功。系统经过一年多的使用，稳定可靠，性能优良，维修维护方便，其操作和监视比原来更为方便，播出信号有了质的提高，得到了值机人员和广大受众的认可。另外，该系统按高标准的电气和防火要求进行设计，能承受7×24小时连续工作，并且能做到无人值守运行。

结束语

小机房多功能的问题得以解决。由于新机房只有原来机房面积的70%，并有2根钢筋水泥立柱在房间内，给系统布局和工艺设计带来困难。

模拟发射机体现数字化。虽然发射是模拟的，但信号从传输到切换都力争做到数字化，其设备基本采用了高标清兼容器材，以便今后向数字高清平稳过渡；数字信号延伸到发射机前端才做D/A数模转换，最大能力把数字化推行到最末端。

完善监测、监视监听和发射机监控。不仅采用了贯例的机房监视监听，而且还通过光纤传输的方式，把远地接收信号回传过来，准确掌握了发射机的运行情况和发射效果。