基于IP 微波链路的智慧台站架构设计

赵满心

（甘肃省广播电视局，甘肃 兰州 730000）

2018 年11 月，国家广播电视总局印发了《关于促进智慧广电发展的指导意见》，提出力争3～5年时间广播电视在内容制作、分发传播、用户服务、技术支撑、生态建设以及运行管理等方面的智慧化协同推进，智慧广电发展的广度、深度显著增强，智慧广电发展取得突破性进展，广播电视在国家数字经济总体战略中的地位作用进一步凸显。智慧广电发展的重要任务之一就是要加快智慧广电传播系统建设，构建高速、泛在、智慧、安全的新型综合广播电视传播覆盖体系，统筹无线广播电视数字化与通信技术融合演进、协同创新发展。无线广播发射台站作为分发传播环节的重要组成部分，智慧台站的建设也刻不容缓，发射台站自身信息网络建设已逐步成为台站综合管理的重要任务。为了更好地推进我国无线广播电视节目数字化、网络化的发展，实现集约化管理，形成我省无线广播发射台站技术维护的整体合力，保障安全播出综合管理的高效运转，围绕信息传输不及时、流通不对称、技术资源不共享等一系列制约台站管理的重要难题，构想通过现有的微波网络，架构联通全省14 个市州31 个发射台站的无线网络链路，搭载配套一个数字化、网络化、智能化的综合业务处理平台，实现管理中心与台站间信息及业务数据的快速互联互通，达到日常工作运行有序、突发情况快捷反应、故障处理准确迅速的总体要求。

1 总体规划

甘肃省地处黄土高原、内蒙高原与青藏高原交汇地区，深居内陆，地形狭长，地理条件复杂多样，山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁错落分布，给各台站间有线链路的敷设造成了极大的困难，所以考虑利用全省微波传输线路做主干网，微波与光缆结合，在无线传输中心架设服务器，通过微波首台与龙尾山到尖山的主干路，以尖山为枢纽分别向东、南、西、北四个方向覆盖，面向全省14 个市州的各个台站，组成一个跨地域的虚拟专用网络。

2 系统结构及功能

智慧台站业务管理系统的建设结合甘肃省台站分布和具体现状，以台站内部网络为基础环境，各服务器、数据采集器及客户端等硬件平台结合各应用软件，通过内部交换机实现台站内部的融合联通。内网架构如图1 所示：

图1 发射台内网架构

智慧台站内网系统构成分别由播出信号监测、设备运行监控、电力监控、环境监测、自动化办公、后勤保障服务等系统组成。

（1）播出信号监控系统：分为信号源监控、开路信号监测和信号切换单元，由各音视频处理设备及切换控制设备及音视频解调设备组成。对每部发射机的信源输入进行统一的管理，根据要求实时监测、评估、判别各通道间信源幅值、时差等性能参数，一旦主用信源异常，立即切换到最优的信源输出，从而实现对节目源的合理配置。

（2）设备运行监控系统：分为主备机倒换、发射机运行监测及应急广播单元，由数据采集器、倒换控制器等组成。对发射机的相关参数进行实时采集、监测及控制，根据发射机所提供的通讯接口协议，实现其相应的模拟量状态采集、控制量输出，通过调整总线管理器将数据汇总到数据处理服务器；对每项参数进行相应判断评估，依据设定数值完成对超限参数的对应告警处理，并将操作指令下传到发射机控制单元，执行相应操作。接受上位机的轮询，向上位机传递设备参数和工作状态信息。其中发射机远程管控是业务管理系统的核心部分，用于网内全地域实时监控管理发射机运行及周边设备的工作状态。客户端通过相关软件平台，实现发射机的远程操控及数据信息的收集、查询、存储，自动生成相关的数据报表及故障记录，从而做到台站设备的远程控制。

（3）电力监控系统：分为高压供电监测、低压配电监测和UPS 运行监测单元，由各路供配电设备和相关软件组成。实时监测台站供配电的状态及设备的运行情况，包括一／二次回路的电压、电流及各开关的状态参量；UPS 不间断供电；外电异常情况下的自动低压联络；两路外电异常情况下的发电机自动启动并正常并网；故障自我诊断及告警；远程操作各线路供/断电等。

（4）环境监测系统：分为安保监控和环境监测单元，由台站安全保卫及环境信息采集监控设备组成。通过对安防、消防、环境信息的统一布防管理，提高台站的安全性能，同时对信息的记录存储更便于随时查询。

（5）自动化办公系统：分为党政管理、财务管理和视频会议单元，由相应的办公自动化及财务管理应用软件和所需的外围设备组成。为更好的管理台站的日常工作，节约成本，台站相关人员可以通过应用软件实现党政行文、人事培训、财务管理，技术讲座，快捷方便的建立目录和整理装订凭证，汇总本单位的报表以及接受相关部门的业务指导，便于上级文件的收阅及办公文档的处理。实现群体协同工作，统一办公规范，提高工作效率。技术维护协助功能由现场视频会议系统实现。当设备出现异常时，各台站的反应能力和技术跟进速度会有差异，为了第一时间争取到最强的技术支持，技术维护支持系统能发挥其强大的优势。现场视频会议系统在台站设备出现较大故障，需要中心或兄弟台站提供技术协助时，在建立链接后可以实现故障的多方会诊，以便异地指导设备维护及突发情况的应急处理。设备信息数据库置围绕台站各种设备运行、维护、应急处理等建立全方位信息资料管理档案，以便随时调阅查询，为设备维护管理提供快捷准确而全面的信息支持。

（6）后勤服务系统：各台站有所差异，大体可分为供暖和供水单元，由相应的供暖和供水设备组成，随时了解生活所需，科学合理保障台站职工和设备的后勤所需。

3 网络系统结构

网络系统是信息沟通的桥梁，中心到各台站的主干网采用光缆与微波相结合的方式，通过全省数字微波通信系统，每个台站用一条E1 数字链路与微波系统链接，各台站内部使用交换机在台站内部各终端间构建局域网。局域网和接入设备组织形成星型网络结构。智慧台站网络架构如图2 所示:

图2 智慧台站网络架构

4 网络安全运行及管理

网络的运行管理是在系统正常运转情况下，负责网络中各种数据及流量的分析、路由访问、网络调度、负载均衡等整体资源的分配协调、运行监测等管理。台站系统运行主要依靠台站控制中心对本台各系统设备的运行情况进行实时监测控制，智慧台站管理中心主要通过对各台站系统运行情况和整体网络的运行状态的了解和各台站运行情况的掌控。

网络安全关系整个系统的可靠运行，涉及访问控制、身份认证、数据加密等多个领域。网络的开放性及黑客的攻击是造成网络不安全的根本原因，主要表现为非法入侵、冒充合法用户、非法授权访问、破坏数据完整、干扰系统正常运行、向网络传播病毒、非法线路侦听等。如何有效防范存在的安全威胁，所涉及的技术有认证、加密、防火墙、入侵检测及智能卡等多重防线，需要仔细考虑系统的安全需求，各种安全技术结合才能生成一个高效、通用、安全的网络系统[1]。

信息化最突出的优势是效率提高，管理创新和机制创新，综合实力的增强。通过信息化建设的不断完善，必将促进无线广播发射系统由粗放型管理向集约型精细化管理迈进，形成一整套传输快捷、覆盖广泛、安全可靠、优质高效的现代广播电视传输覆盖新体系，最终实现科学可持续发展的目标。