广播电视信号监测系统在高山发射台站设计和 应用探讨

河南广播电视台102台：张慧茹

高山无线发射台可以对电视信号在多个系统网络的作用下实现传播，其中可以借助于卫星系统、微波传输系统、广电网络系统和互联网等，也可以实现对信号的接收，将其信号经过调制之后进行转化为所需要的信号进行转播，对于转化的信号进行一定区域的覆盖，在这个过程当中包含多个环节，比如解调，切换，调制以及发射等。由于复杂的步骤，因此在信号发生故障的情况下，需要及时进行故障判断，实现对广播电视信号的预警和监测，以此来保证电视广播节目的安全播出。

1.广播电视信号监测系统在高山发射台站设计要求

在对广播电视信号的节目监测的过程当中，需要实现多方面的监测。在高山发射台站的设计当中，由于其发射台都建立在深山当中，其光纤的架设费用方面相对较高，因此被采集的数据需要借助广电的微波专网来将其数据进行回传到微波中心当中，对于其接收到的信号当中所包含的数据实现集中化的管理，经过转换之后得以进行展示，以此来实现对数据的可视化展现。借助于各个台站当中所安装的适配装置设备来实现对台站的监控，完成台站内部的对接和数据采集。对于各个台站的信号状态指标也需要在中心进行集中化的监管和分析，经过对每一个台站的排班情况进行掌握了解集中查看，翻看历史的值班情况，中心和每一个台站之间所建立起的沟通交流主要是进行相关指令的下发和时间的上传；与此同时，在广播电视节目所产生的数据信息当中，需要将其数据进行上传至数据管理中心实现对数据的集中化管理控制。对于数据的传输需要借助于专网通道，来实现对所有的台站信号状态进行监控。在高山无线发射台的节目转播当中，其播出系统需要实现信号的接收和调节、切换，最终发送到用户端进行数据接收，其中出现的故障需要作出及时的判断和解决。针对于播出的广播电视信号来说，需要做到及时监测报警、指标测量，以此来为高山无线发射台的安全播出提供出重要的保障前提条件。

其次，在大屏显示系统方面需要对数据做出及时的监听和查看，以此来满足工作人员对于广播电视系统的监听全面的要求。针对于大屏显示系统技术当中包含了多个方面的要求，其中比如显示器分辨率、显示画面在支持方面需要有要求，分别为1920×1080、4：3或者16：9的格式。在不同的画面当中可以进行音量的监视和信号源的标记，在画面当中可以根据需要来进行音量大小的控制。对于节目调频来说，可以进行节目左右声道的模式切换，将其一系列的信号量来展示在电视屏幕当中，比如平均值、谷值等。另外，对于画面当中的显示部分，可以进行节目名称、台名的显示，对于屏幕自身存在的灼烧问题可以进行标题栏底色的调节，根据对应的需求来进行个性化的设定。

另外，在广播的实时报警功能方面，可以对无载波停播和无音视频停播系统进行监测和报警，其中的“新增频率报警功能”可以对其自动监测进行相关的实现，记录其对应的技术指标。在调频广播当中包含着载波电平和调制度；电视本身具备监控报警以及彩条报警灯功能，可以借助于对监控记录的实时查看来对节目指标进行清晰的显示，对于数据中心来说需要实现对数据的接受和处理，进行数据的监测。在这个过程当中，其编码录制的功能和信息储备的功能可以实现对广播信号上传至数据中心进行监测和存储。对于节目的播出可以进行个性化的设定和修改，在操作的过程当中可以利用灵活的通道调整来实现调整。

2.调频广播信号监测途径

在发射台的调频广播信号进行监测的过程当中，可以借助于多个方面来进行监测，在本文当中主要分为以下几个方面来进行监测分析：

首先，在发射机的射频耦合方面，每一个射频机都可以借助于射频耦合输出口来对其射频信号做出监测，针对于耦合输出信号可以和调频广播解调器进行结合，利用解调器对节目信号进行完整性监测。如果监测得出的信号比较稳定，则信号不容易受到外界的干扰，但是利用此种方式进行监测具有一定的缺点，对于调频广播来说发射机的备机不是每部都有，如果主机出现故障的时候，对应的开设其备用机器，因此对于频率的射频信号就产生了无法监测的现象，对于备用机来说，如果在同轴开关之后没有出现耦合口的现象，因此需要对倒换备机后进行监听监测，就需要对监测的线路进行及时的调整。利用此种监测方式对于其整个发射系统的情况不能完全的反映，其中的多工器和天馈系统出现故障的时候有可能对其判断不出。针对每部发射机来说，其前级激励器功率均不相同，需要1W以下到20w以上都有可能，激励器的大功率输出很有可能对于末级功放功能造成故障，因此造成耦合状态下实现射频信号的生成，从而造成播出事故。

其次，对于近场区接收来说，在发射区域当中进行开路接收天线的安装，可以借助于天线系统实现射频信号的输送至调频广播解调器当中，以此来实现对发射的节目信号进行有效监测。利用此种方式下的接收系统相对简单，需要一根天线就可以在分配之后实现各自解调器的输送。但是利用此种方式的缺点为在大多数的数调频发射台位置当中都属于海拔较高的区域，在同频广播的作用下，很容易造成发射台近场区对于外地的同频和干扰信号的接受，对于发生的故障判断也会造成一定程度的影响，造成播出事故的概率增加。

另外，在远场区接受方面，需要找到一个电磁环境相对较好的地方来有效的屏蔽干扰信号和同频信号，一般情况下在20km以内的地方或者地势低洼的地方都可以朝着发射塔进行接收天线的架设，在监控机房当中实现对信号的接收。在这个过程当中可以分为两种传输模式进行传输，如图1所示。

图1：远场接收的两种模式传输示意对比图

在图1当中，在模式一当中，有线电视的光纤调制器可以对射频信号进行接收，借助于光纤传输将信号发送到发射台区域内部，利用有线电视的光线调制器来实现对射频信号的解调，最后将其输送到调频广播解调器当中。在模式二当中，需要借助于天线系统来对接收到的射频信号输送到调频广播解调器当中实现音频信号的解析，利用音频光纤的调制器来对信号进行转化之后借助于光纤的方式将信号传输至发射台区域部分，借助于音频光线解调器来调解出音频信号，最后将其输送到音频监测工控机当中。在此种方式下，进行信号的远程监测，以此来对多个设备的工作状态来进行最大限度的反映，比如发射机、多工器、天馈线等，对于其外地台站发射的同频或干扰信号可以进行有效的排除，最终实现播出事故的有效减少。利用此种方式下，其结构以及组成相对的射频耦合和近场接收这两种方式是较为复杂的。对于第一种模式可以实现远程接受射频信号，经过二次的调制和解调下，进行节目信号的干扰，但是不会产生影响真实节目信号质量的问题。

3.广播电视信号监测系统在高山发射台站应用

电视信号的监测系统在具体的使用过程当中，需要实现对播出信号的实时监测和录制报警。对于电视信号来说，信号监测系统可以对广播电视节目信号发射各个环节的运行状态做出分析和掌握。借助于视频和音频的状态来对广播信号当中存在的问题进行及时的判断。在实际的判断过程当中，在信号源接收机和卫星天线等的帮助下来进行信号故障的判断和查找，对于发射机当中可能存在的故障问题可以借助于无载波来进行精准化判断，在不同的时间段内所出现的载波电平来说，可以对天馈系统实际运行状态做出分析。如果载波电平波动幅度相对较大的时候需要对其天馈系统实现全面的监测，以此来对于其振子进水和功分器等方面的故障做出第一时间的排除和监测。

另外，针对于广播电视信号系统的应用方面有效的提升其发射台的工作效率和节目的安全性，借助于不同地方的报警类型可以实现对对应故障的精准查找，对于故障做出及时的排查，有效的减轻了工作人员的任务，提供了安全播出的基础保障。

在本文当中主要对某省份的广播电视高山发射传输台站进行研究，该地区地域分布较广且海拔相对较高，环境恶劣，在维护方面没有做到及时的维护和保养，加上其他方面的综合化因素影响，其广播电视的发射传输在安全播出管理方面形成了一定的困难。根据所处地区的实际情况来进行广播电视高山台站信号监测管理系统的设计和建设，以此来保证广播电视台的传输安全播出。

在该系统的总体方案当中，存在9个省直属的台站，对于数据信息来说利用多个方面的形式进行监测，需要实现工作状态实时回传至中心机房当中，根据其监测管理的需求需要对其8个台站的任意节目信号根据需求来实现被动的调取，实现显示回传，在回传的数据显示方面，主要是存在于微波链路当中，在带宽的划分方面处于4M到6M的范围内。

在技术方案当中，首先，需要实现台站信号的采集，现阶段当中的9个台站都建设了自有的监控监测系统，根据不同的厂家来实现各自的原始数据的相关采集工作，还需要和其9个台站的已有系统来对接，以此来达成统一监管的目标。对于每一个台站来说，需要对原本存在的监控系统进行梳理分析，以此来对其中存在的告警信息及节目源信息进行确定，实现原系统的兼容，对于设备的工作状态、告警以及节目多画面TS流的功能都可以实现具体情况的提取。其次，需要对台站的信号进行回传，在这个过程当中需要借助于回传服务器来对中心平台的口令进行接收，在实际的信息和TS流流的转发过程当中需要将回传的信息和TS流信息按照统一的格式来实现重新区分和分析以及封装，以此来实现和中心平台的协议互通现象。另外，在中心平台的功能当中，需要远程监管平台来实现对9个台站所播出的信号以及设备运行状态、电力情况以及机房环境的安全防范措施实现远程的监测和管理，这个功能当中具备运行异态实时报警、监测数据自动记录以及网络化传输调度管理统计的功能。在这个过程当中，对于多画主机的默认显示来说，其下属的台站属于多画的拼接画面，也可以实现对轮询规则的设置，对于各个台站对应的节目内容需要按照一定的规则进行轮回传输显示，在节目播出的过程当中如果需要对某一路画面进行确认，需要将此路音频或者视频的数据流输送至指定的中心来实现监控的查看，每一个屏幕可以实现对一个台站或者多个台站的实时监测。在音频当中，一般兜里有动态柱形图的方式来实现图像的叠加，可以对音频视频的信号质量、异态及定制录像的功能进行判断和分析。系统本身可以对在传输过程当中产生的视音频丢失、视频图像质量变化的现象进行自动化的报警，对于监视器当中实现报警的视频图像进行显示，在这个过程当中扬声器也会对对应的音频进行播放，利用多画面的形式来实现集中化的监视处理。

在通信网络方面，该地区的数字微波电路实现了IP化，在整体的微波链路当中，中心平台内部包含着网络管理方面的配置，配备了PNMSJ网管来实现对全网当中3000S微波、5000S微波设备的集中监控，利用EM2000来对全网C-NodeMSTP设备的集中监控。针对IP化改造完毕之后，该地区的9个高山台站之间实现了IP化的SDH数字微波通信链路的建设，实现了中心平台与高山台站、高山台站与高山台站之间的互联互通。高山台站之间的监测信号在进行回传系统的过程当中主要借助于ip透明传输的特点实现通信。如果其通道当中所具备的业务种类相对较多，则需要考虑其网络带宽问题，也可以对广播电视信号的保护措施进行考虑，在进行信号监测回传业务方面可以借助于VLAN的方式来实现和其他业务的交互划分。针对于不同的业务，也需要利用VLAN来进行机型的区分，以此来确保广播电视信号数据传输过程当中的安全程度，在VLAN信号的传输可以利用Trunk口和微波分复接设备来实现有效连接，对于各项业务也可以起到一个隔离作用。在通信链路方面主要是借助于本省建设的数字微波通信网络，实现专网的安全属性，但是在这个过程当中需要借助一定的防护措施来满足安全管理业务的需求，并且还要在各个台站进行防火墙的建设，对于中心平台来说可以实现对整体网络防火墙的安全事件的概括，以此来对其中最新的安全状况进行直观的了解和掌握，对于日常的安全事件分析也可以实现提供。

对于电视信号的监测系统应用方面，可以实现信号的监测、录制、指标记录及报警。在实际的操作当中，基于基础的数据，来进行掌握和分析节目发射系统各个环节的运行状态。广播电视信号的监测包含着系统内部的监测部分，借助于报警类型来对故障可能发生的环节和原因进行初步的判断，比如发生了无音频、无视频告警现象，可以将其判断为信号源的系统问题方面，可以从视音频切换器、信号源接收机、卫星天线、微波和网络等方面来对其发生故障的区域进行查找并且进行维修。如果无载波出现了告警信息，就需要对发射机进行故障监测。如果载波电平在不同的时间段内出现，就需要对天馈系统运行情况做出判断。

综上所述，对于高山发射台当中来说，需要满足广播电视信号的应用，对于信号的传输质量进行保证，满足人们多元化的需求。因此针对广播电视信号监测系统在高山发射台站设计当中需要实现其具体的深入探究应用，以此来推动和促进我国电视行业的健康可持续发展。