高明會

安徽廣播電視臺 安徽省 合肥市 230066

引 言

為保證廣播電視安全播出，降低停播率，經(jīng)常通過配置備機和相關的同軸切換開關、信號源切換控制器來實現(xiàn)備份?，F(xiàn)常見切換系統(tǒng)一是1+1 備份，相對連接操作簡單但成本較高；二是N+1備份系統(tǒng)，即一臺備機為多臺設備備份，這種方案成本較低，但常見系統(tǒng)相關連接操作比較復雜，智能化程度較低，特別是切換調(diào)試通過硬件實現(xiàn)，調(diào)試較為復雜。本文提出一種基于PC 軟件控制的N+1 自動數(shù)字電視發(fā)射機主備切換系統(tǒng)，可以彌補以上缺陷。通過PC 與N+1 控制單元通訊，實現(xiàn)多種參數(shù)較為便捷的設置，包括切換方式以及多臺發(fā)射機地址設定和識別等。同時控制軟件通過與輸入碼流切換器通訊也能較為可靠同步實現(xiàn)信源輸入的自動切換，并且有多種切換模式可以設定，方便不同使用場景。

1 N+1切換系統(tǒng)原理

1.1 N+1切換系統(tǒng)組成

N+1切換系統(tǒng)由N+1 切換器、碼流分配器、碼流切換器、主發(fā)射機（N 臺）、備發(fā)射機（1臺）、同軸開關、多工器以及發(fā)射天線、假負載組成。切換設備可以直接安裝在發(fā)射機機柜上的空余機架上，同軸開關在每臺主發(fā)射機頂部均安裝1臺，進行射頻輸出切換使用，假負載接入到切換系統(tǒng)中是方便維修故障設備或測試發(fā)射機時使用。

1.2 N+1切換系統(tǒng)原理框圖

工作原理：如圖1所示，假設發(fā)射機2 出現(xiàn)故障，首先N+1 切換控制器會自動檢測到發(fā)射機2輸出故障并關閉發(fā)射機2 的射頻輸出，然后控制發(fā)射機2 頂部同軸開關進行轉(zhuǎn)動切換，將發(fā)射機2射頻輸出切換到假負載，將備機射頻輸出由原連接假負載轉(zhuǎn)動到多工器輸入（如果后面無多工器，直接切換到天饋輸入端口），完成了硬件連接的自動切換；N+1 切換控制器與備份發(fā)射機激勵器也有通訊，會同步將備機激勵器輸出頻率自動調(diào)整到發(fā)射機2 使用頻率；同軸開關切換同時TS碼流切換器收到N+1 控制器信號同步進行信源切換，直接將TS 碼流分配器輸出到發(fā)射機2 的對應信號輸入到備機信號輸入端。

圖1 N+1切換系統(tǒng)原理框圖

2 PC控制軟件

為方便客戶在進行參數(shù)設置和發(fā)射機輸出功率檢測切換具體值，可以通過電腦連接N+1 控制器的通訊口登錄管理界面進行設置。

2.1 軟件設置界面

管理界面設置，如圖2、圖3、圖4所示，包括：主發(fā)射機和備發(fā)射機設置界面、發(fā)射機地址以及切換相關參數(shù)的具體閥值設定。

2.2 軟件主要設置功能

發(fā)射機狀態(tài)：顯示當前工作中的發(fā)射機工作狀態(tài)，包括：發(fā)射機名稱、輸出端連接位置、輸出功率、開關機狀態(tài)、運行狀態(tài)。

設備單元狀態(tài)：“主網(wǎng)口和備網(wǎng)口”是切換器和備機的通信狀態(tài)，兩個網(wǎng)口的功能相同，互為主備?！按a流切換”是碼流切換器和N+1 切換之間通信狀態(tài)。

圖2 主發(fā)射機軟件設置界面

圖3 主發(fā)射機軟件設置主要參數(shù)

圖4 備發(fā)射機軟件設置界面

狀態(tài)和控制：顯示發(fā)射機的工作狀態(tài)，可以對發(fā)射機進行開關機、天線與負載切換、啟用/停止切換的控制。

基本參數(shù)設置：設置發(fā)射機名稱及IP 地址。

運行方式：顯示切換系統(tǒng)的運行方式，自動和手動。

天線到位等待時間：在這個時間內(nèi)同軸開關沒有切換到位，系統(tǒng)就不進行切換。

結 束 語

通過這種N+1 切換系統(tǒng)的實際使用滿足了臺站安全播出的需要，特別是通過PC 網(wǎng)頁端軟件參數(shù)設置，可根據(jù)不同使用需求隨時進行參數(shù)設定調(diào)整。同時，切換系統(tǒng)通過PC 軟件設置主備發(fā)射機切換參數(shù)，降低了對臺站使用人員的技術難度要求，使得維護操作更加簡單快捷。2014年以來，筆者單位相繼在五個發(fā)射臺站建設了4+1 切換系統(tǒng)，降低了投資成本，提高了安全播出水平。該軟件是發(fā)射機廠家根據(jù)單位使用需求開發(fā)，筆者單位也根據(jù)自己實際使用需求向廠家提出一些完善改進建議，如手自動的隨時任意切換，以便于緊急情況手動切換，還有設備切換過程中對發(fā)射機輸出功率的二次確認等，以便更好地保證大功率設備切換過程中的安全可靠。