基于IP 微波鏈路的智慧臺(tái)站架構(gòu)設(shè)計(jì)

趙滿心

（甘肅省廣播電視局，甘肅 蘭州 730000）

2018 年11 月，國(guó)家廣播電視總局印發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)智慧廣電發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出力爭(zhēng)3～5年時(shí)間廣播電視在內(nèi)容制作、分發(fā)傳播、用戶服務(wù)、技術(shù)支撐、生態(tài)建設(shè)以及運(yùn)行管理等方面的智慧化協(xié)同推進(jìn)，智慧廣電發(fā)展的廣度、深度顯著增強(qiáng)，智慧廣電發(fā)展取得突破性進(jìn)展，廣播電視在國(guó)家數(shù)字經(jīng)濟(jì)總體戰(zhàn)略中的地位作用進(jìn)一步凸顯。智慧廣電發(fā)展的重要任務(wù)之一就是要加快智慧廣電傳播系統(tǒng)建設(shè)，構(gòu)建高速、泛在、智慧、安全的新型綜合廣播電視傳播覆蓋體系，統(tǒng)籌無(wú)線廣播電視數(shù)字化與通信技術(shù)融合演進(jìn)、協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。無(wú)線廣播發(fā)射臺(tái)站作為分發(fā)傳播環(huán)節(jié)的重要組成部分，智慧臺(tái)站的建設(shè)也刻不容緩，發(fā)射臺(tái)站自身信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已逐步成為臺(tái)站綜合管理的重要任務(wù)。為了更好地推進(jìn)我國(guó)無(wú)線廣播電視節(jié)目數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)集約化管理，形成我省無(wú)線廣播發(fā)射臺(tái)站技術(shù)維護(hù)的整體合力，保障安全播出綜合管理的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，圍繞信息傳輸不及時(shí)、流通不對(duì)稱、技術(shù)資源不共享等一系列制約臺(tái)站管理的重要難題，構(gòu)想通過(guò)現(xiàn)有的微波網(wǎng)絡(luò)，架構(gòu)聯(lián)通全省14 個(gè)市州31 個(gè)發(fā)射臺(tái)站的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈路，搭載配套一個(gè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的綜合業(yè)務(wù)處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)管理中心與臺(tái)站間信息及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的快速互聯(lián)互通，達(dá)到日常工作運(yùn)行有序、突發(fā)情況快捷反應(yīng)、故障處理準(zhǔn)確迅速的總體要求。

1 總體規(guī)劃

甘肅省地處黃土高原、內(nèi)蒙高原與青藏高原交匯地區(qū)，深居內(nèi)陸，地形狹長(zhǎng)，地理?xiàng)l件復(fù)雜多樣，山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁錯(cuò)落分布，給各臺(tái)站間有線鏈路的敷設(shè)造成了極大的困難，所以考慮利用全省微波傳輸線路做主干網(wǎng)，微波與光纜結(jié)合，在無(wú)線傳輸中心架設(shè)服務(wù)器，通過(guò)微波首臺(tái)與龍尾山到尖山的主干路，以尖山為樞紐分別向東、南、西、北四個(gè)方向覆蓋，面向全省14 個(gè)市州的各個(gè)臺(tái)站，組成一個(gè)跨地域的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

智慧臺(tái)站業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的建設(shè)結(jié)合甘肅省臺(tái)站分布和具體現(xiàn)狀，以臺(tái)站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)環(huán)境，各服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集器及客戶端等硬件平臺(tái)結(jié)合各應(yīng)用軟件，通過(guò)內(nèi)部交換機(jī)實(shí)現(xiàn)臺(tái)站內(nèi)部的融合聯(lián)通。內(nèi)網(wǎng)架構(gòu)如圖1 所示：

圖1 發(fā)射臺(tái)內(nèi)網(wǎng)架構(gòu)

智慧臺(tái)站內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成分別由播出信號(hào)監(jiān)測(cè)、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、電力監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化辦公、后勤保障服務(wù)等系統(tǒng)組成。

（1）播出信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)：分為信號(hào)源監(jiān)控、開(kāi)路信號(hào)監(jiān)測(cè)和信號(hào)切換單元，由各音視頻處理設(shè)備及切換控制設(shè)備及音視頻解調(diào)設(shè)備組成。對(duì)每部發(fā)射機(jī)的信源輸入進(jìn)行統(tǒng)一的管理，根據(jù)要求實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、評(píng)估、判別各通道間信源幅值、時(shí)差等性能參數(shù)，一旦主用信源異常，立即切換到最優(yōu)的信源輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)目源的合理配置。

（2）設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)：分為主備機(jī)倒換、發(fā)射機(jī)運(yùn)行監(jiān)測(cè)及應(yīng)急廣播單元，由數(shù)據(jù)采集器、倒換控制器等組成。對(duì)發(fā)射機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、監(jiān)測(cè)及控制，根據(jù)發(fā)射機(jī)所提供的通訊接口協(xié)議，實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的模擬量狀態(tài)采集、控制量輸出，通過(guò)調(diào)整總線管理器將數(shù)據(jù)匯總到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器；對(duì)每項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)判斷評(píng)估，依據(jù)設(shè)定數(shù)值完成對(duì)超限參數(shù)的對(duì)應(yīng)告警處理，并將操作指令下傳到發(fā)射機(jī)控制單元，執(zhí)行相應(yīng)操作。接受上位機(jī)的輪詢，向上位機(jī)傳遞設(shè)備參數(shù)和工作狀態(tài)信息。其中發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程管控是業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的核心部分，用于網(wǎng)內(nèi)全地域?qū)崟r(shí)監(jiān)控管理發(fā)射機(jī)運(yùn)行及周邊設(shè)備的工作狀態(tài)。客戶端通過(guò)相關(guān)軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)程操控及數(shù)據(jù)信息的收集、查詢、存儲(chǔ)，自動(dòng)生成相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)表及故障記錄，從而做到臺(tái)站設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

（3）電力監(jiān)控系統(tǒng)：分為高壓供電監(jiān)測(cè)、低壓配電監(jiān)測(cè)和UPS 運(yùn)行監(jiān)測(cè)單元，由各路供配電設(shè)備和相關(guān)軟件組成。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)臺(tái)站供配電的狀態(tài)及設(shè)備的運(yùn)行情況，包括一／二次回路的電壓、電流及各開(kāi)關(guān)的狀態(tài)參量；UPS 不間斷供電；外電異常情況下的自動(dòng)低壓聯(lián)絡(luò)；兩路外電異常情況下的發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)并正常并網(wǎng)；故障自我診斷及告警；遠(yuǎn)程操作各線路供/斷電等。

（4）環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：分為安保監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)測(cè)單元，由臺(tái)站安全保衛(wèi)及環(huán)境信息采集監(jiān)控設(shè)備組成。通過(guò)對(duì)安防、消防、環(huán)境信息的統(tǒng)一布防管理，提高臺(tái)站的安全性能，同時(shí)對(duì)信息的記錄存儲(chǔ)更便于隨時(shí)查詢。

（5）自動(dòng)化辦公系統(tǒng)：分為黨政管理、財(cái)務(wù)管理和視頻會(huì)議單元，由相應(yīng)的辦公自動(dòng)化及財(cái)務(wù)管理應(yīng)用軟件和所需的外圍設(shè)備組成。為更好的管理臺(tái)站的日常工作，節(jié)約成本，臺(tái)站相關(guān)人員可以通過(guò)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)黨政行文、人事培訓(xùn)、財(cái)務(wù)管理，技術(shù)講座，快捷方便的建立目錄和整理裝訂憑證，匯總本單位的報(bào)表以及接受相關(guān)部門的業(yè)務(wù)指導(dǎo)，便于上級(jí)文件的收閱及辦公文檔的處理。實(shí)現(xiàn)群體協(xié)同工作，統(tǒng)一辦公規(guī)范，提高工作效率。技術(shù)維護(hù)協(xié)助功能由現(xiàn)場(chǎng)視頻會(huì)議系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，各臺(tái)站的反應(yīng)能力和技術(shù)跟進(jìn)速度會(huì)有差異，為了第一時(shí)間爭(zhēng)取到最強(qiáng)的技術(shù)支持，技術(shù)維護(hù)支持系統(tǒng)能發(fā)揮其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)場(chǎng)視頻會(huì)議系統(tǒng)在臺(tái)站設(shè)備出現(xiàn)較大故障，需要中心或兄弟臺(tái)站提供技術(shù)協(xié)助時(shí)，在建立鏈接后可以實(shí)現(xiàn)故障的多方會(huì)診，以便異地指導(dǎo)設(shè)備維護(hù)及突發(fā)情況的應(yīng)急處理。設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫(kù)置圍繞臺(tái)站各種設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、應(yīng)急處理等建立全方位信息資料管理檔案，以便隨時(shí)調(diào)閱查詢，為設(shè)備維護(hù)管理提供快捷準(zhǔn)確而全面的信息支持。

（6）后勤服務(wù)系統(tǒng)：各臺(tái)站有所差異，大體可分為供暖和供水單元，由相應(yīng)的供暖和供水設(shè)備組成，隨時(shí)了解生活所需，科學(xué)合理保障臺(tái)站職工和設(shè)備的后勤所需。

3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是信息溝通的橋梁，中心到各臺(tái)站的主干網(wǎng)采用光纜與微波相結(jié)合的方式，通過(guò)全省數(shù)字微波通信系統(tǒng)，每個(gè)臺(tái)站用一條E1 數(shù)字鏈路與微波系統(tǒng)鏈接，各臺(tái)站內(nèi)部使用交換機(jī)在臺(tái)站內(nèi)部各終端間構(gòu)建局域網(wǎng)。局域網(wǎng)和接入設(shè)備組織形成星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。智慧臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2 所示:

圖2 智慧臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

4 網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行及管理

網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行管理是在系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中各種數(shù)據(jù)及流量的分析、路由訪問(wèn)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度、負(fù)載均衡等整體資源的分配協(xié)調(diào)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)等管理。臺(tái)站系統(tǒng)運(yùn)行主要依靠臺(tái)站控制中心對(duì)本臺(tái)各系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，智慧臺(tái)站管理中心主要通過(guò)對(duì)各臺(tái)站系統(tǒng)運(yùn)行情況和整體網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)的了解和各臺(tái)站運(yùn)行情況的掌控。

網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)系整個(gè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，涉及訪問(wèn)控制、身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密等多個(gè)領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性及黑客的攻擊是造成網(wǎng)絡(luò)不安全的根本原因，主要表現(xiàn)為非法入侵、冒充合法用戶、非法授權(quán)訪問(wèn)、破壞數(shù)據(jù)完整、干擾系統(tǒng)正常運(yùn)行、向網(wǎng)絡(luò)傳播病毒、非法線路偵聽(tīng)等。如何有效防范存在的安全威脅，所涉及的技術(shù)有認(rèn)證、加密、防火墻、入侵檢測(cè)及智能卡等多重防線，需要仔細(xì)考慮系統(tǒng)的安全需求，各種安全技術(shù)結(jié)合才能生成一個(gè)高效、通用、安全的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[1]。

信息化最突出的優(yōu)勢(shì)是效率提高，管理創(chuàng)新和機(jī)制創(chuàng)新，綜合實(shí)力的增強(qiáng)。通過(guò)信息化建設(shè)的不斷完善，必將促進(jìn)無(wú)線廣播發(fā)射系統(tǒng)由粗放型管理向集約型精細(xì)化管理邁進(jìn)，形成一整套傳輸快捷、覆蓋廣泛、安全可靠、優(yōu)質(zhì)高效的現(xiàn)代廣播電視傳輸覆蓋新體系，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。