陈伟 梁宸瑜

【摘要】本文针对河北广播电视微波传输中继站分布广，既有干线又有支线，设备可以集成网管管理，但运维队伍的技术和操作没有便捷的统一途径等特点，设计完成了一套基于河北省内SDH数字微波干线网络的IP可视化运维指挥系统。该指挥系统可以实时高效地传送各种视讯数据等融合业务，有效地完善了广播电视台站的统一管理，极大地提升了广播电视安全播出的效率。

【关键词】广播电视信源；SDH数字微波传输；视讯指挥系统

中图分类号：TN92                     文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.07.014

当前，广播电视信号传输主要有三种方式，分别为卫星通信、光纤通信和微波通信。其中，微波通信是高山传输发射台站广播电视信号的主要传输手段。SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）微波传输是目前主要的数字微波传输机制，SDH微波传输与IP有很高的融合性，可以实时高效地传送视音频节目、图像、通讯数据等业务。

同时在社会科技迅猛发展的今天，发射台站依然是广播电视无线覆盖的主要力量，大部分发射台站分布在不同的市县，且地处海拔较高，在技术运维方面很不方便，一些重要的会议也不能及时传达，随着广播电视技术发展的信息量越来越大，在安全播出方面存在一定的瓶颈、隐患。本地安播指挥中心与远方的播出机房建立连接，可实时进行技术交流或视讯指挥故障处理。随着指挥要求越来越高，简单的电话语音或手机视频已无法满足高效率的运维要求，所以先进的会议指挥控制系统是当今各行业沟通运行的必备系统。广播电视在发展中加速运维管理智慧化建设和台站远程监控建设，本文基于SDH数字微波网络设计完成了一套IP可视化运维管理指挥系统，为台站集中技术保障、故障视讯快速处置提供了技术支撑。

1. 总体结构设计

广播电视微波传输可视化运维指挥系统设计遵循原则：“功能强大、稳定可靠、操作方便、经济实惠、集成性高、兼容性和扩展升级性强”。

该指挥系统为二级传输网络架构。微波总站是指挥管理中心，是系统主会场，分会场由各微波站会议系统构成。可视化运维指挥系统总体拓扑结构图如图1所示。

微波总站是指挥系统的调度和指挥中心，首先设计了指挥系统主服务器（MCU），主服务器部署在微波总站核心机房的设备机柜内，并连接全省微波传输网络，负责系统的核心管理、运行，指挥中心本地系统的终端设备与主服务器并接入微波传输网络。微波总站指挥中心具备系统中最完备的功能及最高的管理权限。

1.1 主、分会场的结构

在微波总站指挥中心设计主终端一台，部署在会议室会议平板处，高清摄像机一台部署在会议平板上方，全向麦克风一台部署在会议室会议桌中间位置，会议平板或电视机一台。在主会场利用一台计算机安装指挥控制系统软件，可实现对各分微波站终端设备的远程控制功能（前提是分会场设备必须实时通电，电源插座保证实时开启状态），控制其他微波站中的任意一个微波站加入指挥中心会场（或移除会场），控制是否让某个微波站发言、听取会议和观看会议现场的视频图像。指挥中心可选择与某个微波站单独交流单独召开会议。可实现文件实时传输功能，在召开会议、故障处理时实时传输所需程序、文件、图片等。

各微波站分系统通过SDH微波链路与微波总站主系统级联，完成技术运维工作的可视化交流指导及各种会议的召开和安播文件的传达。在各微波站设计安装高清会议终端一台，高清摄像机一台，全向麦克风一台，会议平板或电视机一台。

1.2 结构中各设备功能描述

1.2.1 MCU（多点通信单元）

该设备为Linux嵌入式系统。支持多码流全速率适配，支持高清标清双码流输出，多布局模板适配，支持自适应模板尺寸编码；支持合讯硬终端/H.323终端/SIP终端/PC/Android/iOS多终端接入适配；支持自动会控和手动会控会场情景适配；支持多画面布局；支持将网络屏幕采集做为双流输入；在服务器集群/级联模式下，中心会控端可以统一管控各级统一视讯上面的每台终端设备；前期工程系统设计最大支持12个会场同时在线。

1.2.2 主、分会场终端

该终端为高清视讯终端，主要承担视讯任务的复用、接收、解码等。该终端在主、为保证稳定性及同步性，分会场设计为同型号。支持1路HDMI+1路USB高清视频输入；2路高清解码显示输出；1路音频输入；支持1路音频输出；支持双显输出；支持H.323及H.239双流显示；支持遥控器操作终端支持在线会议录像、离线或终端独立作业时本地录像、录像回放及课件点播。

1.2.3 指挥中心、各微波站摄像机

指挥中心摄像机主要参数为：1/2.8" type Exmor CMOS，约320万（16：9），20倍光学变焦镜头，通过YpbPr、HDMI、HD-SDI、VBS多种高质量图像进行同时传输，分辨率最高支持1080P60，超宽的视角（55.4°），355°水平旋转，俯仰范围210°；最大水平转动速度80度/秒，垂直转动速度60度/秒；可设255个预置位，7个地址可设；RS-232C/422串口控制；

各微波站摄像机主要参数为：1/2.8" type Exmor CMOS，约207万（16：9），12倍光学变焦镜头，通过USB接口进行高质量图像传输，分辨率最高支持1080P，超宽的视角（55.4°），355°水平旋转，俯仰范围210°；最大水平转动速度80度/秒，垂直转动速度60度/秒；可设255个预置位，7個地址可设；RS-232C/422串口控制。

1.2.4 全向麦克风（所有会场都可用）

采用1+1无线级联型全向麦克风。360度全向高灵敏度拾音，3米半径内可自由走动通话，收音无死角，平台会议沟通时，不用一直对着或靠着麦克风讲，可维持讲话者最自然的沟通方式。USB免驱即插即用，在指挥系统中提供声音采集、处理及回放，全向拾音无死角，音质清晰悦耳绝无声反馈现象，完全代替小型会议室的音箱和MIC，轻松沟通，摆脱话筒或耳麦的束缚，是视讯系统应用最理想的选择。

1.2.5 拼接屏幕、电视机等视频呈现设备

视频呈现设备因各微波站场所大小不同、参与人数不同而不必要求尺寸，技术需要为可以支持HDMI视频接入，具有1080P及以上分辨率的显示参数即可。

2. 组网设计

本指挥系统是基于SDH数字微波网络，利用Nimbra S80型时分复用设备以太网接口进行连接的IP化传输方式，广播电视信号和指挥视讯信号在同一微波通道内传输。为保证广播电视信号正常运行，在微波总站指挥中心及各微波站采用三层交换机划分VLAN的方式处理多种不同的信号，对不同的信号数据以不同的VLAN区分，划分出的不同VLAN信号通过Trunk类型端口汇聚至微波S80时分复用设备，广播电视信号及指挥视讯信号由SDH数字微波设备经天馈系统传输至各微波站。同时，为节省系统带宽，避免对广播电视信号主业务的影响，在微波S80时分复用设备中划分时隙时，保证各站点最低网络带宽不低于2m来传输指挥视讯信号。

2.1 微波总站指挥系统组成

在微波总站中，指挥中心系统由MCU设备、录像服务器（根据需要可选配）、三层交换机、高清摄像头、全向阵列麦克风或专业会议麦克风、音响、控制计算机、拼接屏及SDH数字微波網络等组成，如图2所示。

整个指挥系统的核心设在微波总站，通过指挥中心不仅可以实现各微波站之间的实时视讯沟通，二期工程设计还可以连接省广播电视局监管中心乃至国家广播电视总局监管中心，为广播电视安全播出调度指挥及应急管理提供了很好的解决方案。除此之外，微波总站指挥中心系统具有辅流传输等功能，可以实现各类电子文档、程序数据随指挥系统实时传送。

2.2 各微波站系统组成

在各微波站视讯系统中，信号从天馈系统传输至SDH数字微波设备后，通过Nimbra S80时分复用设备将信号接收。各微波站指挥系统由RP-W70高清视频摄像头、视讯系统终端、全向麦克风音响一体机、Nimbra S80时分复用设备及数字微波系统组成，如图3所示。

指挥视讯信号在Nimbra S80时分复用设备中采用单独组播，在各微波站与本站的二层交换机相连，其他设备分别与二层交换机相连，端口设置为Access端口。每个微波站的交换机设定了不同IP地址，这样可以在任何台站通过Telnet的方式对任何站点的交换机进行访问维护，提高了设备的维护效率。另外，与微波总站核心机房一样，在Nimbra S80时分复用设备IP业务端口建立1个2M带宽的ETS通道，以此实现本地指挥视讯信号与其他微波站的实时视讯。

3. 系统主要功能

MCU是本指挥系统的核心设备，负责对来自不同微波站的视讯数据等进行转发处理。若某微波站要发言，则它的视讯信号便会传送到MCU，MCU作信号处理后将连接转发到其他微波站的终端设备。本系统具有人性化的指挥控制功能，包括广播式指挥、多点互动式交流、点与点单独连接沟通等；具备实时多画面呈现和选择功能；支持辅流媒体播放和文件传送解码功能；实现终端录播和点播功能，指挥故障处理或会议授课结束后能根据用户需要自动或手动将录播的文件加密后上传至录播服务器（录播服务器需单独搭建来承载录播任务）。

3.1 指挥控制功能

指挥中心控制系统常用的控制方式有：主席台控制、导演控制、自动轮询以及语音激励等。多种控制方式构成了人性化的指挥功能。

系统搭建后采用较多的控制方式是主席控制方式。指挥中心设置在微波总站，采用这种控制方式时，各个微波站会场都可以充当主席会场。主席会场发言时，其余各会场均收看的是主席会场画面；某微波站发言时，其他各会场会显示正在发言的画面，分会场的发言要经过主席会场的通过才可以进行发言。

导演控制方式是指挥中心控制台的操作人员对系统进行控制，操作人员决定哪个微波站成为发言人，此方式适用于有严格流程且经过彩排的会议。故障处理适宜主席控制方式，统一服从指挥中心调度。

自动轮询方式启用时，MCU按设定的顺序将各微波站会场的画面广播到整个指挥系统中，MCU通过自动控制其他的会场处于观众状态，此时，为了保证系统会议秩序，各微波站收到的仍是发言人的声音。

语音激励方式一般用于小组讨论、评选发言等会场数量较少的情况。MCU会自动比对各路视讯信号，自动选择有语音输入的会场作为发言人，同时将画此视讯信号分发到其他各会场。

3.2 数字横幅、字幕功能

本指挥系统可根据实情需要设置数字横幅，横幅的颜色、字体可实时调整，快速切换。在遇重要会议时不需要制作会议横幅，设置速度快同时也节约了经费，还可以实现会议台标、滚动字幕、翻页字幕等多样的字幕显示，切实增强了指挥系统的实用性。

4. 结束语

广播电视微波传输指挥系统的搭建，有效地利用了SDH微波干线网络时钟同步传输延时低、可靠性强的特点，同时通过Nimbras80型时分复用设备可以将IP信号与SDH微波传输完美融合。指挥系统的搭建实现了各微波站与总站的技术同步、政治精神传达同步、故障困难互助，提高了广播电视安全播出效率，同时节约了出差时间和大量的人员经费，缩短了领导的决策时间，便于随时举行技术培训，给广播电视在加速发展运维管理智慧化建设和台站远程监控建设中带来了变革，同时也为省级应急指挥系统的搭建提供了可靠的技术依据。

参考文献：

[1]周兵.MSTP传输设备在重点行业的组网探讨[J].中国宽带，2021（9）：60-61.

[2]武杰.浅谈视频会议系统规划[J].现代经济信息，2016（06）：78.