单频网发射机网管及机房监控组网应用

深圳市广播电视传输中心

摘要：本文主要介绍了国标数字电视单频网发射机网管系统以及机房监控系统整体架构，描述了整个单频网系统在发射机远程监测以及机房远程监控方面的组网应用。

关键词：单频网发射机网管机房监控

一、引言

国家广播电影电视总局计划于2015年停播模拟电视，无线广播数字电视数字化已经是大势所趋。在高楼林立的城市中，为了获得更好的覆盖率，通过多个单频网同频发射是最好的途径。

单频网大多数建设在小山丘或者高楼大厦顶层。每个单频网点都采用24小时专人值班看守显然并不现实，如果机房环境出现异常，就会影响发射机运行，对安全播出、设备构成威胁。设备出现故障不能及时反馈并处理，可能最终导致硬件设备损坏，造成的经济损失。为了保证安全播出以及设备的可靠运行，发射机运行状态、供配电、 UPS、空调、消防、保安等机房信息必须即时传送回主站。然后通过主站的机房监控系统以及发射机系统即时报警告知值班员，值班员马上通知相关的技术人员进行处理。

二、系统结构

本方案采用分布式机房综合管理系统，对单频网的设备进行遥控、遥信、遥测、遥视，实时监视设备运行状态，记录和处理有关数据，及时侦测故障，通过灵活的传输方式，将这些监控数据和图像传回主站，使分散的单频网点与主站连成一体，人员可以在主站进行远距离监控、处理，从而提高单频网运行的可靠性。网络控制器系统将设置中央管理站，通过以太网（Ethernet）TCP/IP的通讯方式与发射机等设备信息直接接入系统交换机，最后系统交换机设置一个级联口接入SDH综合接入系统（Nimbra360），使数据与主站进行交互。

单频网系统结构如下图所示：

单频网发射机网管、机房监控系统主站组网示意图：

1.机房监控：

如图1所示，网络控制器设一个中央管理站，搜集现场控制元件（照明开关、继电器接点）、传感元件（温度、湿度、红外微波探头）数据信息。网络控制器的系统平台基于国际流行标准开发，支持国内外各种流行协议，是一个开放，互换性强的系统，由服务器和工作站、智能控制器构成两段网络，组成分布式体系结构,实现 “分散控制，集中管理”的控制模式。服务器与智能控制器设备通过网络控制器连接成“点对点”局域网，实现对设备信息的采集与控制。

1.1 系统总体功能

单频网控制器设备参数被映射到区域网络控制器中，用户通过区域网络控制器所有监控功能对第三方设备进行监控。现场通过各种监控模块监测机房环境参量，使用符合Modbus协议的智能电量检测仪采集市电参数，使用符合TCP/IP通讯方式的嵌入式硬盘录象机采集机房视频参数。网络控制器系统通过DDE及OPC方式对第三方系统和设备进行集成来监控其重要参数；监控系统将视频信号、设备参数、报警信号等在统一的中央工作站上集成。用户端可通过标准网络浏览器对系统进行访问，进行在线动态编辑，随时随地掌握系统动态。且客户端不受数量限制。

每个网络控制器软件组成部分都是一个独立的单元，具有各自特定的功能以及定义完整的系统界面。也就是说，运用这些软件组成部分生成的应用程序具有很高的可靠性并可进行无限次的扩充和修改。另外，基于其定义良好的界面，不同软件组成部分可相互通讯，迅速交换信息，用户在运行过程中便可对控制应用程序进行修改。不同软件组成部分在一起形成的各种构造可用于表示物理设备，控制器，初级的控制应用程序。

1.2 各子系统功能

1.2.1 空调监控系统

空调监控：现场的空调使用RS485的硬件接口连接到网络控制器系统，通过DDE的通讯协议，网络控制器读取采集空调监控数据，然后，通过网络控制器内设的控件，对这些数据进行显示、事件记录、报警记录、历史趋势记录、跨系统联动等处理，达到集成的目的。因此系统可实时、全面地监控空调各部件的运行状态与参数。对重要参数可作历史曲线记录，用户可通过曲线记录直观地看到空调机组的运行品质。空调机组即使有微小的故障，也可以通过系统检测出来，及时采取步骤防止空调机组进一步损坏。

1.2.2 温湿度监控系统

实时检测机房内的温度，湿度，并与系统设定点进行比较，当高于系统设定点时，提示机房的温度过高；当低于系统设定点时，提示机房的温度过低，通过手机短信报警提醒用户注意控制机房内的温湿度。

1.2.3 视频监控系统

网络控制器通过与视频监控系统的DVR通讯来获得各视频监控的数据，网络控制器与视频监控系统进行集成后，可在网络控制器的统一管理下实现跨系统联动性并由中央管理站统一提供所有视频监控系统的实时资料，及历史数据。视频监控系统由摄像头、嵌入式硬盘录像机和监控中心的服务器组成一个分布式的远程监控系统。

1.2.4 消防系统

系统通过消防控制器提供的干接点信号，实时检测火警信号。信号经采集后送至网络控制器。消防系统与其他相关系统和设备的联动：空调系统；灯光照明系统，视频系统。

当单频网发生火灾报警信息时，网络控制器集中监控系统启动相应的摄像机对准报警部位，自动打开相关区域照明，自动开始录像工作，并自动关闭或开启相关区域的门禁等。消防系统亦可用智能通讯的的方式接入网络控制器集中监控系统，实现比上述功能更加完美的集成功能。

1.2.5 防盗报警系统

防盗报警系统的探测点信息采用直接接入网络控制器，然后通过网络控制器系统集成控制，实现以时间表、节假日等方式启动自动设防，并能与门禁系统，视频系统的联动。

1.2.6 漏水监测系统

定点式水泄漏传感器实时检测机房内的固定某点的漏水状况。当产生报警时，其生成的数字报警信号直接引入直接数字控制器并上传至网络控制器，同时在中央机房监控系统上以声光形式报警通知值班员，同时存储报警历史记录。定位式水泄漏传感器实时检测机房内的漏水报警并指明漏水具置。定位式水泄漏传感器通过RS485接口，采用Modbus协议与网络控制器系统通讯。

1.2.7 配电监控系统

分别实时监测配电柜进线的相电压、相电流、相功率、频率、功率因素、总功率。各参数实际数值和实时曲线和历史曲线。实时显示并保存各配电柜总进线的各监测参数的数值，实时显示并保存各带辅助触点的开关的工作状态。设定电压、电流的上限值与下限值，当监测的电压或电流超过设定的允许值时，系统诊断为有故障（报警）事件发生，监控主系统立刻通过报警通知值班人员。

1.2.8 智能UPS监控系统

通过UPS的智能通讯接口及通讯协议，系统全面诊断UPS状况，监视UPS整流器、逆变器、电池、旁路、负载等五部分的运行状态与各种参数。适时监控UPS输入、输出电压、输出电流、输出频率、整流器状态、逆变器状态、电池状态旁路状态、负载状态等部分的工作状态、参数。实时监视UPS的各种电压、电流、频率、功率等参数，并有直观的图形界面显示。

对于重要的参数，可作曲线记录。通过查询一年内的曲线，并可显示选定某一天的指定参数的最大值、最小值、游标值，方便管理员全面了解UPS的运行状况，及时地发现并解决UPS运行中出现的各种问题。

三、发射机网管简介

目前国内单频网点发射机配备了国标数字地面电视发射机或者CMMB发射机，发射机都采用智能化监控单元进行监控。智能化监控单元除能对整机以及重要部件的工作状态、重要参数进行监测。发射机把这些参数转换为TCP/IP数据，经过SDH综合接入系统，把数据传回主站发射机网管系统。

发射机网管系统整合各单频网点回传的发射机信息与主站发射机信息，对单频网、主站发射机进行同一系统监控。发射机网管还能对一些常见故障进行自判断对出现问题的发射机进行自处理。我们也可以人为通过TCP/IP通讯方式对单频网点的发射机网进行远程遥控。

四、数据传输

由于地理位置原因，单频网点不是所有都能通光缆，所以本系统由数字微波设备和Night Insight公司的Nimbra360传输设备组成一个SDH综合接入系统。该系统可实现DVBASI码流、TCP/IP数据，以及非压缩基带数字标清或高清视频等多种业务的接入；通过微波SDH网络中的STM-1通道，实现远程双向或者单向，单播（Unicast）或者组播（Multicast）的非对称信息传输。SDH综合接入系统采用星型的网络拓扑结构，以主站做为业务的核心调度系统，其他单频网点在系统设备上做为分调度系统。

Nimbra360内置式多速率SONET/SDH端口，使设备拥有超强的灵活性与系统适配性。其自带的以太网接口使其内在配置能满足许多苛刻TCP/IP协议的应用要求。

本系统的单频网与单频网、主站之间的发射机网管信息、机房监控信息、监控视频最后都是转化为TCP/IP数据。我们通过使用了Nimbra360自带千兆数据接口，把交换机的级联口直接与千兆接口相连接，然后通过Nimbra360的4个STM-1端口与微波连接，使单频网与单频网，主站之间互相通信，传输业务。

五、结束语

数字化大潮发展迅猛，数字电视的全民普及也必将是大势所趋。机房的规范管理以及设备的智能化给广电人带来了一个考题。作为新一代广电人，我们要用新思维和现代化管理普及数字电视，为发展广电事业而努力。（责任编辑：郭陈华）