农村广播解决方案

一、 用户需求分析
    **县隶属于湖北省荆州市，位于湖北省南部，长江北岸，隔江与湖南省岳阳、华容县相邻。面积3118平方公里，人口146万，规模居荆州各市县区之首。因东吴“令官督办”、“监收鱼盐之利”而得名。目前是国家商品粮基地和农副产品基地。**县辖21个乡镇，2个国营农场，786个行政村。**县有线电视网络已经布到所辖大部分行政村组，有线电视信号已有70%入户率。**县广播“村村响”信号传输全部依托于有线电视网络。本系统建设目标是在县广播电台和有线电视网络基础上，建立县、乡、村三级广播“村村响”平台，面向全县农村传送中央、省、市、县第一套广播重点新闻和对农栏目的特定节目，并同时具备应急广播功能。
    **县广电局广播“村村响”系统为**县农村专用广播系统，预留接入荆州市级广播村村响系统平台的功能接口。**县广播“村村响”系统其主要功能定位为：基层政务信息发布平台、转播各级人民广播电台节目和自办节目的文化宣传平台、灾害事故预警信息平台。系统设计和设备配置体现了“因地制宜、资源共享、独立运行、技术先进、安全可靠、经济可行、确保长效”的原则。
    **县广播“村村响”系统采用智能化编码播控技术，以有线电视共缆传输为传输手段实现县、镇、村三级联网播出和可控播出。广播信号播出遵循上级优先、应急优先的原则。系统预留与荆州市广播“村村响”平台接口，国家应急广播系统接口，县级其他各部门（如县应急办、县气象局、县水利局）应急插播信号接口。
    整个系统包括：
    ●  **县广播“村村响”系统中控平台（设在**县人民广播电台）；
    ●  **县所辖各乡镇广播站广播“村村响”播控平台（设在各乡镇广播站）；
    ●  **县所辖各行政村广播室广播“村村响”虚拟播控平台（设在所在乡镇广播站）；
    ●  **县广播“村村响”系统广播信号接收终端（各村民组）。
二、系统功能
    **县广播“村村响”系统设计具备以下功能：
    （1）系统满足县、乡（镇）、村（组）广播信号的全部覆盖，实现广播信号定时/实时智能化播出；
    （2）系统中各级广播信号播出原则遵循上级优先、应急优先；
    （3）**县广播中控中心、各乡镇广播站中心和各行政村虚拟广播室在没有上级信号支持下具备独立播控能力；
    （4）县级广播中控中心软件平台为B/S或B/C架构，实现网络化运行，实时或定时采集和监控各级平台控制设备和广播终端运行状态参数；
    （5）各级播控中心具备不同方式的远程控制播出能力（如手机、座机、短信、GPRS数据、web客户端软件）；
    系统播出控制的优先级设计应遵循正常广播信号“上级优先、应急广播信号上级优先”、应急广播信号优先于正常广播信号播出的总体原则：
    （1）在日常播出状态下，四级系统应能满足各级节目联播的需要；非联播时段，县、乡镇系统可独立播出本级节目，村级系统也可独立播出本级信息，但当上级系统播出时下级系统不能插播；
    （2）在非日常固定播出时段，上级系统可根据需要打开下级系统或不通过下级系统直接打开终端播出通知等信息；县、镇、村级系统可随时插播本级信息，非固定时段的信息播出也应遵循上级优先原则；
    （3）应急状态下，各级系统均可打断本级正在播出的上级或本级正常节目，通过输入应急编码和应急频率插播本级应急信息。各级应急播出均可通过远程通讯控制（手机、座机、短信、GPRS）方式实现；应急播出也应遵循上级优先原则，即上级正在播出应急信息时，下级不能插播应急信息；
    （4）系统应具备完善的技术措施保障上述优先级原则，同时，系统也应具备用户根据需要调整优先级的技术能力。
广播接收终端：
    广播接收终端采用数字锁相技术，单个终端可同时写入多个接收频率且各个频率可识别控制区位码和定义优先等级。此功能便于终端按照优先级自动搜索，县、乡、村三级正常广播频率和应急广播频率同时都设置在接收终端内，上级广播可以不通过下级转播就可以实现一级直达，大大的提高了系统的可靠性。
三、系统方案设计的相关标准和依据
    ●  GB50200-94《有线电视广播系统技术规范》
    ●  GY/T169-2001《米波调频广播发射机技术要求和测量方法》
    ●  GB/T 9025-1988《30 MHz～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统 机电配接值》
    ●  GY/Y118-1995《有线电视与有线广播共缆传输系统技术要求》
    ●  GY/T106-1999《有线电视广播系统技术规范》
    ●  GBJ/T16-1992《民用建筑电气设计规范》
    ●  GBJ/42-1981《工业企业通信设计规范》
    ●  GB/T 15640-1995 《调音台通用技术条件》
    ●  GB/T 14471-1993 《头戴耳机通用技术条件》
    ●  GY/T 69-1989 《广播调制机和广播解调机运行技术指标》  
    ●  GY/T 148-2000 《卫星数字电视接收机技术要求》
    ●  GB/T 15395-1994 《电子设备机柜通用技术条件》
    ●  20062383-T-339 《传声器通用技术条件》
    ●   国际电联ITU-T有关标准
    ●  建筑、通信有关行业标准
四、方案设计目标和设计原则
    1、设计目标
    **县广电局广播“村村响”系统设计成荆州市广播“村村响”系统的典范，采用当前主流技术与解决方案。系统兼容并预留国家应急广播系统接口。
    2、设计原则
    **县广电局广播“村村响”系统方案设计遵循“技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本”和“四级可控、三级联播、上级优先、应急优先”的原则，并综合考虑施工、维护、操作、市场化等因素，为今后的发展、扩建、改造等留有扩充的余地。
    2.1 先进性与适用性
    SCA防盗播技术：我公司调频广播产品在国内首家提出并使用防盗播、防插播技术，在系统寻址密码防破译、纠错方面有很多独有技术。通俗的讲，接收端只有在同时就收到“FM载波+ SCA副载波(67KHz) +CA条件码+包含ID地址的开关机指令”才可以正常工作，上述条件缺一不可，终端在工作时上述条件必须同时连续存在才会正常工作，一旦某一条件丢失，会自动关闭，进入保护状态，所以有着很高的安全性，完全杜绝了“半夜鸡叫”和被非法利用。这种技术符合国家规范与标准，但是厂家的编码方式不同产品也不同，目前大多数厂家采用的是明码传输，也就是说控制指令不经过编译直接调制传输，这种方式很容易遭到破译，系统的安全隐患比较大。
    超强纠错技术：我公司的控制指令和密码方式在67KHz标准码的基础上，采用的是正交编织、翰明编码技术，将数据包顺序打乱后重新打包进行传输，所以很难被破译，有较强的保密性。同时采用了很好的纠错方式，在连续的4包数据中，只要能够收到正确的3包，就能还原出另外1包来，这样就有了很强的抗干扰能力和自动纠错能力，保证能够及时准确的对终端设备进行操作。
    2.2  经济性与实用性
    因农村广播系统终端接收数量较大，政府投资成本很高。所以本方案中经济条件较好的村级广播接收终端建议全部采用室外调频音柱接收并广播的方式，经济条件不好的村级广播接收终端采用调频收扩机+高音喇叭的接收模式实现对上级信号的接收和对本级的广播；在城区主要社区街道及乡镇政府所在地采用室外调频音柱接收的方式接收，既保证广播信号的覆盖，又能够收听一些背景音乐等愉悦心情的广播内容，极大提高了系统的利用率，使广播内容具有了多样性。
    另外我公司整个系统的核心就是使用单片机控制技术，每个受控终端的频率都是用单片机程序写进芯片里的，写一个频率和写十个频率都是用一个芯片，使用多频点技术不会增加设备的经济成本。
    2.3 可靠性与安全性
    系统可靠与安全：系统的设计考虑本系统作为政府的喉舌，党政宣传的主要阵地和大众媒体的特殊性，尤其是考虑到荆州市全部采用有线方式传输，要求应具有极高的可靠性、稳定性与安全性。系统全部采用SCA防盗播编码控制技术，防止系统在遇到空间电磁波干扰情况下出现杂音或者播出的内容是干扰频率的内容等不稳定现象。
    设备可靠与安全：终端设备全部采用编码技术，同时接收到4个条件才能正常工作，缺一不可。当遇到外界强干扰的情况下设备会进入自动保护状态。待干扰信号消失后，设备会自动恢复到正常工作状态。前端机房设备全部采用电源接地和信号接地的方式防止雷击。终端接收设备除了内置气体放电管防止感应雷外，还外置接地体有效防止落地雷。终端设备电源部分备全部采用T800矽钢的高效率变压器（开关电源），具有待机电流小，辐射小、工作发热量小等特点，并有很宽的电源适应性，防止由于农村电源电压忽高忽低的不稳定特点造成终端设备的大面积损坏。
    2.4 易操作性及易维护性
    各级机房的编控设备和制播设备采用功能强大的软件和硬件相结合的方式操作，因为市、县级级相关操作人员具有较高的操作水平。镇、村级机房采用纯硬件设备实现对终端的播控，设备集成度高，易于操作与维护。
    终端设备的内部构造全部采用模块化设计，模块（电路板）之间采用排线插座式连接，所有电路板集成在设备底盖，拆装只需一把螺丝刀即可，而且可以使维修工作在不带电状态下进行，保证维修人员的人身安全。整个终端设备不涉及到焊接及仪表设备，大大方便了设备的维修维护，降低了设备的维修技术门槛。 
    2.5 具有“湖北特色”的终端设计（防水、防潮、防霉的三防功能）
    **县农村水多、空气湿度大，同时水蒸气中含有较高的盐分。所以调频接收设备在潮湿环境下的长期稳定性，是个十分重要的问题。北京恒星科通科技发展有限公司在三防问题上是采取以下技术手段来解决 调频音柱（收扩机）都采用铝合金一体化机箱外壳，具有很好的防锈功能，我公司调频接收板采用的是贴片技术，每块接收板、功放板都刷了电子“三防漆”，在高潮湿的环境下即使电路板凝结了小水珠也不影响正常工作。
    3、**县有线电视网络环境介绍
    **县有线电视网络几乎已经到每一个行政村组，入户率达到70%。有线电视网络从县到行政村组无交叉，其中一个村有多个光节点的情况。村广播室到光节点需要布电缆或光缆（长度不定）。有线电视网络在乡镇级插入广播“村村响”信号，每个乡镇有线电视光网需配一台光放大器。有线电视网络没有到行政村组的情况采用小功率无线调频覆盖方式。
    4、系统方案设计
    **县广播“村村响”系统采用“FM调频广播+有线电视CATV+小功率无线调频”共缆传输的方式，设计对辖区各乡镇和行政村组进行对农广播信号全覆盖。系统总控中心设在**县人民广播电台，县级总控中心设有广播信号音源管理播出子系统、对所辖行政区域广播终端管理（编辑、添加、删除、修改、采集、）维护子系统、远程信号（手机、短信、GPRS、座机、WEB软件）接入广播子系统；各乡镇广播站设分控中心，可接收上级广播信号和控制管理所辖行政村广播终端，可接人远程通信信号（手机、短信）并进行广播；各行政村设虚拟广播室，本级设备放置在所在乡镇广播站机房，需要广播时可通过多功能通信终端经乡镇广播站设备转播至本村广播终端；县城、各乡镇主要街道、经济条件好的行政村组安装室外调频音柱；经济条件不好的村组可安装室外调频收扩机+高音喇叭实现社组覆盖。
    **县广电局广播“村村响”系统采用广播信号直达技术，上级广播播控信号不经过下级任何一级转发直接控制广播终端，此技术特别有利于**广播模式。**县广播“村村响”系统的建设分阶段分步实施，县级平台、行政村组平台及广播终端、有条件的乡镇平台先建设，后期条件具备再逐步实施。我公司系统的特点恰恰适合这种模式，前后期可以做到平滑升级，不需要改动网络结构和不会造成设备浪费。
    我公司的FM75\FM70调频接收终端设备采用的是PLL数字频率锁相技术，工业级单片机控制，所以每只广播终端上都可以预置1-5个频率（F1—县级正常广播频率，F2—县级应急广播频率，F3—乡镇级正常广播频率，F4-乡镇级应急广播频率，F5-村级正常和应急广播频率），每只终端都可以按照优先级自动选择频率。这样做的好处是上级广播时不需要开启下级广播室的设备（不用经过下级播控中心二次解调再调制）就可进行直接广播，乡里广播时不需要开启村广播室设备就可进行广播。县直接对终端广播时，不管镇广播站、村广播室的设备是否开机、是否故障，都不影响县里的正常播音。
    （1）**县广播“村村响”系统县级平台设计
    **县广播“村村响”系统县级平台系统负责辖区内各乡镇和村广播系统传输转播各级人民广播电台的节目、制作播出本级农村广播节目、在应急状态下播出本级应急信息，对辖区乡镇广播站、村广播室和广播终端实施管理与监控，实现双频率输出。
    **县广播“村村响”系统的功能设计为
    ◆  实现对本级、所辖镇、村的广播覆盖并且不经过镇、村设备转播而直接控制终端（频点直达）；
    ◆  预留与国家应急广播系统对接接口，系统扩容时平滑升级；
    ◆  预留市级其他职能部门设分控中心接入本系统功能;
    ◆  在日常播出状态对全辖区农村广播终端的直播；
    ◆  正常播出状态下实现对乡镇、村级系统的可控播出和优先播出；
    ◆  应急状态下实现对镇、村系统的应急插播或直播；
    ◆  对镇级广播终端和行政村级广播终端实现数字化编码的可寻址播出；
    ◆  具备电话远程控制播出功能；
    ◆  系统对机房设备、广播终端设备具备实时监听、监测功能；
    ◆  系统设备具备良好的防雷功能，与机房的防雷系统妥善连接，确保设施安全；
    ◆  系统实现广播播控信号上级优先、应急优先功能。
    **县广播“村村响”系统中心平台设备配置：主控服务器（含软件平台）、智能型调频调制器、系统智能编码控制主机、有线话筒、不间断电源、广播操作台等。
    区县级广播中心设备参数：
    ①  主控服务器（HX-8100）
主要功能：县级广播“村村响”系统核心设备，软件平台为网络版平台。其对全县所辖终端进行智能化广播操作，定制日常（年、月、日）广播任务列表实现无人值守广播，应急插播全开功能实现紧急情况下的广播，广播终端GIS地图在线式管理，运行状态一目了然，对所辖下级控制平台设备进行监控及运行状态参数采集，对全县所辖终端的工作状态进行监控及运行状态参数采集，基于局域网或广域网远程管理功能。
    硬件参数：
    DELL服务器 R415

    ② 调频调制器（FM1600）

 

 

    主要功能：
    ●  音频输入、射频输出幅度均能可调 ；
    ●  具备双频率输出（正常广播频率与应急广播频率），具备强切功能；
    ●  具有副载波(SCA)调制功能；
    ●  具有SCA调制度自动判断显示功能；
    ●  具有本地线路、本地麦克和CD输入接口；
    ●  宽动态话筒输入，兼容无线动圈式话筒、有源会以话筒
    主要参数：
    ●   频率范围：87-108Mhz，70-90MHz
    ●  频偏：±75Khz(100%调制时)；
    ●  输出电平/功率:0dbm/额定功率+10%；
    ●  音频输入电平调整：±10dbm；
    ●  预加重时间常数：50μs；
    ●  音频输入阻抗：600Ω(平衡）/10KΩ(不平衡）可选；
    ●   寄生调幅噪声：小于-50db(无调制）；
    ●   功率允许偏差：应达到100%，运行时允许在±10%以内；
    ●  SCA频率：67KHZ±1HZ；
    ●  工作电压: AC220V±15%  50Hz±10Hz。

    ③  系统智能编码控制主机（HX-2500）

 

    主要功能：
    ●  具有SCA数据和音频解调功能，要具备3级以上音频与数据解调功能，并要有自动纠错功能，
    ●  具备远程通信（手机、座机、短信、WEB软件）功能，并具备音频输出接口，
    ●  具备一路受控220V电源输出，
    ●  广播断电自动恢复功能，
    ●  通过远程通讯系统对终端主要参数可调，
    ●  编码系统采用数字编码技术、控制指令采用67K副载波编码，
    ●  信号优先级切换功能。
    特别说明：该编码设备在传输数据时采用“正交编织，翰明编码”技术、可传输FM载波+ SCA副载波(67KHz) +CA条件码+包含ID地址的开关机指令、频率及音量调谐指令等多种指令。具备多重防破译、纠错技术，可有效防止系统外强同频信号源的干扰，确保终端系统任何情况下无误开机关。系统编码具有安全性，唯一性，远程电话模块可自动识别通讯工具来电号码，并只对预置授权电话号码和密码开放控制功能，可对远程接入电源授权（设置白名单与黑名单）。具备32位以上编码范围，100组以上授权电话号码存储功能，RS-232输出，方便连接编码器。
    主要参数：
    ●  音频输入阻抗：   10KΩ；
    ●  音频输入电平：    0.7V；
    ●  数据输入格式：    RS-232/485；
    ●  数据速率：           2400bit；
    ●   载波输出幅度：   0-3Vp-p可调；
    ●   输出阻抗：          600欧姆；
    ●  音频信号失真：    ＜0.5%；
    ●  电话接口注入电压： 43V-70V；
    ●  工作电压：             AC220V±10%  50Hz±10Hz；
    ●  工作环境温度：      -5~45℃。

 

    （2）**县各乡镇广播站系统播控平台设计 

    乡镇本级：乡镇级广播系统作用设计为辖区内广播系统传输转播各级人民广播电台的节目、制作播出本级农村广播节目、在应急状态下播出本级应急信息，对所辖行政村实施播出管理和技术支持，实现双频率输出。
    ◆  实现对本级、所辖村的广播覆盖并且不经村级转发设备直接控制终端；
    ◆  具备音频节目制作能力；
    ◆  在日常播出状态可实现对全辖区农村广播的直播；
    ◆  应急状态下可按照应急播出优先原则实现对下级系统的应急插播；
    ◆   对本级行政村级终端实现数字化编码的可寻址播出；
    ◆  对本级、行政村级系统和播出终端具备电话远程控制播出的能力；
    ◆  具备与有线电视传输系统有效连接的输入输出接口；
    ◆  系统应具备实时监听功能；
    ◆  系统设备具备良好的防雷功能，能够与机房的防雷系统妥善连接，确保设施安全。
    乡镇级广播站配置设备：主控服务器、智能型调频调制器、系统智能编码控制主机、 音源等设备。
    各乡镇广播站设备参数：
    ①  乡镇分控服务器（HX-8200）
    主要功能：具备基本的录编播功能，专业声卡进行采集编辑并播出，对广播终端进行点对点、点对区域广播与控制，具有应急插播全开广播功能，对广播终端进行管理。
    硬件主要参数：
    酷睿i5双核2.4G,4G内存，1T硬盘，专业工控计算机，20英寸显示器

 

 

    ② 调频调制器（FM1600C）

    主要功能：
    ●  音频输入、射频输出幅度均能可调 ；
    ●  具备双频率输出（正常广播频率与应急广播频率），具备强切功能；
    ●  具有副载波(SCA)调制功能；
    ●  具有SCA调制度自动判断显示功能；
    ●  具有本地线路、本地麦克和CD输入接口；
    ●  宽动态话筒输入，兼容无线动圈式话筒、有源会以话筒
    主要参数：
    ●  频率范围：87-108Mhz，70-90MHz
    ●  频偏：±75Khz(100%调制时)；
    ●  输出电平/功率:0dbm/额定功率+10%；
    ●  音频输入电平调整：±10dbm；

    ●  预加重时间常数：50μs；
    ●  音频输入阻抗：600Ω(平衡）/10KΩ(不平衡）可选；
    ●  寄生调幅噪声：小于-50db(无调制）；
    ●  功率允许偏差：应达到100%，运行时允许在±10%以内；
    ●  SCA频率：67KHZ±1HZ；
    ●  工作电压: AC220V±15%  50Hz±10Hz。

    ③  系统智能编码控制主机（HX-2500C）

 

    主要功能：
    ●  具有SCA数据和音频解调功能，要具备3级以上音频与数据解调功能，并要有自动纠错功能，
    ●  具备远程通信（手机、座机、短信、WEB客户端）功能，并具备音频输出接口，
    ●  具备一路受控220V电源输出，
    ●  广播断电自动恢复功能，
    ●  通过远程通讯系统对终端主要参数可调，
    ●  编码系统采用数字编码技术、控制指令采用67K副载波编码；
   特别说明：该编码设备在传输数据时采用“正交编织，翰明编码”技术、可传输FM载波+ SCA副载波(67KHz) +CA条件码+包含ID地址的开关机指令、频率及音量调谐指令等多种指令。具备多重防破译、纠错技术，可有效防止系统外强同频信号源的干扰，确保终端系统任何情况下无误开机关。系统编码具有安全性，唯一性，远程电话模块可自动识别通讯工具来电号码，并只对预置授权电话号码和密码开放控制功能，可对远程接入电源授权（设置白名单与黑名单）。具备32位以上编码范围，100组以上授权电话号码存储功能，RS-232输出，方便连接编码器。
    主要参数：
    ●  音频输入阻抗：          10KΩ；
    ●  音频输入电平：           0.7V；
    ●   数据输入格式：          RS-232/485；
    ●  数据速率：                  2400bit；
    ●  载波输出幅度：           0-3Vp-p可调；
    ●  输出阻抗：                  600欧姆；
    ●  音频信号失真：           ＜0.5%；
    ●  电话接口注入电压：    43V-70V；
    ●  工作电压：                  AC220V±10%  50Hz±10Hz；
    ●  工作环境温度：          -5~45℃。
    行政村虚拟广播室：为使广播“村村响”设备便于管理以及经济方面因素考虑，将各行政村广播室设备设在所在乡镇广播站机房，其主要功能是接收行政村远程电话呼入广播信号并根据相应区位码和频率进行紧急插播，按照实际使用要求每4个行政村设置一台智能型调频调制器，便于行政村同时要求广播。行政村虚拟广播室需要的设备有电话接入器和智能调频调制器。

 

    （3）**县广播“村村响”系统行政村虚拟广播室播控系统设计
    行政村设虚拟广播室，其主要设备放置在所在乡镇广播站机房。其中在村本级放置一台远程电话呼叫一体机用于正常和应急广播。