论文部分内容阅读
【摘要】江苏卫星地球站承担着江苏卫视标高清、优漫卡通和江苏十套广播电视节目的播出任务。上星系统维护工作非常重要，根据多年维护经验，结合卫星站实际情况，分析上星系统日常维护所需注意的重点设备和关键事项。
【关键词】卫星广播;上星系统设备维护;关注重点
江苏卫星地球站是江苏省广播电视总台发射传输部所属的重要播出部门，现承担着江苏卫视高清频道、江苏卫视标清频道、优漫卡通卫视频道、江苏新闻广播以及江苏交通广播网等10套广播节目的上星传输覆盖任务，曾自主研发过卫星站抗干扰自动功率增益系统、卫星站网管系统、卫星站频谱智能分析监测系统、卫星站可视化系统等软件系统，为确保卫星广播电视的不间断优质播出，卫星站上星系统设备的维护极其重要。笔者结合本站的实际情况和多年的工作经验，探析维护工作中需关注的重点事项。
1. 上星系统所有设备定期除尘至关重要
近些年雾霾天气增多，空气中粉尘和PM2.5严重超标，江苏卫星站上星系统设备多自带风扇，处于24小时工作状态的设备会产生一定的静电和磁场，加上风扇运转产生的吸力，使空气中悬浮尘埃颗粒吸进机器内部，形成静电吸附，导电性尘埃落入上星系统设备中，会使有关材料的绝缘性能降低，导致短路、过热等现象发生，绝缘性尘埃则可能引起设备接插件触点接触不良。维护人员进出会将部分灰尘带入机房，若机房门窗密封性能不好、调节环境温度的空调系统也会将少量灰尘带入机房，江苏卫星站曾出现过因粉尘原因而引发设备损坏的情况。为降低因粉尘引起的故障率，除了每天对机房内部的常规清洁，卫星站各机房都配置了大功率空气净化器。2014年卫视高清频道本地上星，卫星站对机房空调系统进行了改造，将机房窗户封闭，在2号机房高功放室安装了精密空调和新风系统，保障机房的清洁度和温湿度。
为做好上星系统设备维护除尘，江苏卫星站根据设备工作实际需求和维护厂商建议，按时间和设备结构两个维度，制定了设备除尘维护周期，按时间进行维护分为：①月度维护（对设备滤网除尘清洁）;②日常维护除尘（对设备表面进行除尘）;③年度除尘维护（清洗功放速调管等）。按照设备结构分两类维护①带滤网设备;②不带滤网设备。所有设备的维护由专门维护工程师负责。
除尘维护工作的重点是做好速调管高功放的维护。作为地球站重要播出设备，高功放的作用是将上变频器输出的高频信号放大成能满足卫星接收需要的大功率微波信号，是上星系统设备中相对故障率最高，维护工作涉及面较多的设备。对于这类关键设备，卫星站一直采取防重于治，做好维护工作，保证其正常平稳运行。根据笔者多年工作经验，高功放维护工作需做好以下五点：
（1）重视机房环境温度（25度左右）、湿度（30%-65%）的保持，夏季高温、高湿环境易导致高功放故障、特别是高压器件故障的发生。
（2）重视高功放机房防尘，定期清理高功放滤尘网，检查风扇、风机运转情况，如风扇运转不畅或有响声应及时更换，散热风机在40000小时需进行更换，根据实际情況更换风机的轴承进行。
（3）重视记录高功放面板主要参数，指示灯是否正常，检查高功放的线缆、波导连接情况;定期分析整理高功放主要参数变化值及各种告警信息，根据这些信息预测可能出现的故障和部位，并对该部位进行检测和维修，对零部件及时更换。
（4）重视对高功放主要技术指标及测试点的测量，分析查找产生指标和测试数据变化的原因，有针对性地进行调整或采取适当的应急处理措施。
（5）重视整机腔体（收集极）清洁。速调管结构如图1所示，速调管收集极清洁需要确认以下五点后进行：①根据滤尘系统环境条件判定清洗周期，通常6个月进行一次清洁; ②检查管体风机声音有无异常变化;③调节风压开关（与环境温度、湿度和气压有关）;④当出风为100°C时设备高温告警，当出风为110°C时设备出现高温故障（工厂设置值）;⑤检查进风、出风温度，进风和出风温度差≥55°C。
对速调管收集极的清洁步骤如下：①使用工具：刷子、布条、无水酒精、吹风机;②关机前的准备及关机：关闭主电源开关;③卸下前面板通信电缆、固定螺丝;④拆下后面板的输入馈线、输出波导（封口）、高压电缆;⑤拉出射频单元的抽屉式滑轨;⑥拆下收集极风罩（注意先下风罩的四个螺丝）;⑦利用吸、吹、擦方法对各部分进行清洁;⑧清洁后，收集极风罩接缝处涂好密封胶（DOW CORNING 3145RTV），装回风罩，推回抽屉式滑轨;⑨重新连接好原有的通信、高压线缆，将高功放复原;⑩做开机前最后检查，对速调管收集极的清洁工作结束。
CPI GEN IV 系列3000W速调管高功放常见三种故障，主菜单上出现：
（1）“LOW AIRFLOW FAULT#F308”（低风压故障）;处理办法：①检查风扇; ②检查进风、出风温度;③检查风机声音变化; ④调节风压开关（功放出风口温度ALARM门限的值设置为比正常工作温度高2～3度，不会掉高压）。
（2）“106 BODY OVERCURRGET FAULT”（体电流过大故障）;处理办法：①检查激励，过大会使速调管工作在饱和状态;②检查气密性降低（漏气），管子损坏;③检查收集极或与其相连的器件触地，也会造成体电流过大;④管子使用年限过长，老化。
（3）“F300 BLOWER INTERLOCK FAULT”（风箱内部互锁故障）;只是外部接口板存在故障，与管子没有直接关系。
2. 上星系统倒换节点的冗余倒换开关功能测试
根据总局62号令《卫星站实施细则》中规定：上行链路至少具备2个切换环节，且上行链路设备故障时，均能通过所设置的切换环节进行自动、手动切换保证正常播出。
江苏卫星站上星系统切换环节根据信号种类分为：SDI∕AES、ASI、IF和RF倒换。这些切换环节的倒换开关在上行链路的信号或者设备发生故障时自动倒换确保了广播电视节目的安全播出。为防止设备故障，江苏卫星站上星系统在各倒换节点共设置了3个跳线架，以SDI信号跳线架（图2）为例，在发生故障系统不能自动倒换时，值班人员判断故障点后直接在跳线架上跳线，以保证系统正常运行。如江苏卫视高清主信号中断，SDI倒换器不能自动倒换，值班人员判断故障点后，将卫视高清备信号（GT2-1接口）直接跳线至主编码器（GT1-5接口），确保信号正常。
为保证倒换开关工作正常，卫星站在每次月度维护中对各倒换节点进行冗余倒换开关功能测试，模拟系统故障时也使用跳线插拔模拟信号中断。月度维护中，卫星站通常根据倒换开关使用频率分别进行两种倒换测试：①模拟信号流中断，用跳线直接插拔信号输入口，查看倒换节点开关能否自动倒换：如SDI∕AES、ASI的节点倒换;②手动倒换平时不常用的倒换开关，如高功放手动倒换开关、备播系统倒换开关和天线倒换开关。每月的冗余倒换开关功能测试，既锻炼了技术人员在遇到信号发生异常时的处置操作能力，也保证了各节点倒换开关在遇到系统故障时的正常倒换。
值得关注的是，作为上星系统安全运行的重要保障卫星站抗干扰自动功率增益系统和网管系统需要定期维护更新，抗干扰自动功率增益系统在抵制信号受干扰中作用巨大，网管的故障报警和信息显示则是判断系统故障来源的主要手段，也是上星系统各倒换节点需要应急手动切换操作的主要判断依据，笔者在值班巡机时曾发现抗干扰自动增益系统显示界面正常实则电脑已死机的情况，将电脑重启系统重新运行后正常，所以在维护工作做好的同时，日常值班人员对设备和系统的巡查非常重要。
江苏卫星站的播出系統自上星以来已平稳运行二十多年，期间进行了数字化改造、630转星工程等重大项目。为了不影响安全播出，一些项目的建设都是在每月维护日中完成，截止2020年5月，江苏卫星地球站在克服5G干扰、雨雪天等恶劣环境下，已连续5年零秒停播。这份骄人的成绩与技术人员对设备的精心维护工作密不可分。
参考文献：
[1]《卫星通信设备操作维护手册》，人民邮电出版社，2009年.
[2]张丽娟，王芳，室内环境污染的来源和建议，科学创新导报，2010年.
[3]卫星地球站常见故障及处理，数字通信世界，2015年.
[4]兵团卫星地球站备用系统高功放选型，广播电视信息，2017年.
【关键词】卫星广播;上星系统设备维护;关注重点
江苏卫星地球站是江苏省广播电视总台发射传输部所属的重要播出部门，现承担着江苏卫视高清频道、江苏卫视标清频道、优漫卡通卫视频道、江苏新闻广播以及江苏交通广播网等10套广播节目的上星传输覆盖任务，曾自主研发过卫星站抗干扰自动功率增益系统、卫星站网管系统、卫星站频谱智能分析监测系统、卫星站可视化系统等软件系统，为确保卫星广播电视的不间断优质播出，卫星站上星系统设备的维护极其重要。笔者结合本站的实际情况和多年的工作经验，探析维护工作中需关注的重点事项。
1. 上星系统所有设备定期除尘至关重要
近些年雾霾天气增多，空气中粉尘和PM2.5严重超标，江苏卫星站上星系统设备多自带风扇，处于24小时工作状态的设备会产生一定的静电和磁场，加上风扇运转产生的吸力，使空气中悬浮尘埃颗粒吸进机器内部，形成静电吸附，导电性尘埃落入上星系统设备中，会使有关材料的绝缘性能降低，导致短路、过热等现象发生，绝缘性尘埃则可能引起设备接插件触点接触不良。维护人员进出会将部分灰尘带入机房，若机房门窗密封性能不好、调节环境温度的空调系统也会将少量灰尘带入机房，江苏卫星站曾出现过因粉尘原因而引发设备损坏的情况。为降低因粉尘引起的故障率，除了每天对机房内部的常规清洁，卫星站各机房都配置了大功率空气净化器。2014年卫视高清频道本地上星，卫星站对机房空调系统进行了改造，将机房窗户封闭，在2号机房高功放室安装了精密空调和新风系统，保障机房的清洁度和温湿度。
为做好上星系统设备维护除尘，江苏卫星站根据设备工作实际需求和维护厂商建议，按时间和设备结构两个维度，制定了设备除尘维护周期，按时间进行维护分为：①月度维护（对设备滤网除尘清洁）;②日常维护除尘（对设备表面进行除尘）;③年度除尘维护（清洗功放速调管等）。按照设备结构分两类维护①带滤网设备;②不带滤网设备。所有设备的维护由专门维护工程师负责。
除尘维护工作的重点是做好速调管高功放的维护。作为地球站重要播出设备，高功放的作用是将上变频器输出的高频信号放大成能满足卫星接收需要的大功率微波信号，是上星系统设备中相对故障率最高，维护工作涉及面较多的设备。对于这类关键设备，卫星站一直采取防重于治，做好维护工作，保证其正常平稳运行。根据笔者多年工作经验，高功放维护工作需做好以下五点：
（1）重视机房环境温度（25度左右）、湿度（30%-65%）的保持，夏季高温、高湿环境易导致高功放故障、特别是高压器件故障的发生。
（2）重视高功放机房防尘，定期清理高功放滤尘网，检查风扇、风机运转情况，如风扇运转不畅或有响声应及时更换，散热风机在40000小时需进行更换，根据实际情況更换风机的轴承进行。
（3）重视记录高功放面板主要参数，指示灯是否正常，检查高功放的线缆、波导连接情况;定期分析整理高功放主要参数变化值及各种告警信息，根据这些信息预测可能出现的故障和部位，并对该部位进行检测和维修，对零部件及时更换。
（4）重视对高功放主要技术指标及测试点的测量，分析查找产生指标和测试数据变化的原因，有针对性地进行调整或采取适当的应急处理措施。
（5）重视整机腔体（收集极）清洁。速调管结构如图1所示，速调管收集极清洁需要确认以下五点后进行：①根据滤尘系统环境条件判定清洗周期，通常6个月进行一次清洁; ②检查管体风机声音有无异常变化;③调节风压开关（与环境温度、湿度和气压有关）;④当出风为100°C时设备高温告警，当出风为110°C时设备出现高温故障（工厂设置值）;⑤检查进风、出风温度，进风和出风温度差≥55°C。
对速调管收集极的清洁步骤如下：①使用工具：刷子、布条、无水酒精、吹风机;②关机前的准备及关机：关闭主电源开关;③卸下前面板通信电缆、固定螺丝;④拆下后面板的输入馈线、输出波导（封口）、高压电缆;⑤拉出射频单元的抽屉式滑轨;⑥拆下收集极风罩（注意先下风罩的四个螺丝）;⑦利用吸、吹、擦方法对各部分进行清洁;⑧清洁后，收集极风罩接缝处涂好密封胶（DOW CORNING 3145RTV），装回风罩，推回抽屉式滑轨;⑨重新连接好原有的通信、高压线缆，将高功放复原;⑩做开机前最后检查，对速调管收集极的清洁工作结束。
CPI GEN IV 系列3000W速调管高功放常见三种故障，主菜单上出现：
（1）“LOW AIRFLOW FAULT#F308”（低风压故障）;处理办法：①检查风扇; ②检查进风、出风温度;③检查风机声音变化; ④调节风压开关（功放出风口温度ALARM门限的值设置为比正常工作温度高2～3度，不会掉高压）。
（2）“106 BODY OVERCURRGET FAULT”（体电流过大故障）;处理办法：①检查激励，过大会使速调管工作在饱和状态;②检查气密性降低（漏气），管子损坏;③检查收集极或与其相连的器件触地，也会造成体电流过大;④管子使用年限过长，老化。
（3）“F300 BLOWER INTERLOCK FAULT”（风箱内部互锁故障）;只是外部接口板存在故障，与管子没有直接关系。
2. 上星系统倒换节点的冗余倒换开关功能测试
根据总局62号令《卫星站实施细则》中规定：上行链路至少具备2个切换环节，且上行链路设备故障时，均能通过所设置的切换环节进行自动、手动切换保证正常播出。
江苏卫星站上星系统切换环节根据信号种类分为：SDI∕AES、ASI、IF和RF倒换。这些切换环节的倒换开关在上行链路的信号或者设备发生故障时自动倒换确保了广播电视节目的安全播出。为防止设备故障，江苏卫星站上星系统在各倒换节点共设置了3个跳线架，以SDI信号跳线架（图2）为例，在发生故障系统不能自动倒换时，值班人员判断故障点后直接在跳线架上跳线，以保证系统正常运行。如江苏卫视高清主信号中断，SDI倒换器不能自动倒换，值班人员判断故障点后，将卫视高清备信号（GT2-1接口）直接跳线至主编码器（GT1-5接口），确保信号正常。
为保证倒换开关工作正常，卫星站在每次月度维护中对各倒换节点进行冗余倒换开关功能测试，模拟系统故障时也使用跳线插拔模拟信号中断。月度维护中，卫星站通常根据倒换开关使用频率分别进行两种倒换测试：①模拟信号流中断，用跳线直接插拔信号输入口，查看倒换节点开关能否自动倒换：如SDI∕AES、ASI的节点倒换;②手动倒换平时不常用的倒换开关，如高功放手动倒换开关、备播系统倒换开关和天线倒换开关。每月的冗余倒换开关功能测试，既锻炼了技术人员在遇到信号发生异常时的处置操作能力，也保证了各节点倒换开关在遇到系统故障时的正常倒换。
值得关注的是，作为上星系统安全运行的重要保障卫星站抗干扰自动功率增益系统和网管系统需要定期维护更新，抗干扰自动功率增益系统在抵制信号受干扰中作用巨大，网管的故障报警和信息显示则是判断系统故障来源的主要手段，也是上星系统各倒换节点需要应急手动切换操作的主要判断依据，笔者在值班巡机时曾发现抗干扰自动增益系统显示界面正常实则电脑已死机的情况，将电脑重启系统重新运行后正常，所以在维护工作做好的同时，日常值班人员对设备和系统的巡查非常重要。
江苏卫星站的播出系統自上星以来已平稳运行二十多年，期间进行了数字化改造、630转星工程等重大项目。为了不影响安全播出，一些项目的建设都是在每月维护日中完成，截止2020年5月，江苏卫星地球站在克服5G干扰、雨雪天等恶劣环境下，已连续5年零秒停播。这份骄人的成绩与技术人员对设备的精心维护工作密不可分。
参考文献：
[1]《卫星通信设备操作维护手册》，人民邮电出版社，2009年.
[2]张丽娟，王芳，室内环境污染的来源和建议，科学创新导报，2010年.
[3]卫星地球站常见故障及处理，数字通信世界，2015年.
[4]兵团卫星地球站备用系统高功放选型，广播电视信息，2017年.