淺析數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)的自動(dòng)化

◆楊國(guó)華 王順泉

（江山市廣播電視總臺(tái) 浙江 324100）

淺析數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)的自動(dòng)化

◆楊國(guó)華 王順泉

（江山市廣播電視總臺(tái) 浙江 324100）

數(shù)字電視前端系統(tǒng)是數(shù)字電視中采集、處理、分析、傳輸數(shù)字信號(hào)必不可少的組成部分。本文主要就數(shù)字電視的前端應(yīng)急系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，分析數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)過程，探討數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)存在的問題，并提出數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)的優(yōu)化改造方法。

數(shù)字電視；前段結(jié)構(gòu)；應(yīng)急系統(tǒng)；優(yōu)化改造

0 引言

數(shù)字電視的前端系統(tǒng)包括信號(hào)輸入、處理、輸出部分及系統(tǒng)管理部分，是數(shù)字電視不可或缺的重要組成部分，它的安全關(guān)系著數(shù)字電視的正常工作，但現(xiàn)階段數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還存在著一些問題，影響了數(shù)字電視節(jié)目的播出質(zhì)量。本文主要就數(shù)字電視前段應(yīng)急系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析總結(jié)，并提出一些優(yōu)化改造措施，希望能對(duì)數(shù)字電視前端系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作有所幫助。

1 數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)概述

數(shù)字電視的前端主要由衛(wèi)星數(shù)字電視接收機(jī)、復(fù)用器、視頻服務(wù)器、編碼器、解碼器、網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備等設(shè)備組成，數(shù)字電視前端系統(tǒng)包括信號(hào)輸入、處理、輸出部分及系統(tǒng)管理四部分，各個(gè)部分相互配合，各自承擔(dān)著不同的功能，應(yīng)急系統(tǒng)是保證數(shù)字電視前端各個(gè)組成部分正常工作的重要保護(hù)裝置。

根據(jù)電視節(jié)目的重要性可以將應(yīng)急系統(tǒng)劃分為三種類型。一些不重要的節(jié)目，觀看的用戶比較少，電視節(jié)目播出要求相對(duì)較低，對(duì)于應(yīng)急系統(tǒng)的要求也會(huì)有所降低，這一類節(jié)目的應(yīng)急系統(tǒng)一般只需要配備手動(dòng)應(yīng)急切換開關(guān)即可，關(guān)鍵設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號(hào)的N+1冷備份即可。而一些比較基礎(chǔ)的節(jié)目，大多數(shù)用戶都會(huì)觀看，因此，這類節(jié)目的播出要求相對(duì)較高，應(yīng)急系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中需要注意的部分相對(duì)較多，這種情況下備路信號(hào)切換時(shí)應(yīng)該以自動(dòng)切換為主、手動(dòng)為輔，復(fù)用器、調(diào)制器、網(wǎng)管系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備要能夠?qū)崿F(xiàn)N+1熱備份，比較重要的電視節(jié)目播出時(shí)必須保證萬無一失，應(yīng)急系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須要能夠滿足這一播出需求，此時(shí)備路信號(hào)切換時(shí)同樣以自動(dòng)切換為主、手動(dòng)為輔，關(guān)鍵設(shè)備要能夠?qū)崿F(xiàn)1+1熱備份，主設(shè)備及備用設(shè)備都必須有信號(hào)傳輸，主備用信號(hào)的選擇輸出由射頻切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)。

2 數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)

下文主要從信號(hào)源切換、復(fù)用器、BNG 調(diào)制器 1+1 自動(dòng)熱備份、數(shù)字電視加密系統(tǒng)、電子節(jié)目指南（EPG）系統(tǒng)以及射頻自動(dòng)切換開關(guān)幾個(gè)方面簡(jiǎn)單分析數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方法。

2.1 信號(hào)源的自動(dòng)切換

前端信號(hào)源的種類比較多，比如衛(wèi)星接收信號(hào)、自辦節(jié)目信號(hào)、微波傳送信號(hào)等等。一般來說，自辦節(jié)目信號(hào)的可靠性比較高，數(shù)字電視節(jié)目的播出部會(huì)直接使用光纖自動(dòng)切換的方式將自辦節(jié)目信號(hào)傳送到前端機(jī)房。而微波傳送信號(hào)、衛(wèi)星接收信號(hào)等數(shù)字信號(hào)需要使用碼流自動(dòng)切換器進(jìn)行傳送，傳送過程中，主、備、墊碼流會(huì)被碼流切換器實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)其進(jìn)行基于TR101 290標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)報(bào)警分析，一般發(fā)現(xiàn)某一路電視節(jié)目存在同步字節(jié)錯(cuò)誤等等問題，碼流自動(dòng)切換器會(huì)自行按照預(yù)定規(guī)則進(jìn)行切換，保證了數(shù)字電視信號(hào)源的穩(wěn)定性。

2.2 復(fù)用器、BNG 調(diào)制器 1+1 自動(dòng)熱備份

數(shù)字電視前端系統(tǒng)的核心即復(fù)用器和 BNG 調(diào)制器，它們?cè)谂渲脮r(shí)需要花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，參數(shù)比較復(fù)雜。NMX 網(wǎng)管系統(tǒng)能夠與復(fù)用器和 BNG 調(diào)制器建立連接，連接后，相應(yīng)的主、備自動(dòng)切換關(guān)系會(huì)在NMX 系統(tǒng)里建立起來。為了保證NMX網(wǎng)管系統(tǒng)的安全性，可以采用雙機(jī)冗余自動(dòng)切換技術(shù)。

2.3 數(shù)字電視加密系統(tǒng)（CAS）

數(shù)字電視加密系統(tǒng)是保證數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)有序開展的基礎(chǔ)，不同的數(shù)字電視選擇的加密方式會(huì)有一定區(qū)別。前端子系統(tǒng)、終端接收子系統(tǒng)等共同組成了加密系統(tǒng)，加密系統(tǒng)在對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加密時(shí)，首先在信號(hào)發(fā)射端的控制字發(fā)生器產(chǎn)生控制字，這些控制字經(jīng)過加擾器等等裝置的加密計(jì)算形成授權(quán)控制信息（ECM），授權(quán)控制系統(tǒng)將業(yè)務(wù)密鑰傳送至加密器，加密器對(duì)業(yè)務(wù)密鑰加密形成授權(quán)管理信息（EMM），授權(quán)控制信息和授權(quán)管理信息經(jīng)過MPEG-2復(fù)用器進(jìn)入MPEG-2數(shù)據(jù)包。用戶管理系統(tǒng)根據(jù)數(shù)字電視節(jié)目的訂購(gòu)、收看情況將指令發(fā)送給授權(quán)控制系統(tǒng)，由授權(quán)控制系統(tǒng)決定用戶是否有權(quán)力收看、接收數(shù)字節(jié)目，即業(yè)務(wù)密鑰產(chǎn)生。

2.4 電子節(jié)目指南（EPG）系統(tǒng)

電視節(jié)目指南系統(tǒng)是數(shù)字電視與模擬電視重要的區(qū)別標(biāo)志之一，它是數(shù)字電視的重要優(yōu)勢(shì)，它的應(yīng)用使得數(shù)字電視用戶能夠方便檢索自己喜歡的電視節(jié)目，通過電子節(jié)目指南，用戶能夠查看到更多的如節(jié)目簡(jiǎn)介、片段等等信息。一般來說，EPG服務(wù)器及SI 注入器共同組成了電視節(jié)目指南系統(tǒng)，為了保證系統(tǒng)信息的安全穩(wěn)定，實(shí)際的使用過程中可以采用雙機(jī)冗余熱備份技術(shù)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

2.5 射頻自動(dòng)切換開關(guān)

射頻自動(dòng)切換開關(guān)是前端系統(tǒng)的重要組成部分，可以對(duì)主路及備份的信號(hào)進(jìn)行持續(xù)地監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)信號(hào)的電平故障，并根據(jù)預(yù)設(shè)好的門限切換開關(guān)線路，保證了信號(hào)源的安全性。

3 數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)存在的問題

目前來說我國(guó)的數(shù)字電視前段應(yīng)急系統(tǒng)還存在著一些問題，嚴(yán)重影響了電視節(jié)目的安全播出，比如數(shù)字電視的信號(hào)會(huì)經(jīng)過信源編碼形成基本的碼流，節(jié)目碼流分為單節(jié)目碼流和多節(jié)目碼流兩種。單節(jié)目流是基本碼流與數(shù)字信息經(jīng)過復(fù)用形成的，多節(jié)目碼流由單節(jié)目碼流和數(shù)字信息復(fù)用形成?，F(xiàn)階段，數(shù)學(xué)電視前端系統(tǒng)使用的大多數(shù)節(jié)目碼流都是ASI信號(hào)格式，數(shù)字電視前端接收到信號(hào)后會(huì)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行基于傳輸流的自動(dòng)切換，這些傳輸流是由許多個(gè)節(jié)目及數(shù)據(jù)信息合成的，其中任何一個(gè)節(jié)目出現(xiàn)問題，都會(huì)使切換器自動(dòng)切換信號(hào)。信號(hào)切換的瞬間必然會(huì)影響信號(hào)的質(zhì)量，導(dǎo)致電視節(jié)目播出時(shí)出現(xiàn)馬賽克甚至黑屏的不良現(xiàn)象，會(huì)影響到電視節(jié)目的正常播出。此外，如果是電視臺(tái)的原因造成某一個(gè)節(jié)目故障，自動(dòng)切換器會(huì)將所有的電視信號(hào)切到圖卡信號(hào)上，會(huì)嚴(yán)重影響電視節(jié)目的順利播出，此時(shí)如果自動(dòng)切換器在信號(hào)切換的過程中出現(xiàn)問題，還會(huì)影響輸出的節(jié)目碼流的質(zhì)量，觸發(fā)其它相關(guān)設(shè)施如射頻開關(guān)等裝置的自動(dòng)切換，這對(duì)于數(shù)字電視節(jié)目的播出十分不利。

4 數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)的優(yōu)化改造

數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中存在著一些安全隱患，威脅到了數(shù)字電視系統(tǒng)的安全性，因此，必須對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改造。下文主要從重要電視節(jié)目的角度簡(jiǎn)單分析一下優(yōu)化改造的方法。數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)的優(yōu)化改造應(yīng)該注意盡可能少地更換系統(tǒng)原有的設(shè)備，優(yōu)化過程中為了減少系統(tǒng)改造的作業(yè)量，降低改造需要的資源，可以在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上增加一些碼流分配器、信號(hào)線等部件，使用碼流分配器對(duì)數(shù)字電視系統(tǒng)的信號(hào)源進(jìn)行分流，比如，通過碼流分配器將上級(jí)傳下來的MPTS流細(xì)分成MPTS1～MPTS N然后輸出，在系統(tǒng)后面部分增加一定數(shù)量的手動(dòng)/自動(dòng)應(yīng)急開關(guān)，將細(xì)分后的信號(hào)源與復(fù)用器進(jìn)行連接，由復(fù)用器對(duì)其進(jìn)行復(fù)用傳輸，最后將信號(hào)源與調(diào)制器連接，調(diào)制器會(huì)將信號(hào)源調(diào)制成為射頻信號(hào)，射頻信號(hào)經(jīng)過射頻開關(guān)最后輸出到混合器。此外，為了避免單個(gè)節(jié)目流影響到整個(gè)節(jié)目流的安全，數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)的優(yōu)化改造中應(yīng)該將多節(jié)目碼流轉(zhuǎn)換成單節(jié)目碼流，比如在設(shè)置QoS時(shí)，將某一個(gè)節(jié)目的QoS設(shè)置與其它節(jié)目的QoS設(shè)置區(qū)別開來，優(yōu)化改造后，使用自動(dòng)切換器切換信號(hào)源時(shí)，只需要監(jiān)制和切換MPTS傳輸流中與其它節(jié)目的QoS不同的信號(hào)，某一個(gè)節(jié)目出現(xiàn)問題時(shí)也不會(huì)觸發(fā)自動(dòng)切換器進(jìn)行切換，也就實(shí)現(xiàn)了多節(jié)目碼流到單節(jié)目碼流的轉(zhuǎn)換，就能夠避免以往的數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，對(duì)于提高數(shù)字電視系統(tǒng)播出的穩(wěn)定系與安全性十分有幫助。

5 結(jié)束語

由上文的分析總結(jié)可以知道，現(xiàn)階段數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中存在著一定的安全隱患，嚴(yán)重影響了數(shù)字電視節(jié)目的安全播出，廣播電視是重要的大眾傳播媒體，承擔(dān)著國(guó)家宣傳的責(zé)任，是引導(dǎo)社會(huì)輿論、保證政府政令暢通的重要方法，同時(shí)也是廣大民眾日常生活中重要的娛樂手段，對(duì)于廣大觀眾有著重要的政治影響和社會(huì)影響。可以說廣播電視的安全播出對(duì)于保證社會(huì)和諧發(fā)展，促進(jìn)國(guó)家政治經(jīng)濟(jì)文化的安全穩(wěn)定十分重要。因此，相關(guān)研究設(shè)計(jì)人員必須加快數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)的優(yōu)化改造的步伐，促進(jìn)數(shù)字電視節(jié)目的安全播出。

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