河北地球站高清節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)的組成及應(yīng)用

韓 冬

(河北省廣播電視衛(wèi)星地球站 衛(wèi)視機房，河北 石家莊 050011)

目前，高清節(jié)目上星直播在全國各地球站已經(jīng)十分普遍.高清節(jié)目播出系統(tǒng)相對原有的標(biāo)清節(jié)目播出系統(tǒng)運行設(shè)備更加復(fù)雜，需要監(jiān)測的環(huán)節(jié)也相應(yīng)增加.單純依靠增加人力提高監(jiān)測水平會導(dǎo)致運行成本顯著增加，使用高清節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)是目前較為合理且效果顯著的解決辦法.

1 高清節(jié)目播出系統(tǒng)主要監(jiān)測環(huán)節(jié)

河北地球站高清節(jié)目播出系統(tǒng)需要完成信號自動切換，切換過程需對接收和輸出信號進(jìn)行密切監(jiān)測.

(1)對兩組主、備信號源(即光端機和微波)接收的ASI(異步串行接口)信號進(jìn)行三選一自動切換，通過比對監(jiān)測系統(tǒng)信號源監(jiān)測結(jié)果，結(jié)合切換要求，自動進(jìn)行信號選擇，完成切換.

(2)對主、備復(fù)用器輸出的ASI信號進(jìn)行三選一自動切換，通過比對監(jiān)測系統(tǒng)信號源監(jiān)測結(jié)果，結(jié)合切換要求，自動進(jìn)行信號選擇，完成切換.

高清節(jié)目播出系統(tǒng)工作流程見圖1.

圖1 高清節(jié)目播出系統(tǒng)工作流程

2 高清節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)主要技術(shù)要求、組成和應(yīng)用

2.1 要求

(1)實時監(jiān)測4路信號源以及2路復(fù)用器輸出，共6路ASI信號.每個ASI信號為單節(jié)目碼流，包含1套數(shù)字電視高清節(jié)目.需對高清節(jié)目進(jìn)行解碼和多畫面監(jiān)視、監(jiān)測.

(2)對調(diào)制器輸出、衛(wèi)星上行和衛(wèi)星下行的共9路QPSK(正交相移鍵控)信號進(jìn)行監(jiān)測，每個QPSK信號為單節(jié)目碼流頻點，包含1套數(shù)字電視高清節(jié)目.需對高清節(jié)目進(jìn)行解調(diào)、解碼和多畫面監(jiān)視、監(jiān)測.

2.2 組成和應(yīng)用

高清節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)組成見圖2.

圖2 高清節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)組成

2.2.1 信源監(jiān)測

高清節(jié)目播出系統(tǒng)是區(qū)別于標(biāo)清節(jié)目播出系統(tǒng)的獨立播出系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)播出內(nèi)容一致，不同之處在于：一是播出內(nèi)容的清晰度.高清節(jié)目播出系統(tǒng)要求送至地球站的信號源必須是4路高清信號，分別為光纖1、2路，微波1、2路，4路信號要求相互獨立.二是高清節(jié)目是收費項目.系統(tǒng)需要加密、加擾，加擾信號需要實時監(jiān)測.由于增加了加擾系統(tǒng)，且當(dāng)前加密過程在復(fù)用器中完成，需要對復(fù)用器單獨檢測.而標(biāo)清節(jié)目播出系統(tǒng)不需要監(jiān)測復(fù)用器.

信源、復(fù)用器輸出以及加擾狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)配置組成如下：配置1臺BHC20002 U工業(yè)機箱，每臺機箱可插4塊板卡，采用相應(yīng)的接口背板，橫插式板卡后裝載可熱插拔，由BHP1000冗余熱備份電源直流供電.[1]配置1臺BHP1000冗余熱備份電源，其中內(nèi)含3個單路BHP1000-OP1 150 W電源模塊.每臺BHP1000可以配置3個電源模塊，支持多至3路交流輸入，多路電源模塊均衡負(fù)載，提供4路完全并聯(lián)的12 V直流輸出，與采用直流電源輸入接口的BHC20002 U工業(yè)機箱配合使用[2]，提供高可靠性電源.另外，從復(fù)用器環(huán)節(jié)開始的解碼均需配備解擾卡(解密卡)，而之前的4路信源是未加擾的清流，不需要解擾卡.

2.2.2 信號源碼流實時監(jiān)測

配置1塊BHA31多通道ASI碼流監(jiān)測卡，接入6路數(shù)字電視ASI信號，專門用于對信號源碼流進(jìn)行實時監(jiān)測，完成TS over IP(傳輸流轉(zhuǎn)IP網(wǎng)絡(luò))碼流組播、監(jiān)測數(shù)據(jù)組播等功能.

監(jiān)測卡有2個模塊，每個模塊實時監(jiān)測8路ASI碼流，2組信源(即光纖信號和微波信號)和主備復(fù)用器ASI共計6路，另外單獨1路用于墊播信號.當(dāng)4路來站信號均中斷時，臨時切換墊播信號，剩下1路用于備份或擴容改造升級，合計8路.

監(jiān)測卡有2個網(wǎng)口輸出碼流，用于輸出監(jiān)測數(shù)據(jù)以及對系統(tǒng)進(jìn)行配置，采集到的數(shù)據(jù)輸送到碼流分析儀，并進(jìn)行匯總、整理、分析.

碼流監(jiān)測包括TR101 290碼流三級錯誤監(jiān)測、PID(標(biāo)志性傳輸包)帶寬監(jiān)測、信道故障監(jiān)測、TS流對比監(jiān)測、CA對比監(jiān)測等.

2.2.3 調(diào)制后的接收信號監(jiān)測

選配1臺BHC1000 iMOD 2U工業(yè)機箱，每個機箱內(nèi)最多可插10塊板卡，接口背板必須配套板卡數(shù)目選用，豎插式的板卡裝載支持熱插拔，板卡需要配備1+1冗余電源.

在機箱內(nèi)選用9塊BHQP03 DVB-S衛(wèi)星數(shù)字電視監(jiān)測卡，接入9路格式為DVB-S的衛(wèi)星數(shù)字電視射頻信號，對這9路節(jié)目進(jìn)行節(jié)目的接收、測量信道指標(biāo)、分析碼流、多節(jié)目的解擾、碼流TS over IP輸出等.同樣由于處于加密環(huán)節(jié)之后，需插入解擾卡方可解密.

每塊卡可以實時監(jiān)測1個QPSK頻點，需要配置9塊卡，其中3塊用于主備調(diào)制器監(jiān)測，6塊用于大小衛(wèi)星天線接收、耦合監(jiān)測.該模塊具有較好的防干擾能力，可以滿足廣播電視對信號傳輸?shù)囊?

2.2.4 多畫面顯示監(jiān)測

配置2臺多畫面監(jiān)測報警主機，系統(tǒng)軟件為TrinityAres-Display，即博匯系統(tǒng)，接收網(wǎng)絡(luò)傳來的碼流，最多可實時解碼18套高清數(shù)字電視、音頻節(jié)目，可以進(jìn)行視音頻內(nèi)容的實時監(jiān)測和多畫面組合顯示，也可以定義分組輪巡顯示和監(jiān)測.監(jiān)測節(jié)目列表中可以看到節(jié)目信息以及所監(jiān)測的告警信息，多畫面顯示監(jiān)測截圖展示見圖3.如在節(jié)目名為HEBei-TV信息中可以自定義名稱為光纖1路信號，所涉及到的正在監(jiān)測的故障報警為：靜幀故障、黑場故障、視頻丟失、解碼異常、音頻丟失、音量過低等，基本包含了當(dāng)前節(jié)目可能發(fā)生的各種異常告警.每一項告警需要單獨設(shè)置門限時間、監(jiān)測時段，如靜幀故障設(shè)定為10 s、監(jiān)測時段為24 h等.對不需要的告警如音量過高、測試圖故障、彩條故障等可以選擇不監(jiān)測.所有的告警傳輸給裝有音頻報警服務(wù)器軟件的主機，實現(xiàn)報警效果.每臺主機上有1個千兆網(wǎng)口用于輸入解擾后的清流節(jié)目，輸出監(jiān)測數(shù)據(jù)以及對設(shè)備的配置.每臺主機的監(jiān)測信息不僅可供本站使用，也可實時發(fā)送至他站配合監(jiān)測.

圖3 多畫面顯示監(jiān)測截圖展示

2.2.5 碼流分析

碼流分析采用的是一款系統(tǒng)軟件，可以收集所有監(jiān)測信號的傳輸狀態(tài)、碼流監(jiān)測到的數(shù)據(jù)以及故障報警信息，分析并提示匹配故障代碼，通過語音進(jìn)行集中播報.碼流分析系統(tǒng)截圖展示見圖4.系統(tǒng)配置管理所有監(jiān)測設(shè)備，配置監(jiān)測參數(shù)和監(jiān)測門限等，并實時記錄、顯示各主要節(jié)點的功率值、帶寬，也可以查詢各項歷史記錄和故障記錄，在監(jiān)測到的傳輸數(shù)據(jù)流中可以直觀看到來路ASI信號經(jīng)過調(diào)制后轉(zhuǎn)換QPSK信號.在播出系統(tǒng)的搭建和后期調(diào)試過程中，碼流分析系統(tǒng)也可以作為一種輔助工具.

圖4 碼流分析軟件截圖展示

3 結(jié)語

利用河北地球站高清節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)可以有效的監(jiān)測從信號源至下行接收信號的各個環(huán)節(jié)，在信號碼流層面做出分析運算，輸出結(jié)果數(shù)據(jù)，從而對故障做出預(yù)判.高清節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)在必要時，也可以結(jié)合切換系統(tǒng)進(jìn)行自動信號切換，從而簡化分析判斷過程，提高節(jié)目播出效率.

參考文獻(xiàn)：

[1] 羅小成.南昌廣電數(shù)字電視監(jiān)測系統(tǒng)分析與設(shè)計[D].南昌：南昌大學(xué)，2014.

[2] 李偉.芻議嵌入式廣播電視監(jiān)測新技術(shù)[J].通訊世界,2017(7):26-27.