地面數(shù)字電視臺內(nèi)自告警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

吳建賓 韋選平 潘國勝 蒙權(quán)

（廣西廣播電視技術(shù)中心河池分中心）

一、引言

目前，廣西廣播電視技術(shù)中心所轄廣播電視無線發(fā)射臺除中波臺和部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)射臺外，均已完成中央廣播電視節(jié)目無線覆蓋工程的地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)建設(shè)。根據(jù)技術(shù)中心要求，“有人留守、無人值班”的一二級發(fā)射臺站，數(shù)字電視播出監(jiān)控除了建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)外，需同步建設(shè)完善的臺站內(nèi)自告警系統(tǒng)，作為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，以提高數(shù)字電視播出監(jiān)測能力，保證遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)故障時依然能對數(shù)字發(fā)射機(jī)的運(yùn)行和播出情況進(jìn)行實時有效預(yù)警，提升安全播出保障水平。本文基于河池二五〇臺地面數(shù)字電視信號源、播出信號和發(fā)射機(jī)監(jiān)測需求，設(shè)計臺內(nèi)自告警系統(tǒng)。

二、功能分析

臺內(nèi)自告警基于實現(xiàn)對臺站內(nèi)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的播出功率、信號源和播出信號進(jìn)行監(jiān)測以及故障報警而設(shè)計，使用的技術(shù)方案應(yīng)該與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)不同，其運(yùn)行具有獨(dú)立性、穩(wěn)定性和可靠性。河池二五0臺目前播出兩個頻點的數(shù)字電視節(jié)目，共發(fā)射播出十二套中央電視節(jié)目和兩套廣西電視臺節(jié)目、兩套河池市電視臺節(jié)目。臺內(nèi)自告警系統(tǒng)需實現(xiàn)以下功能：

1.監(jiān)測信號源和播出信號無音頻、無視頻故障時，啟動聲光告警；

2.監(jiān)測信號源和播出信號視頻靜幀故障時，啟動聲光告警；

3.發(fā)射機(jī)播出降功率故障時，啟動聲光告警；

4.信號源和播出信號顯示于監(jiān)視屏幕。

三、架構(gòu)設(shè)計和工作原理

根據(jù)功能分析，臺內(nèi)自告警架構(gòu)設(shè)計包括信號源、播出信號監(jiān)測架構(gòu)和發(fā)射機(jī)播出降功率聲光告警兩個部分。信號源與播出信號監(jiān)測架構(gòu)如圖1所示。

圖1 信號源與播出節(jié)目監(jiān)測架構(gòu)圖

高斯貝爾GC-1803B型多路數(shù)字電視解碼器，具有3路ASI 輸入、1路IP輸入、2路DTMB 射頻輸入接口，可從各個輸入流中，選擇多達(dá) 8 路透明數(shù)字電視節(jié)目進(jìn)行解碼，輸出模擬 AV 和ASI 信號。方案設(shè)計選用兩臺該型設(shè)備，一臺使用ASI或IP輸入接口完成對信號源解碼，輸出8路AV信號（編號①~⑧），送至后續(xù)設(shè)備對信號源信號進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警。信號源可從信號源臺站三層交換機(jī)取IP數(shù)據(jù)流或從數(shù)碼視訊IP復(fù)用器取ASI數(shù)據(jù)流。另一臺使用DTMB輸入接口，開路接收發(fā)射播出節(jié)目的射頻信號，解調(diào)輸出8路AV信號（編號a~h），送至后續(xù)設(shè)備實現(xiàn)播出信號的監(jiān)測和預(yù)警。由于GC-1803B解碼器無法解碼臺站播出的全部16套數(shù)字電視節(jié)目的信號源和播出信號，設(shè)計中選取每個發(fā)射頻點的至少各兩套信號源節(jié)目和發(fā)射播出節(jié)目進(jìn)行監(jiān)測。如果條件允許，可增加解碼器，實現(xiàn)對臺站全部播出節(jié)目的監(jiān)測。

選用16路HC-SL型?？低暰W(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)實現(xiàn)對數(shù)字電視信號視頻靜幀故障告警。該型設(shè)備具有移動偵測報警功能，即啟用此功能的通道監(jiān)測到視頻畫面移動時，可觸發(fā)報警信號量輸出閉合開關(guān)量。為實現(xiàn)視頻靜幀告警，如圖1所示，需要在報警信號量輸出接口增加一個繼電器和時控器。當(dāng)視頻發(fā)生靜幀時，報警信號量輸出接口斷開，繼電器常閉點閉合，若此時為時控器設(shè)置的監(jiān)測時間表內(nèi)，AV220V電源將通過時控器啟動聲光報警器，實現(xiàn)視頻靜幀告警。相反當(dāng)檢測到視頻移動即電視視頻信號正常時，報警信號量輸出接口閉合，繼電器常閉點斷開，聲光報警器不報警。

圖2 發(fā)射機(jī)播出降功率聲光告警

選用8路音頻視頻功率報警器實現(xiàn)監(jiān)測信號源、播出信號無音頻和無視頻告警。該設(shè)備通過監(jiān)測視頻無同步頭，音柱無擺動或無音頻等方式監(jiān)測節(jié)目。如圖1所示，當(dāng)監(jiān)測節(jié)目無音頻無視頻告警時，通過報警輸出接口啟動外接的聲光報警器。監(jiān)測時間表可以在設(shè)備內(nèi)，針對每一個通道分別設(shè)置。

選用多畫面分割器實現(xiàn)監(jiān)測信號源和播出節(jié)目顯示于監(jiān)視電視屏幕，該設(shè)備與監(jiān)視電視通過VGA線連接。

發(fā)射機(jī)播出降功率聲光告警設(shè)計如圖2所示。

臺站當(dāng)前配備1KW德芯數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，該設(shè)備本身引出發(fā)射機(jī)狀態(tài)和參數(shù)采集接線柱，如圖2所示的發(fā)射機(jī)接線柱。圖中輸出功率檢波電壓和反射功率檢波電壓為直流電壓值，其值隨發(fā)射機(jī)播出情況變化。利用此檢波電壓與電壓比較器的基準(zhǔn)電壓作比較，實現(xiàn)發(fā)射機(jī)播出降功率聲光告警功能。

發(fā)射機(jī)播出功率低于其額定輸出功率值的60%左右時，啟動發(fā)射機(jī)聲光自告警報警器。其工作原理是當(dāng)發(fā)射機(jī)功率為額定輸出功率值的60%左右時，通過調(diào)節(jié)可變電阻Rw，使得聲光報警器處于啟動臨界點，取此時的輸出功率檢波電壓值作為基準(zhǔn)電壓，然后恢復(fù)正常播出功率。當(dāng)發(fā)射機(jī)發(fā)生故障導(dǎo)致播出功率檢波電壓降至臨界點以下就會啟動聲光報警器。選用KG316T 微電腦時控開關(guān)時控器設(shè)置監(jiān)測時間表，監(jiān)測時間按表內(nèi)，時控器開關(guān)閉合，220V交流電源通過。反之，監(jiān)測時間表外，時控器開關(guān)斷開，聲光報警器無工作電源。

為便于區(qū)分不同監(jiān)測節(jié)目、發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的告警，方案設(shè)計中選取多種發(fā)光顏色和聲音的聲光報警器對應(yīng)不同的告警源。

四、功能驗證

臺內(nèi)自告警系統(tǒng)需實現(xiàn)無音頻、無視頻、視頻靜幀和發(fā)射機(jī)降功率故障啟動聲光告警功能。功能驗證測試情況如表1所示。

表1 功能驗證測試情況表

五、結(jié)束語

設(shè)計的臺內(nèi)自告警方案獨(dú)立于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，選用設(shè)備和技術(shù)可靠、穩(wěn)定。全區(qū)地面數(shù)字電視節(jié)目播出試運(yùn)行已有一段時間，發(fā)展和完善臺內(nèi)自告警建設(shè)是提高安全播出保障水平的重要舉措。文章通過簡述設(shè)計的方案，希望能拋磚引玉，為完善臺內(nèi)自告警系統(tǒng)建設(shè)提供更多借鑒。