地球站傳輸碼流節(jié)目時鐘參考異常實例分析與處理

（廣西廣播電視地球站）

一、引言

廣西廣播電視地球站信號源引接鏈路通過點對點光纖、SDH環(huán)網(wǎng)、數(shù)字微波三種方式傳輸，經(jīng)過信號源切換器保護性選擇后，進行節(jié)目及傳輸復用、碼流選擇、調制、上變頻等信號處理。本文介紹一起在碼流復用環(huán)節(jié)因PCR異常引起的碼流故障案例，從中引發(fā)思考，積累維護經(jīng)驗。

二、故障現(xiàn)象

2019年某日早上，4號備用上行鏈路的調制器廣西衛(wèi)視節(jié)目解碼監(jiān)視畫面出現(xiàn)短暫的畫面卡頓，并且有伴音、畫面不同步的現(xiàn)象。查看4號備用上行鏈路各設備狀態(tài)后，發(fā)現(xiàn)4號碼流切換器有自動切換動作的記錄，切換器當前輸出碼流為3號復用器輸出的備用的數(shù)字微波信源，并通過數(shù)字碼流分析系統(tǒng)排除了信號源引接鏈路（信號源切換器之前環(huán)節(jié)）出現(xiàn)異常的可能。

三、故障分析及處理

（一）上行鏈路中的復用器均配置為5輸入3輸出模式，5路輸入分別為電視信號源切換器輸出、廣播信號源切換器輸出、數(shù)字微波電視信號源、數(shù)字微波廣播信號源及應急彩條信號源，3路輸出分別為電視與廣播切換器復用碼流、數(shù)字微波復用碼流、應急彩條信號與廣播切換器復用碼流。3號復用器與4號復用器的數(shù)字微波復用碼流交叉?zhèn)鬏斨梁蠹壌a流切換器，實現(xiàn)信號源切換器復用碼流與數(shù)字微波復用碼流、相鄰鏈路通道的相互保護備份，如圖1。

（二）手動將4號碼流切換器切換至日常使用的信號源切換器復用碼流，在4號調制器解碼監(jiān)視通道觀察到節(jié)目畫面及伴音均恢復正常，再手動切換回數(shù)字微波復用碼流，故障重現(xiàn)，可初步判斷碼流異常由碼流切換器或碼流切換器上游環(huán)節(jié)引起。

（三）利用3號上行鏈路模擬4號上行鏈路的故障現(xiàn)象，將3號碼流切換器切換至數(shù)字微波復用碼流，在3號調制器解碼監(jiān)測通道中沒有觀察到故障現(xiàn)象，3號上行鏈路數(shù)字微波復用碼流及碼流切換器上游設備可認定為正常。3號與4號上行鏈路的數(shù)字微波復用碼流路由區(qū)別在于，3號碼流切換器輸入的數(shù)字微波復用碼流由4號復用器輸出，4號碼流切換器輸入的數(shù)字微波復用碼流由3號復用器輸出。

圖1 地球站上行鏈路框圖

圖2 復用器節(jié)復用輸出端口配置界面

（四）因碼流切換器、調制器及上變頻器在鏈路中的作用是碼流選擇、信道編碼調制及轉換射頻頻率，結合以上排查情況推斷，故障可能來自4號上行鏈路數(shù)字微波復用碼流的輸出設備，即3號復用器。復用器在進行系統(tǒng)復用時，最主要的工作是進行PSI（節(jié)目特定信息）信息的重構和PCR（節(jié)目時鐘參考）修正。檢查3號復用器的數(shù)字微波信源輸入端口，功能及配置均正常，復用輸出端口廣西衛(wèi)視節(jié)目PAT、PMT、視頻、伴音PID等主要PSI信息參數(shù)均正常，輸出碼流PCR抖動也在合理范圍，但節(jié)目的PCR PID顯示為No PCR（如圖2），PCR PID的默認數(shù)值應該與視頻PID的數(shù)值一致（廣西衛(wèi)視視頻PID為255），通過碼流分析系統(tǒng)查看，此時廣西衛(wèi)視PCR PID為8192，為無效PID數(shù)值， PID數(shù)值的有效范圍應在0-8191之間。

將此項數(shù)值修改為255（16進制表示為0XFF）后（如圖3），再次切換4號碼流切換器的輸入選擇為數(shù)字微波復用碼流，通過4號調制器解碼監(jiān)測通道觀察到節(jié)目視頻、伴音均正常，沒有再次出現(xiàn)不同步現(xiàn)象，至此，故障已處理完畢，故障原因為3號復用器輸出的數(shù)字微波復用碼流中廣西衛(wèi)視PCR PID無效導致。

眾所周知，模擬電視中圖像信息是以同步方式傳輸?shù)?，接收機可以直接提取出行/場同步信號來保證圖像的正確顯示。但在數(shù)字電視系統(tǒng)中，模擬電視的行/場等信息已不存在，并且音/視頻信號壓縮比也不同，圖像組層的I、P、B幀，傳輸順序與接收端的解碼順序可能不一致，無法從比特流中直接獲得同步信息。因此，在MPEG2設備發(fā)送端，音/視頻必須共用一個系統(tǒng)時鐘（STC）作為時間基準，并在PES包頭中插入包含解碼時間標簽(DTS)和顯示時間標簽（PTS），在TS流中則引入PCR。在接收端，基于本地系統(tǒng)時鐘，由收到的PES中的DTS告訴解碼器何時對視頻幀進行解碼，PTS告訴解碼器何時顯示視頻幀，這樣解碼器就可以從編碼器傳來的I、B、P幀中重建視頻流。若PCR抖動超限，也可導致解碼器無法正確恢復音/視頻流源端的系統(tǒng)時鐘，導致圖像出現(xiàn)馬賽克、停頓、跳躍或出現(xiàn)顫音、音視頻不同步等現(xiàn)象，所以復用器會對復用碼流中的各節(jié)目PCR進行修正，消除不同節(jié)目復用產(chǎn)生的PCR抖動。

圖3 復用器輸出端口PCR PID設置界面

依據(jù)DVB的TR101_290測試標準將DVB/MPEG-2 TS流的測試錯誤指示分為三個等級，第一等級是可正確解碼所必須的幾個參數(shù)；第二等級是達到同步后可連續(xù)工作必須的參數(shù)和需要周期監(jiān)測的參數(shù)；第三等級是依賴于應用的幾個參數(shù)。

第一級共六種錯誤：同步丟失錯誤、同步字節(jié)錯誤、PAT錯誤、連續(xù)計數(shù)錯誤、PMT錯誤及設置PID錯誤；第二級共六種錯誤：傳輸錯誤、CRC錯誤、PCR間隔錯誤、PTS錯誤及CAT錯誤；第三級共十種錯誤：NIT錯誤、SI重復率錯誤、緩沖器錯誤、非指定PID錯誤、SDT錯誤、EIT錯誤、RST錯誤、TDT錯誤、空緩沖器錯誤及數(shù)據(jù)延遲錯誤。第三等級錯誤并非是TS傳輸流的致命錯誤，但會影響到一些具體應用的正確實施[1]。

四、總結

綜上所述，當碼流中出現(xiàn)TR101_290第一級錯誤中的任何一種時，必然會對傳輸流中的解碼和圖像質量產(chǎn)生很大影響；當發(fā)生第二級錯誤時，一些錯誤參數(shù)也許會對圖像層產(chǎn)生一定影響，但影響程度不確定；而第三級錯誤發(fā)生時，則未必會對解碼和圖像質量產(chǎn)生影響。盡管PCR相關錯誤列為第二優(yōu)先級，但與第一優(yōu)先級的參數(shù)有同樣重要的地位。PCR相關錯誤可通過碼流層面的TR101_209三級錯誤中的二、三級告警提示結合圖像層受影響的程度來綜合判斷，找到排除故障的依據(jù)和方向。