中央無線數(shù)字化覆蓋監(jiān)測系統(tǒng)維護概述

劉杰

（信陽廣播電視臺，河南信陽，464000）

0 引言

我國已經(jīng)在全國范圍內(nèi)基本實現(xiàn)12套央視節(jié)目、3套央廣節(jié)目的無線數(shù)字化覆蓋，加快推進我國廣電事業(yè)由地面向數(shù)字過渡的信息化進程[1]。當(dāng)前中央覆蓋工程大量采用了基于衛(wèi)星傳輸?shù)膯晤l網(wǎng)（SFN）技術(shù)，從“全省一張網(wǎng)”的已實現(xiàn)目標(biāo)正在向“全國一張網(wǎng)”的遠景探索發(fā)展，DTMB地面數(shù)字電視、CDR數(shù)字廣播等新系統(tǒng)模式將央視、央廣節(jié)目推廣到各地。其中，監(jiān)測系統(tǒng)負責(zé)檢測廣電信號的衛(wèi)星接收效率、播出回監(jiān)數(shù)據(jù)、設(shè)備設(shè)施工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和屏顯等主系統(tǒng)功能。還有一些并負責(zé)分支項的子系統(tǒng)，例如負責(zé)各臺站監(jiān)測信號回傳、各發(fā)射臺播出信號回傳、機房環(huán)境數(shù)據(jù)回傳、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)回傳、單頻網(wǎng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)回傳等功能，是本文所重點的關(guān)注。

1 中央無線數(shù)字化覆蓋監(jiān)測系統(tǒng)概述

1.1 中央覆蓋工程系統(tǒng)模式

為了在全國建設(shè)中央覆蓋工程，各省市采用了大量SFN技術(shù)方案根據(jù)各地的條件規(guī)劃發(fā)射臺，加大SFN調(diào)試工作力度、通過組網(wǎng)優(yōu)化解決同頻干擾問題，是當(dāng)前中央覆蓋工程系統(tǒng)穩(wěn)定的主流手段[2]。DTMB（國標(biāo)地面數(shù)字電視）的工作傳輸模式多達300余種，其中又以國標(biāo)規(guī)范的10種最為常用，各省份根據(jù)人口密度、自然地理、技術(shù)條件的差異化選取適合本地情況的工作模式。例如人口密度較大、丘陵地區(qū)較多東南地區(qū)多采取省級SFN模式8、地市級SFN模式2的工作模式進行規(guī)劃優(yōu)化，現(xiàn)列舉一種中央覆蓋工程中地面數(shù)字電視廣播常用的系統(tǒng)方案技術(shù)架構(gòu)：①采用DTMB標(biāo)準(zhǔn)體系，視音頻壓縮采用AVS+標(biāo)準(zhǔn)和DRA標(biāo)準(zhǔn)；②中央電視臺前端采用電視節(jié)目編碼形成2路TS經(jīng)單頻網(wǎng)適配后傳輸；③通過主用衛(wèi)星經(jīng)光纜或數(shù)字微波進行地面?zhèn)鬏?，以備份方式分發(fā)傳送；④各地規(guī)劃2套DTMB系統(tǒng)、2套CDR系統(tǒng)以適配以SFN實現(xiàn)覆蓋，部分地區(qū)根據(jù)實地情況不同也可采取多頻網(wǎng)。

1.2 中央覆蓋工程監(jiān)測系統(tǒng)功能

1.2.1 監(jiān)管中心系統(tǒng)功能

中央覆蓋工程的監(jiān)管中心集中了DTMB集中監(jiān)管功能、發(fā)射機集中監(jiān)管功能、數(shù)據(jù)庫功能等主要系統(tǒng)功能，大致如下：①DTMB集中監(jiān)管功能。中心拼接多畫面大屏將數(shù)據(jù)、視頻、音頻集中呈現(xiàn)在可視化界面上，同時兼用于交互界面，控制人可通過可視化交互完成各個子系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫的指揮調(diào)度、參數(shù)設(shè)置等調(diào)控工作，也可收視數(shù)據(jù)庫或子系統(tǒng)提供的信息解析及提示性服務(wù)；②發(fā)射機集中監(jiān)管功能。各臺站對發(fā)射機的工作狀態(tài)、故障情況、指標(biāo)數(shù)據(jù)應(yīng)在監(jiān)管中心集中展示，應(yīng)能展示各臺站應(yīng)對射頻層、碼流層、視音頻層等異常狀態(tài)的聲光報警功能；③數(shù)據(jù)庫功能。主要包括采集和處理兩大板塊，采集功能可周期性地完成各臺數(shù)據(jù)采集工作并進行自動統(tǒng)計分析、寫入服務(wù)器、生成報表等常規(guī)性工作。數(shù)據(jù)報表主要分類包括兩種，第一種是異常工作狀態(tài)，子目錄包括但不限于異常狀態(tài)明細、持續(xù)時間、次數(shù)統(tǒng)計等等，第二種是頻道工作狀態(tài)，子目錄包括但不限于落地情況、變更情況等。處理功能可對視頻、音頻流編碼進行解碼，監(jiān)測遠端發(fā)射臺的工作狀態(tài)并對各發(fā)射臺回傳的各類數(shù)據(jù)進行判別、計算、存儲、分析等常項工作，作為各臺站工作質(zhì)量、異常狀態(tài)的處理依據(jù)，還要進行本身自檢、監(jiān)控系統(tǒng)本身及各種軟件運行狀態(tài)實時監(jiān)測并相應(yīng)維護，定期將工作成果上報并儲存至監(jiān)管中心。

1.2.2 發(fā)射臺安播監(jiān)控前端功能

各臺站應(yīng)完善前端監(jiān)控功能，主要包括：①發(fā)射機監(jiān)控子系統(tǒng)?；九渲脼槿菁{各種管理軟件的主機服務(wù)器及多畫面顯示器，主機服務(wù)器搭載軟件應(yīng)包括視音頻格式解碼功能、發(fā)射機參數(shù)監(jiān)控功能以及信號質(zhì)量監(jiān)測功能，能進行數(shù)據(jù)的交互、處理、存儲。多畫面顯示器應(yīng)支持雙屏或多畫面組合的可視化能力，實時監(jiān)控節(jié)目音視頻效果，并可通過DVI或HDMI將本地顯示輸出到監(jiān)控中心；②SFN監(jiān)控功能，重點在于實時監(jiān)測進入發(fā)射機之前和發(fā)射后的信號狀態(tài)，以監(jiān)測發(fā)射機工作狀態(tài)，還要對ASI接口輸入接收機、支持開路射頻信號輸入的編碼器等重要設(shè)備工作狀態(tài)進行監(jiān)控；③節(jié)目信號監(jiān)視監(jiān)聽功能，主要通過對進出發(fā)射機的信號進行采集和分析并應(yīng)用TSOVERIP封裝輸出上傳至至大屏，通過看、聽、查詢等手段監(jiān)測傳輸信號質(zhì)量。此功能可對監(jiān)測節(jié)目進行實時轉(zhuǎn)碼記錄存儲，節(jié)目正常播出時的錄像本地存儲7天，節(jié)目異常時觸發(fā)報警信號，本地存儲30天；④DTMB發(fā)射機及機房的環(huán)境監(jiān)控，包括發(fā)射機的信源、動力、環(huán)境等參數(shù)監(jiān)控子系統(tǒng)，并在參數(shù)出現(xiàn)異常情況時發(fā)出警報。

2 央無線數(shù)字化覆蓋監(jiān)測系統(tǒng)“一網(wǎng)三硬件”結(jié)構(gòu)組成

2.1 “一網(wǎng)”系統(tǒng)

SFN（Single Frequency Network，單頻網(wǎng)）是多點同步的無線電發(fā)射臺構(gòu)成的組網(wǎng)系統(tǒng)，不同地區(qū)的發(fā)射臺通過在同一時間以同一頻率發(fā)射同一信號，實現(xiàn)廣大區(qū)域的信號覆蓋面[3]。相比傳統(tǒng)的多頻網(wǎng)而言，單頻網(wǎng)只有一個頻率，沒有頻率重用的劣勢，因此頻譜利用率要遠高于多頻網(wǎng)，而且多個發(fā)射臺形成的分集效果實現(xiàn)了更廣泛的覆蓋率。

傳統(tǒng)的大基站、大發(fā)射臺高容量、大需求，對覆蓋區(qū)核心范圍的業(yè)務(wù)信道的鄰區(qū)干擾現(xiàn)象比較嚴重，對廣電用戶的體驗造成影響，部分用戶常常因控制信道干擾受限無法正常享受廣電服務(wù)[3]。SFN有效降低了傳統(tǒng)多頻網(wǎng)控制信道信息和參考信號相互干擾嚴重的現(xiàn)象。從終端來看，采取一站多徑的方式通過共用標(biāo)識降低控制信道的鄰區(qū)干擾是其主要手段。

2.2 “三硬件”系統(tǒng)

2.2.1 DTMB地面數(shù)字電視監(jiān)測卡

DTMB地面數(shù)字電視監(jiān)測卡的主要功能是接收地面數(shù)字電視信號、監(jiān)測信道指標(biāo)、碼流分析、通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸TS流數(shù)據(jù)等。其中DTMB地面數(shù)字電視監(jiān)測卡監(jiān)測的信道指標(biāo)功能包括信號的鎖定、功率、強度、信噪比、誤碼率等參數(shù)指標(biāo)，為設(shè)備調(diào)試、顯示故障位置等系統(tǒng)功能提供便利條件。

2.2.2 ASI碼流監(jiān)測卡

ASI碼流監(jiān)測卡功能主要用于解調(diào)及監(jiān)測ASI信號碼流，每個ASI碼流監(jiān)測卡可以實現(xiàn)兩組（各8路）ASI信號的處理工作，包括接收信號、碼流分析、通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸TS流數(shù)據(jù)等。其中ASI碼流監(jiān)測卡對輸入的TS流數(shù)據(jù)進行TR10129三級錯誤監(jiān)測并提供報警服務(wù)，同時負責(zé)將輸入TS流數(shù)據(jù)進行打包通過通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)輸出。

2.2.3 專用服務(wù)器（監(jiān)測主機）

該主機的主要功能是搭載監(jiān)測基本軟件，包括多畫面監(jiān)測報警系統(tǒng)、碼流分析系統(tǒng)、數(shù)字電視監(jiān)管前端代理三大類，具體功能主要涵蓋以下方面：①多畫面監(jiān)測報警系統(tǒng)用于監(jiān)測接收衛(wèi)星接收機的輸出和播出回監(jiān)信號，一般在顯示屏中顯示為一主一備及DTMB，主、備分別是衛(wèi)星接收機主用機輸出信號和備用機輸出信號，而DTMB則是開路接收的回監(jiān)信號；②碼流分析系統(tǒng)可以對監(jiān)測前端數(shù)據(jù)進行嵌入式碼流分析，包括信道指標(biāo)、信道監(jiān)測、TR10129三級錯誤監(jiān)測、模板比對、PCR抖動分析、帶寬數(shù)據(jù)實時信息、系統(tǒng)故障等；③數(shù)字電視監(jiān)管前端代理負責(zé)將①的告警和②的上報故障進行匯總并上報至監(jiān)測主機及監(jiān)測中心，同時接收監(jiān)測主機及監(jiān)測中心下發(fā)的處理指令并反饋給上述兩個軟件。

3 中央無線數(shù)字化覆蓋監(jiān)測系統(tǒng)維護問題及優(yōu)化方法

3.1 SFN優(yōu)化方法

SFN優(yōu)化可通過多個分基站反復(fù)調(diào)整技術(shù)參數(shù)，找出整體覆蓋范圍最大、且干擾最低的系統(tǒng)組合方式，隨著實地條件的不斷變遷，優(yōu)化過程也可隨之推進摸索，最終找出接收性能、覆蓋區(qū)域最佳的一套方案。具體方法如下：①調(diào)整發(fā)射臺站位置，其中通過調(diào)整發(fā)射臺站位置，按照目標(biāo)覆蓋范圍可以在理論上完全消除單頻網(wǎng)內(nèi)部干擾，但現(xiàn)實施工中，受多方面條件制約，往往實施難度較大，②調(diào)整發(fā)射機功率、③調(diào)整發(fā)射天線參數(shù)（方向圖、傾角），同樣調(diào)整天線參數(shù)也能得到較好的優(yōu)化效果，但是天線在已安裝后很難再次調(diào)整，在實施過程中采用的可能性不大。④調(diào)整發(fā)射機延時，比較切實可行的調(diào)整手段是調(diào)整發(fā)射機功率和發(fā)射機延時，是成本最低、最易實現(xiàn)的調(diào)節(jié)發(fā)射機延時的方法，能夠起到提升覆蓋面積、降低干擾面積的效果[4]。

3.2 設(shè)備優(yōu)化方法

3.2.1 監(jiān)測主機服務(wù)器自動重啟優(yōu)化方法

通過使用值班室的終端電腦打開VNC遠程軟件，連接該主機服務(wù)器，關(guān)閉多畫面監(jiān)測軟件、碼流分析軟件、前端代理軟件后等待自動重啟，一般靜待4分鐘即可。

3.2.2 顯示器問題的優(yōu)化方法

如發(fā)射臺出現(xiàn)主顯示器黑屏現(xiàn)象，首先應(yīng)排除的是顯示器自身故障，如非顯示器故障，則需檢查是否是主機與顯示器的連接設(shè)備出現(xiàn)了問題。許多發(fā)射臺由于地勢問題經(jīng)常受到雷擊影響，可能對高清視頻線延長器造成損壞，可通過檢查網(wǎng)口指示燈判斷其是否損壞，如果不是高清視頻線延長器損壞，再進而判斷是否是網(wǎng)線出現(xiàn)了問題。

如果排除了硬件問題，則可輸入權(quán)限命令以遠程操作監(jiān)測主機，如果能夠?qū)崿F(xiàn)遠程操作說明服務(wù)器處于正常運行狀態(tài)，不能實現(xiàn)遠程操作則可判斷為主機停止運行或工作狀態(tài)不正常，監(jiān)測人員可手動操作重啟主機服務(wù)器。顯示器不顯示信號監(jiān)測畫面也可以通過這個方法進行問題排查，如發(fā)現(xiàn)主機處于正常工作狀態(tài)，可嘗試在Windows把其它處于工作狀態(tài)中的軟件最小化，將多畫面監(jiān)測軟件前置，重新調(diào)出多畫面全屏顯示狀態(tài)。

3.2.3 信號問題的優(yōu)化方法

當(dāng)發(fā)射臺出現(xiàn)部分信號報音視頻丟失情況，在重啟多畫面監(jiān)測軟件或者BHDT56地面數(shù)字電視解調(diào)監(jiān)測卡不能解決問題時，監(jiān)測人員可根據(jù)信號名“主”、“備”、“DTMB”來排查是衛(wèi)星接收機還是DTMB發(fā)射機出現(xiàn)了故障問題。如果信號報音視頻丟失情況伴隨有系統(tǒng)報警現(xiàn)象，可聯(lián)系中數(shù)傳媒公司查詢衛(wèi)星接收機解密卡的授權(quán)是否到期，如解密卡授權(quán)自動失效，可以重新申請授權(quán)。當(dāng)發(fā)射臺遇到無法連通監(jiān)控中心的情況，可通過命令提示符輸入內(nèi)網(wǎng)IP地址，判斷此問題是否與當(dāng)?shù)乇O(jiān)控中心出現(xiàn)的連通、延時具有一致性，也可基于監(jiān)測系統(tǒng)選用的運營服務(wù)商來判斷連接問題，例如可根據(jù)個人手機信號質(zhì)量情況判斷發(fā)射臺所面臨的信號環(huán)境問題。

4 結(jié)語

文中所述的故障現(xiàn)象均是各地中央無線數(shù)字化覆蓋過程中的常發(fā)現(xiàn)象，除了在規(guī)劃建設(shè)時致力優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)問題，在各臺建設(shè)時也要注意信號強弱及設(shè)備維護與操作問題，應(yīng)保證監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行與央廣央視節(jié)目的安全播出。