TS流智能切換在電視傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

金玉婷 王 俠

1.內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái) 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

2.內(nèi)蒙古商貿(mào)職業(yè)學(xué)院 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010070

電視傳輸系統(tǒng)是電視系統(tǒng)中的重要組成部分，是電視傳輸網(wǎng)絡(luò)的樞紐，其硬件系統(tǒng)一旦出現(xiàn)異常，將會(huì)影響電視播出系統(tǒng)的正常運(yùn)行，不僅影響用戶收看節(jié)目的效果，更不能夠滿足廣電總局對(duì)電視安全播出的要求。因此，保障電視傳輸系統(tǒng)正常運(yùn)行是保證電視節(jié)目安全播出的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、檢測(cè)和自動(dòng)切換尤為重要。

1 電視傳輸系統(tǒng)

電視傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將電視臺(tái)內(nèi)部的視音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼傳輸至網(wǎng)絡(luò)公司、總局直播衛(wèi)星平臺(tái)、局屬微波總站信號(hào)中心等，同時(shí)也負(fù)責(zé)將外來信號(hào)接收至電視臺(tái)衛(wèi)星接收、收錄系統(tǒng)等［1］。

1.1 電視傳輸系統(tǒng)的工作原理

電視傳輸系統(tǒng)由編碼器、復(fù)用器、適配器、光傳設(shè)備等組成。傳輸系統(tǒng)的工作過程如下：首先，播出平臺(tái)的主/備視音頻信號(hào)分別進(jìn)入主/備編碼器，隨之主編碼器的信號(hào)同時(shí)送入主/備復(fù)用器，備編碼器的信號(hào)同時(shí)送入主/備復(fù)用器，以此在最大程度保障安全播出，其中，標(biāo)清電視信號(hào)采用PMEG-2編碼方式，高清電視信號(hào)采用H.264編碼方式。其次，經(jīng)過編碼的信號(hào)轉(zhuǎn)換為TS流，以IP的方式進(jìn)行傳輸進(jìn)入主/備復(fù)用器，復(fù)用器將視音頻信號(hào)打包為ASI信號(hào)。最后，復(fù)用后的信號(hào)進(jìn)入主備適配器，這里采取一對(duì)一的方式，即一個(gè)包對(duì)應(yīng)一個(gè)適配器，經(jīng)過適配后的信號(hào)為DS3信號(hào)，經(jīng)過光傳設(shè)備送至下游單位。

1.2 電視傳輸系統(tǒng)的應(yīng)急切換

當(dāng)正在使用的編碼器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)馬上會(huì)切換至備編碼器運(yùn)行，保障下游單位能夠接收到兩路正常的信號(hào)；當(dāng)復(fù)用器出現(xiàn)故障，則下游單位只能接收到一路信號(hào)，這違了反62號(hào)令規(guī)定的傳輸雙路信號(hào)的原則，因此復(fù)用器成為了整個(gè)系統(tǒng)的單一崩潰點(diǎn)，這在整個(gè)傳輸鏈路中存在極大的安全隱患，在日常對(duì)復(fù)用器進(jìn)行重啟維護(hù)時(shí)，也會(huì)造成送至下游單位的信號(hào)一路中斷。因此，在原有主/備系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加第三備份系統(tǒng)顯的尤為重要，TS流智能切換系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)原有傳輸系統(tǒng)和第三備份系統(tǒng)之間信號(hào)的切換，為安全播出增加了一層新的保障。

2 TS流智能切換系統(tǒng)

TS流智能切換系統(tǒng)能夠有效、快捷、智能的對(duì)信號(hào)進(jìn)行切換，TS流切換器采用進(jìn)口板卡作為核心部件，外連高性能網(wǎng)管計(jì)算機(jī)作為控制平臺(tái),自動(dòng)對(duì)主/備/輔三路數(shù)字ASI碼流信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)及控制［2］。當(dāng)其中的某路信號(hào)出現(xiàn)異常時(shí)，切換器自動(dòng)切換至已設(shè)定好的次級(jí)輸出，當(dāng)信號(hào)恢復(fù)時(shí)自動(dòng)或手動(dòng)返回到上級(jí)輸出的智能切換模塊，模塊依次根據(jù)碼流信號(hào)的中斷、碼流信號(hào)中同步信息的丟失和碼流信號(hào)中的PID值的錯(cuò)誤等判別條件進(jìn)行自動(dòng)切換。

TS流智能切換系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分組成，硬件部分包括傳輸碼流應(yīng)急切換模塊、信號(hào)控制面板、信號(hào)處理平臺(tái)；軟件部分包括控制管理軟件。

2.1 TS流智能切換硬件系統(tǒng)

2.1.1 傳輸碼流應(yīng)急切換模塊

傳輸碼流應(yīng)急切換模塊是集于信號(hào)處理平臺(tái)內(nèi)的模塊化設(shè)備，運(yùn)行于2RU機(jī)箱。該模塊由主/備/輔三路信號(hào)切換通道組成，輸入的主/備/輔路DS-3信號(hào)分別被送到切換開關(guān)及各自的檢測(cè)電路處，可在小于0.2秒的時(shí)間內(nèi)對(duì)主、備、輔路DS-3信號(hào)進(jìn)行多次檢測(cè)判斷，檢測(cè)信號(hào)的有無狀態(tài)。當(dāng)模塊檢測(cè)到某路信號(hào)丟失，則立即將信息發(fā)送至微處理器（MCPU），由微處理器根據(jù)設(shè)定的判別條件對(duì)信號(hào)進(jìn)行切換。

若此模塊設(shè)置為自動(dòng)切換狀態(tài)，系統(tǒng)將丟失信號(hào)的通道自動(dòng)切換至信號(hào)正常的通道，并將切換結(jié)果傳送至遠(yuǎn)程控制面板和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，值班人員可通過遠(yuǎn)程控制面板或監(jiān)控計(jì)算機(jī)直觀了解主/備/輔三路信號(hào)的當(dāng)前狀態(tài)。自動(dòng)切換狀態(tài)下模塊的輸出優(yōu)先級(jí)依次為主路--備路--輔路，即當(dāng)主路有信號(hào)時(shí)，不論備路、輔路信號(hào)是否正常，模塊都使用主路信號(hào)輸出；當(dāng)主路信號(hào)丟失，備路信號(hào)正常時(shí)，不論輔路信號(hào)是否正常，模塊都使用備路信號(hào)輸出；當(dāng)主/備路信號(hào)都丟失時(shí)，模塊都使用輔路信號(hào)輸出。

若此模塊設(shè)置為手動(dòng)切換狀態(tài)，值班人員可通過遠(yuǎn)程控制面板或監(jiān)控計(jì)算機(jī)手動(dòng)將信號(hào)從故障通道切換至其它正常通道，并且手動(dòng)切換無需考慮信號(hào)通道的優(yōu)先級(jí)。

若此模塊設(shè)置為報(bào)警狀態(tài)，如果某路信號(hào)丟失，系統(tǒng)開始報(bào)警，信號(hào)恢復(fù)正常后，報(bào)警停止。模塊邊緣帶有LED指示燈和微動(dòng)調(diào)整開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)狀態(tài)顯示和手動(dòng)參數(shù)調(diào)整，并配有獨(dú)立的接口背板，支持帶電熱插拔，便于“在線”更新及維護(hù)。

2.1.2 信號(hào)處理平臺(tái)

信號(hào)處理平臺(tái)是一種開放式的智能視/音頻信號(hào)處理平臺(tái)，可為在該平臺(tái)工作的應(yīng)急切換模塊提供電源、參考信號(hào)、通訊鏈路等資源。各種功能模塊在該平臺(tái)上可以獨(dú)立工作，控制計(jì)算機(jī)通過信號(hào)處理平臺(tái)的以太網(wǎng)控制模塊訪問平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急切換模塊的通訊。在控制計(jì)算機(jī)上使用控制軟件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各功能模塊的參數(shù)設(shè)置、控制、監(jiān)測(cè)、報(bào)警等功能。

信號(hào)處理平臺(tái)的信號(hào)判別和應(yīng)急切換類功能模塊，包括對(duì)模擬視頻、高/標(biāo)清數(shù)字視頻、模擬音頻、數(shù)字音頻、DS3等多種信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)切換，可通過對(duì)應(yīng)的控制面板或控制軟件進(jìn)行設(shè)置和手動(dòng)干預(yù)，實(shí)現(xiàn)在主路信號(hào)出現(xiàn)故障的情況下以備路或輔路信號(hào)播出，滿足安全播出的需要。

信號(hào)處理和格式轉(zhuǎn)換類功能模塊，包括對(duì)模擬視頻、高/標(biāo)清數(shù)字視頻、模擬音頻、數(shù)字音頻等信號(hào)的A/D、D/A、幀同步、行同步、可調(diào)整延時(shí)、加嵌、解嵌、音頻處理等，滿足用戶對(duì)規(guī)音頻信號(hào)處理的需要。

信號(hào)處理平臺(tái)機(jī)箱控制部分具有1個(gè)RS-232/422串行接口，用于對(duì)機(jī)箱的IP地址等信息的讀取和配置；1個(gè)LAN網(wǎng)絡(luò)接口，用于與監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)；1個(gè)GPI接口，用于機(jī)箱報(bào)警輸出；2組帶環(huán)出的REF參考視頻信號(hào)輸入接口，可選擇一個(gè)參考視頻信號(hào)通過總線送達(dá)機(jī)箱內(nèi)各個(gè)模塊上；1個(gè)EPPROM芯片，可存儲(chǔ)機(jī)箱配置信息和各功能模塊參數(shù)設(shè)置情況，保證其在掉電或更換模塊后系統(tǒng)的各種參數(shù)不丟失。

2.1.3 信號(hào)控制面板

信號(hào)控制面板由專用面板支架和控制單元組成，用于控制單組3×1應(yīng)急切換模塊。每臺(tái)面板支架最多可容納4個(gè)控制單元，控制4塊單組3×1應(yīng)急切換模塊，控制單元可實(shí)時(shí)顯示它所控制的應(yīng)急切換模塊每路輸入信號(hào)的存在/丟失情況，可進(jìn)行當(dāng)前輸出通道指示，并能夠?qū)π盘?hào)丟失進(jìn)行燈光報(bào)警。控制單元上的自鎖式搖頭開關(guān)可手動(dòng)將主/備/輔輸入信號(hào)切換至輸出通道，開關(guān)的自鎖功能可以有效防止誤觸發(fā)，保證播出安全。

2.2 TS流智能切換軟件

控制管理軟件可以對(duì)TS流智能切換系統(tǒng)的所有硬件進(jìn)行控制和管理。軟件羅列了每個(gè)應(yīng)急切換模塊，雙擊即可查看信號(hào)運(yùn)行狀態(tài)，還可以對(duì)主備輔信號(hào)進(jìn)行切換，操作后立即生效。當(dāng)應(yīng)急切換模塊出現(xiàn)問題時(shí)，還可以查看相關(guān)模塊的日志。軟件還對(duì)信號(hào)處理平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)機(jī)箱斷電或機(jī)蓋松動(dòng)時(shí)會(huì)進(jìn)行聲音報(bào)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，減少值班員的工作強(qiáng)度。

增加TS流智能切換系統(tǒng)后的傳輸系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 增加TS流智能切換系統(tǒng)后的傳輸系統(tǒng)框圖

總 結(jié)

在傳輸系統(tǒng)中加入TS流智能切換系統(tǒng)，解決了原傳輸系統(tǒng)復(fù)用器存在的單一崩潰點(diǎn)問題，消除了安全隱患，極大了提升了信號(hào)傳輸安全系數(shù)，在設(shè)備運(yùn)維檢修時(shí)也能保證雙路送至下游單位，不影響信號(hào)的正常傳輸，TS流智能切換系統(tǒng)的加入，為傳輸系統(tǒng)的安全播出添加了新的能動(dòng)力。