黃妙清

（廣東省廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司珠海分公司，廣東 珠海 519000）

隨著數(shù)字電視的全面整體轉(zhuǎn)換，數(shù)字電視前端系統(tǒng)的安全變得越來越重要。要為前端數(shù)字電視系統(tǒng)提供安全保障，必須建設(shè)好數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)。由于種種原因，當(dāng)前數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)的設(shè)計還不夠完善。筆者結(jié)合珠海數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)現(xiàn)狀和存在的問題，探討利用現(xiàn)有類型的設(shè)備對數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，希望應(yīng)急系統(tǒng)進(jìn)一步完善，使數(shù)字電視系統(tǒng)變得更安全、穩(wěn)定和可靠。

1 數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)現(xiàn)狀

珠海數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)經(jīng)過多年升級改造越來越完善，現(xiàn)在已經(jīng)形成以自動切換為主，手動切換為輔，關(guān)鍵設(shè)備實現(xiàn)N+1或1+1備份的安全、高效的應(yīng)急系統(tǒng)，對數(shù)字電視的安全播出提供了充分的保障[1－3]。其原理如圖1所示。

由圖可見，珠海數(shù)字電視前端根據(jù)不同節(jié)目的重要性對應(yīng)急系統(tǒng)的設(shè)計也劃分為3種類型：非重要節(jié)目、次重要節(jié)目和重要節(jié)目。

對于非重要節(jié)目（付費節(jié)目等），用戶收看較少，對安全播出的要求并不會太高，所以應(yīng)急系統(tǒng)對信號源配備了手動應(yīng)急切換開關(guān)，關(guān)鍵設(shè)備（如復(fù)用器、調(diào)制器等）實現(xiàn)N+1冷備份。當(dāng)節(jié)目信號源出現(xiàn)異常情況時可手動切換到備份信號或圖卡信號，待故障排查解決后，信號恢復(fù)正常，再手動切換回主路播出。

對于次重要節(jié)目（基本包節(jié)目等），基本包節(jié)目是所有用戶都會收看的，安全播出的要求是較高的，因此數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)建立了對信號源以自動切換器為主、手動應(yīng)急切換開關(guān)為輔，關(guān)鍵設(shè)備如矩陣通過跳線架實現(xiàn)手動備份，哈雷MN20復(fù)用器和BNG調(diào)制器通過矩陣和NMX網(wǎng)管系統(tǒng)實現(xiàn)N+1熱備份，這樣多方位的應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計可有效保障數(shù)字電視系統(tǒng)的安全播出。

對于重要節(jié)目（即基本包里的重要節(jié)目，如中央1等）應(yīng)急系統(tǒng)的設(shè)計必須萬無一失。對信號源以自動切換器為主、手動應(yīng)急切換開關(guān)為輔，關(guān)鍵設(shè)備如哈雷Prostram1000復(fù)用器和BNG調(diào)制器實現(xiàn)1+1熱備份，主、備設(shè)備同時有信號傳輸，通過射頻切換開關(guān)實現(xiàn)對主、備信號自動2選1輸出，這樣可全方面保障重要節(jié)目的安全播出[4]。

2 數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)存在的問題

在數(shù)字電視信號的形成過程中，模擬的音、視頻信號經(jīng)過信源編碼后形成基本碼流ES與PES。ES與PES加上相關(guān)的數(shù)據(jù)信號經(jīng)過復(fù)用后形成單節(jié)目流SPTS（Sin?gle Program Transport Stream），由多個 SPTS 1，SPTS 2，…，STPS N及相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過系統(tǒng)復(fù)用后形成前端數(shù)字電視系統(tǒng)傳輸?shù)亩喙?jié)目碼流MPTS（Multi Program Transport Stream），即MPEG－2 TS傳輸流[1]，如圖2所示。

數(shù)字電視前端系統(tǒng)所使用的絕大多數(shù)是ASI信號格式的MPTS多節(jié)目碼流，數(shù)字電視信號傳輸因此變得更加有效，但也正是因為這個原因使得數(shù)字電視前端應(yīng)急系統(tǒng)建立后對數(shù)字電視系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生了不必要的影響。

由于數(shù)字電視系統(tǒng)所使用的信號絕大多數(shù)是ASI格式的MPTS多節(jié)目碼流，數(shù)字電視前端所接收到的各種信號源：廣東省前端下傳的SD3信號、微波信號、衛(wèi)星信號等都是MPTS多節(jié)目傳輸流，而數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)為了更加有效、更加完善，增加了自動切換器，對各種信號源自動切換[2]，如圖3所示。

由于自動切換器為了適應(yīng)數(shù)字電視信號特點都設(shè)置成了基于傳輸流的切換，而現(xiàn)在數(shù)字電視系統(tǒng)傳輸?shù)膫鬏斄鞫际怯蒔rogram 1～Program N多個節(jié)目及數(shù)據(jù)信息合成的MPTS多節(jié)目碼流，當(dāng)MPTS里的其中1個節(jié)目Program N出現(xiàn)異常，如Program N PID（Packet Identifi?cation）丟失等，這種單個節(jié)目的問題就會觸發(fā)自動切換器切到備路信號，如果備路信號正常則播出信號可很快恢復(fù)正常，但再好的切換器對信號進(jìn)行切換都會影響信號質(zhì)量，輕則出現(xiàn)些微馬賽克，重則馬賽克嚴(yán)重甚至瞬間黑屏，如果Program N故障是電視臺本身引起的，這時備路信號（微波或衛(wèi)星）也是有問題的，則自動切換器就會切到墊路圖卡信號，由于單個節(jié)目故障使得該MPTS的所有節(jié)目都會切到圖卡信號播出，這樣對數(shù)字電視的正常播出就產(chǎn)生了較大影響。而且如果自動切換器切換不順利，使得輸出的MPTS碼流有問題，也會觸發(fā)后面的復(fù)用器和調(diào)制器的N+1或1+1、射頻開關(guān)的自動切換，這些設(shè)備的切換會影響到多個MPTS節(jié)目，從而對數(shù)字電視系統(tǒng)的安全帶來更大的危險。像這樣的情況在實際的數(shù)字電視播出工作中是會經(jīng)常遇到的，例如：全國各電視臺一般會在每周定期對電視節(jié)目進(jìn)行例行檢修，在這期間常會有某個電視臺的節(jié)目信號短暫中斷，因此，由于一個節(jié)目的問題，有可能引起圖3中A，B，C，D，E，F(xiàn)點間的信號切換，而信號切換必定對播出信號有不同程度的影響?？梢韵胂?，如果同樣的問題在省級或更上一級存在的話，那對于全國數(shù)字電視系統(tǒng)的影響將會有多大。

3 數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)的優(yōu)化改造

現(xiàn)在珠海前端數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)對信號源的各種MPTS信號實施自動切換，而由于數(shù)字電視傳輸流特性和應(yīng)急系統(tǒng)對信號源的自動化設(shè)計，使得數(shù)字電視系統(tǒng)的安全性受到一定程度的影響。如何化解這些問題？下面以重要節(jié)目為例，對其應(yīng)急系統(tǒng)優(yōu)化改造進(jìn)行探討，其原理如圖4所示。

在對數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)的優(yōu)化改造時盡量考慮使用原有類型的設(shè)備，在此只需增加一定數(shù)量的碼流分配器、自動切換器、手動應(yīng)急切換開關(guān)和一些信號線，這樣可以大大簡化系統(tǒng)改造的復(fù)雜性和降低成本。如圖4所示，數(shù)字電視系統(tǒng)各種信號源通過碼流分配器進(jìn)行分流，例如：將省下傳的（主）MPTS傳輸流連接分配器根據(jù)（主）MPTS里的節(jié)目數(shù)對其細(xì)分成（主）MPTS 1～（主）MPTS N輸出，后面分別增加相應(yīng)數(shù)量的自動切換器和手動應(yīng)急切換開關(guān)，接著將細(xì)分后的SPTS 1～SPTS N連接到Pros?tream1000復(fù)用器進(jìn)行再復(fù)用輸出（必要時還要增加相應(yīng)的復(fù)用器對細(xì)分的SPTS傳輸流進(jìn)行復(fù)用），最后連接到BNG調(diào)制器加擾調(diào)制成RF射頻信號，輸出到射頻切換開關(guān)后2選1輸出給混合器。應(yīng)急系統(tǒng)優(yōu)化后所增加的設(shè)備和線路如圖4中的粗線條所示。

如何將分配器細(xì)分后的MPTS傳輸流轉(zhuǎn)換成SPTS單節(jié)目傳輸流呢？由于自動切換器可以對輸入的MPTS傳輸流里的節(jié)目PID進(jìn)行QoS優(yōu)先級別設(shè)置，如圖4示，只要通過自動切換器網(wǎng)管系統(tǒng)對所輸入的（主）MPTS 1里的節(jié)目Program 1的QoS設(shè)置為高，其他節(jié)目Program 2～Program N的QoS設(shè)置為低，這樣自動切換器的切換只對節(jié)目Program 1有效，間接過濾了（主）MPTS1里的節(jié)目Program 2～Program N，實現(xiàn)了由MPTS轉(zhuǎn)換成SPTS。

通過上述的優(yōu)化改造后，自動切換器對信號源的切換，只對MPTS傳輸流中QoS高的節(jié)目進(jìn)行有效監(jiān)測和切換，這樣很好地解決了原來數(shù)字電視應(yīng)急系統(tǒng)所存在的問題。例如圖4中（主）MPTS里的節(jié)目Program N出現(xiàn)異常，它只會觸發(fā)到自動切換器N的信號切換，而不會影響到其他節(jié)目自動切換器的切換，這樣就大大提高了整個前端數(shù)字電視系統(tǒng)的穩(wěn)定性和播出的安全[5]。

4 小結(jié)

綜上所述，數(shù)字電視傳輸碼流信號特點使得各個地方數(shù)字前端電視應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計存在一定的隱患，而且問題有相互影響和逐級放大的危險，對數(shù)字電視的安全播出造成了不必要的影響。安全播出是有線數(shù)字電視的基石，2012年面臨著全國兩會與黨的十八大的召開以及倫敦奧運會轉(zhuǎn)播，數(shù)字電視系統(tǒng)的安全播出任務(wù)艱巨，因此數(shù)字電視前端統(tǒng)的優(yōu)化改造應(yīng)盡早提上日程并實施。

[1]楊純穎.數(shù)字電視信號自動切換控制的研究[J].科技資訊，2009（3）：54.

[2]韓鋒.TS流智能監(jiān)測應(yīng)急切換系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電視技術(shù)，2009，33（7）：99－100.

[3]趙云峰.有線數(shù)字電視前端三級自動切換應(yīng)急系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].有線電視技術(shù)，2011（2）：28－31.

[4]馬成彬,胡曉東.基于有線數(shù)字電視前端的備份思路探討[J].廣播電視信息，2008（7）：74－76.

[5]施國強，黃吳明，張萬書.有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手冊［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2002.