河北地球站高清节目监测系统的组成及应用

韩 冬

(河北省广播电视卫星地球站 卫视机房，河北 石家庄 050011)

目前，高清节目上星直播在全国各地球站已经十分普遍.高清节目播出系统相对原有的标清节目播出系统运行设备更加复杂，需要监测的环节也相应增加.单纯依靠增加人力提高监测水平会导致运行成本显著增加，使用高清节目监测系统是目前较为合理且效果显著的解决办法.

1 高清节目播出系统主要监测环节

河北地球站高清节目播出系统需要完成信号自动切换，切换过程需对接收和输出信号进行密切监测.

(1)对两组主、备信号源(即光端机和微波)接收的ASI(异步串行接口)信号进行三选一自动切换，通过比对监测系统信号源监测结果，结合切换要求，自动进行信号选择，完成切换.

(2)对主、备复用器输出的ASI信号进行三选一自动切换，通过比对监测系统信号源监测结果，结合切换要求，自动进行信号选择，完成切换.

高清节目播出系统工作流程见图1.

图1 高清节目播出系统工作流程

2 高清节目监测系统主要技术要求、组成和应用

2.1 要求

(1)实时监测4路信号源以及2路复用器输出，共6路ASI信号.每个ASI信号为单节目码流，包含1套数字电视高清节目.需对高清节目进行解码和多画面监视、监测.

(2)对调制器输出、卫星上行和卫星下行的共9路QPSK(正交相移键控)信号进行监测，每个QPSK信号为单节目码流频点，包含1套数字电视高清节目.需对高清节目进行解调、解码和多画面监视、监测.

2.2 组成和应用

高清节目监测系统组成见图2.

图2 高清节目监测系统组成

2.2.1 信源监测

高清节目播出系统是区别于标清节目播出系统的独立播出系统，两套系统播出内容一致，不同之处在于：一是播出内容的清晰度.高清节目播出系统要求送至地球站的信号源必须是4路高清信号，分别为光纤1、2路，微波1、2路，4路信号要求相互独立.二是高清节目是收费项目.系统需要加密、加扰，加扰信号需要实时监测.由于增加了加扰系统，且当前加密过程在复用器中完成，需要对复用器单独检测.而标清节目播出系统不需要监测复用器.

信源、复用器输出以及加扰状态的监测系统配置组成如下：配置1台BHC20002 U工业机箱，每台机箱可插4块板卡，采用相应的接口背板，横插式板卡后装载可热插拔，由BHP1000冗余热备份电源直流供电.[1]配置1台BHP1000冗余热备份电源，其中内含3个单路BHP1000-OP1 150 W电源模块.每台BHP1000可以配置3个电源模块，支持多至3路交流输入，多路电源模块均衡负载，提供4路完全并联的12 V直流输出，与采用直流电源输入接口的BHC20002 U工业机箱配合使用[2]，提供高可靠性电源.另外，从复用器环节开始的解码均需配备解扰卡(解密卡)，而之前的4路信源是未加扰的清流，不需要解扰卡.

2.2.2 信号源码流实时监测

配置1块BHA31多通道ASI码流监测卡，接入6路数字电视ASI信号，专门用于对信号源码流进行实时监测，完成TS over IP(传输流转IP网络)码流组播、监测数据组播等功能.

监测卡有2个模块，每个模块实时监测8路ASI码流，2组信源(即光纤信号和微波信号)和主备复用器ASI共计6路，另外单独1路用于垫播信号.当4路来站信号均中断时，临时切换垫播信号，剩下1路用于备份或扩容改造升级，合计8路.

监测卡有2个网口输出码流，用于输出监测数据以及对系统进行配置，采集到的数据输送到码流分析仪，并进行汇总、整理、分析.

码流监测包括TR101 290码流三级错误监测、PID(标志性传输包)带宽监测、信道故障监测、TS流对比监测、CA对比监测等.

2.2.3 调制后的接收信号监测

选配1台BHC1000 iMOD 2U工业机箱，每个机箱内最多可插10块板卡，接口背板必须配套板卡数目选用，竖插式的板卡装载支持热插拔，板卡需要配备1+1冗余电源.

在机箱内选用9块BHQP03 DVB-S卫星数字电视监测卡，接入9路格式为DVB-S的卫星数字电视射频信号，对这9路节目进行节目的接收、测量信道指标、分析码流、多节目的解扰、码流TS over IP输出等.同样由于处于加密环节之后，需插入解扰卡方可解密.

每块卡可以实时监测1个QPSK频点，需要配置9块卡，其中3块用于主备调制器监测，6块用于大小卫星天线接收、耦合监测.该模块具有较好的防干扰能力，可以满足广播电视对信号传输的要求.

2.2.4 多画面显示监测

配置2台多画面监测报警主机，系统软件为TrinityAres-Display，即博汇系统，接收网络传来的码流，最多可实时解码18套高清数字电视、音频节目，可以进行视音频内容的实时监测和多画面组合显示，也可以定义分组轮巡显示和监测.监测节目列表中可以看到节目信息以及所监测的告警信息，多画面显示监测截图展示见图3.如在节目名为HEBei-TV信息中可以自定义名称为光纤1路信号，所涉及到的正在监测的故障报警为：静帧故障、黑场故障、视频丢失、解码异常、音频丢失、音量过低等，基本包含了当前节目可能发生的各种异常告警.每一项告警需要单独设置门限时间、监测时段，如静帧故障设定为10 s、监测时段为24 h等.对不需要的告警如音量过高、测试图故障、彩条故障等可以选择不监测.所有的告警传输给装有音频报警服务器软件的主机，实现报警效果.每台主机上有1个千兆网口用于输入解扰后的清流节目，输出监测数据以及对设备的配置.每台主机的监测信息不仅可供本站使用，也可实时发送至他站配合监测.

图3 多画面显示监测截图展示

2.2.5 码流分析

码流分析采用的是一款系统软件，可以收集所有监测信号的传输状态、码流监测到的数据以及故障报警信息，分析并提示匹配故障代码，通过语音进行集中播报.码流分析系统截图展示见图4.系统配置管理所有监测设备，配置监测参数和监测门限等，并实时记录、显示各主要节点的功率值、带宽，也可以查询各项历史记录和故障记录，在监测到的传输数据流中可以直观看到来路ASI信号经过调制后转换QPSK信号.在播出系统的搭建和后期调试过程中，码流分析系统也可以作为一种辅助工具.

图4 码流分析软件截图展示

3 结语

利用河北地球站高清节目监测系统可以有效的监测从信号源至下行接收信号的各个环节，在信号码流层面做出分析运算，输出结果数据，从而对故障做出预判.高清节目监测系统在必要时，也可以结合切换系统进行自动信号切换，从而简化分析判断过程，提高节目播出效率.

参考文献：

[1] 罗小成.南昌广电数字电视监测系统分析与设计[D].南昌：南昌大学，2014.

[2] 李伟.刍议嵌入式广播电视监测新技术[J].通讯世界,2017(7):26-27.