DTMB地面数字电视前端信源平台多系统自动切换输出的设计与实现

（广西广播电视无线传播枢纽台）

1 引言

DTMB-地面数字电视前端系统是架构无线数字电视平台的重要组成部分，大体由卫星接收机、编转码器、复用器、监测四个部分组成。为推进数字电视平建设，根据国家广电总局和广西新闻出版广电局的要求，广西DTMB地面数字信源前端平台系统负责传输12套中央电视节目和7套广西地方电视台节目，采用AVS+视频压缩编码方式。广西信源前端平台系统肩负着传送数字广播电视节目信源信号到广西全区各地无线广播电视发射台，在安全播出方面有极高的要求，为达到系统的不间断输出，系统采用主用信源平台+异地备用信源平台的方式实现。

2 系统框架

图1 系统拓扑图

中心前端信源平台作为主用信源，为确保全区信号源传输的可靠性，配备1+1模式，有主备两路同时输出，而异地备份平台作为备份系统，配备一套系统备用输出模式，和主用系统形成互为备份。中心前端信源平台的主路信源输出直接到达网络传输始端，而备路信源输出先到达异地备份信源平台，和异地备份系统的信源输出一起送到IP切换器，经IP切换器后选择输出一路正常信源到网络传输始端。这两路信号在网络传输终端汇聚后，经过双发选收的工作方式选择一路IP节目源包输送到广西全区无线发射台站，本系统的传输网络用的是SDH干线网，如图1所示。

3 主用信源平台前端主备双系统

3.1 中央节目卫星信源接收系统

该系统节目来源主要采用集中式卫星接收机接收，千兆IP输出模式。卫星接收天线用于接收中星6B和中星6A。

目前中星6A上分两个频点传送12套中央AVS+电视节目，第一个频点传输中央8套节目，第二个频点传输中央4套节目。搭建主备两座卫星天线接收中星6A信号，用AVS+卫星接收机解密出12套中央节目，通过IP输出口传送到主备信源三层交换机。中星6B上分四个频点传送12套中央电视节目，其编码格式为MEPG2和MEPG4，需经过标清编转码器转码成AVS+信源，经过统计复用器后，通过IP输出口传送到主备信源三层交换机。

通过接收中星6A和中星6B上的12套电视节目，完成了中央电视节目的主备不同信源上的实现，有效地避免了日凌期间卫星信号中断中央电视节目无信源输入的问题。

3.2 AVS+编转码系统

目前前端信源编码标准有MPEG-2、H.264、AVS和国内推荐标准AVS+，AVS+拥有自主知识产权，AVS+编码器的产业链也在逐步成熟。按照国家关于DTMB-地面数字电视编码格式的规定，本系统采用AVS+的方式进行信源编码，在频点资源有限、节目传输码率和单个频点总码率已经确定的前提下，采用AVS+编转码器对节目进行压缩以达到适合的接收效果。AVS+标清实时编转码器，是基于新一代音视频编码标准AVS+的标清实时编码、转码设备，在低码率下提供高质量的标清视频图像。

数字电视信源前端采用的是AVS+编码方式的IP信号输出，需要将SDI、MEPG2、MEPG4格式的信源编转码为AVS+信源输出。广西电视台的7套标清SDI信号，经过两芯点对点的光纤传送到信源中心平台，通过SDI光收机解调出7路SDI信号，经标清编转码后输出到主备IP统计复用器，复用后的传送到主备信源三层交换机。

广西地方台的节目接收部分，除了SDI信号点对点传输方式外，还通过SDH光纤网络传输了已经编码好的IP数字信号，其编码格式为AVS+，不需要再本系统再次编码。

3.3 节目复用和输出

中央节目和广西省台节目同时送到主备IP复用器，将12套中央节目和7套广西当地节目一起复用后经过主备机交换机输出，再由主备交换机分别输出到主备SDH输出口，信号走向如图2所示。

4 异地备份信源平台前端系统

异地备份信源前端系统的作用，主要作用是当中心平台的信源系统完全崩溃无法输出信源时，自动切换到异地备份信源输出，保证数字电视信源的不间断传输。

异地备份信源系统的中央电视节目来自中星6A和中星6B上的中央电视节目，这个和中心平台的情况一样，中星6B的信号需要编转码成AVS+格式的节目。异地备份信源系统的广西地方台节目，接收来自SDH的IP信号，该信号已经由广西电视台编码成AVS+。

中心平台的备路输出信源和异地备份信源输出一起接到IP切换器，经IP切换器选择一路正常的信号输出。该系统IP复用器具备输入延时补偿功能，能够同时分析延时输入的视频流。如果某一个输入的视频流被检测到有故障，该设备能够补偿时间差，并无缝切换到另一个没有故障的视频流，不会干扰到终端用户。如图3所示。

图2 主用信源平台前端信源系统拓扑图

图3 异地备份信源前端系统拓扑图

5 中心平台+异地备份平台传输模式和切换机制

子网连接保护（SNCP）是指对某一子网连接预先安排专用的保护路由，一旦子网发生故障，专用保护路由便取代子网承担在整个网络中的传送任务。SNCP的子网是广义上的子网，即一条链或一个环都是一个子网。在网络结构日趋复杂的情况下，SNCP是唯一的可适用于各种网络拓扑结构且倒换速度快的业务保护方式。SNCP保护具有成本低、无需APS协议支持、组网灵活、系统简单等突出的特点。这些突出的优点使得SNCP在当今的通信领域拥有广泛而灵活的应用。

SNCP在网络中的配置保护连接方面具有很大的灵活性，能够应用于干线网、中继网、接入网等网络，以及树形、环形、网状的各种网络拓扑，其保护结构为“1+1”方式，即每一个工作连接都有一个相应备用连接。

SNCP每个传输方向的保护通道都与工作通道走不同的路由，如图4所示，中心信源平台和传输终端之间通过SNCP传送业务，即节点中心信源平台通过桥接的方式分别通过子网1（工作SNC）和子网2（保护SNC）将业务传向节点传输终端，而节点传输终端则通过一个倒换开关按照倒换准则从两个方向选取一路业务信息。SNCP采用的是双发选收的工作方式。

平时正常工作时，由中心信源平台的主路输出信号到下面无线发射台站，当主路输出故障或者子网1光纤网络故障时，由异地备份信源平台输出信号。由于SNCP的倒换速度快，可以有效的保证主备信号实现快速切换。

6 结束语

随着数字电视技术的飞速发展，各省市都在组建地面数字电视前端信源系统，本文介绍了DTMB地面数字电视前端信源系统的组成原理和多系统自动切换的设计和实现，阐述了各主要部分的功能，系统充分考虑了整个前端系统和设备的稳定性和系统安全性，采用中心平台+异地备份的模式，为地面数字电视前端信源的不间断传送提供了有力的保障，以期促进我国无线数字电视前端系统的科学发展。

图4 前端信源多系统自动切换拓扑图