模拟电视监控系统数字化升级改造

房少娟

（作者单位：河南省无线发射传输管理中心）

1 相关概述

随着模拟电视全面退出，原来的模拟电视监控系统已经无法满足人们正常的生活和工作需要，为保障数字电视的安全播出，防止错播节目、私播广告、非法信号攻击等问题的出现，在电视台和发射台站出现问题时能及时采取相应措施，现急需对数字电视信号监控系统进行升级改造。但是更换一套新的监控系统需要大量资金，不仅浪费时间、人力和物力，还需要重新对技术人员进行岗位培训，使其熟悉操作流程[1]。基于这几点，本文将对如何在原有电视模拟监控系统的基础上进行改造升级进行探究，这样既能节省资金、人力和物力，又能快速完成数字电视安播监控，并且无须重新对技术人员进行培训。

2 数字电视与模拟电视的特点对比

2.1 数字电视的特点

数字电视是指对图像、声音等信号采用数字技术加以处理、压缩和编码，经存储或实时广播后，供用户接收、播放的电视系统。其与把信息作为“连续值”处理的模拟电视相比具有以下特点[2]：

一是频谱利用率高，36 MHz带宽的卫星转发器可以传送5套标准清晰度的数字电视（Standard Definition Television，SDTV）节目，8 MHz的地面电视广播和有线电视带宽能传送4套以上的标准清晰度数字电视节目。二是图像质量高，数字电视能大概率地实现“无差错接收”，水平清晰度能达到1200线以上，声音质量较高，接近演播室水平，还可以实现高质量的移动接收。三是抗干扰性强，数字电视非常适合远距离传输，还可以使用单频网进行无线发射。四是便于存储，且存储时间与信号特性无关。五是便于实现“三网融合”，构成一类多媒体通信系统，成为未来国家信息基础设施的重要组成部分。六是可以用较少的发射功率覆盖与模拟电视相同的面积。七是传输过程中基本不产生新的噪声，信噪比基本不变，而模拟信号的噪声是逐步积累的。八是具有开放性和兼容性，能进行加密、解密工作，便于开展各类民用收费业务。九是改变传统模拟电视的观看形式，变被动接收为主动交互（本地交互）。十是可开展附加增值业务，利用信号中的行、场消隐时间，开展上网、节目点播、电视购物等业务。

2.2 数字电视信号的优势

数字电视信号的优势是模拟电视信号无法比拟的，一路模拟电视信号只传送一套电视节目，而一路数字电视信号可以同时传送8套电视节目，这也说明对数字电视信号的监控与对模拟电视信号的监控是有区别的。原来的一根光纤只需要传输一套模拟电视节目，直接监控就可以；现在的一根光纤传输过来的是打包好的数字电视信号，其中包括多套节目，需要把打包好的多套节目一一解压进行监控。不过，这几套节目都是通过一根光纤传输的，只需要监控其中一套节目就可以知道其他节目的情况，如果一套节目没有传送过来，其他节目也一定传不过来。根据以上这些特点来对原有的模拟监控系统进行改造升级，可以达到监控数字电视信号的目的[3]。

3 技术改造方案

3.1 设计原则

本方案的设计原则是在充分利用现有设备、软件的基础上，以最少的资金、最快的速度、高质量完成数字电视信号的监控任务，确保数字电视信号的安全播出。

3.2 改造方案

此方案包括对硬件、软件两部分的升级改造。

3.2.1 硬件部分的升级改造

数字电视监控系统硬件部分连接图如图1所示：

图1 数字电视监控系统硬件连接图

图1中用DTMB机顶盒，空收发射机发射的数字电视信号，解码还原数字化压缩的图像、音频信号，产生模拟的视频和音频信号，再连接到工控主机。

工控主机是一种加固的增强型个人计算机，包括CPU、硬盘、内存、显卡、外设、接口等设备，并具有操作系统、控制网络和网络协议，后槽的扩展有7槽和14槽，14槽的背板可以安装多路视频卡，给不同的电视频道分配不同的串口地址，以便在视音频监控软件上对应的位置显示，并通过视音频工作站和音响设备给观众提供高质量的电视节目[4]。

工控主机输出的信号，一部分连接到视音频工作站进行多画面监控，一部分连接到交换机，通过交换机连接到用于远程传输的光端机，光端机把需要传输的电信号转换成光信号，并把光信号经过光纤传输发射出去，再通过SDH网回传到无传中心，实现远程监控[5]。此数字电视监控系统完整流程如图2所示。

图2 数字电视监控系统完整流程图

由信号源端（卫星信号源、光纤信号源等）传送过来的TS码流进入激励器，激励器包括主、备两个激励器，当其中一个损坏时，经过切换器切换到另一个激励器，以保证信号不间断播出。TS码流信号在激励器内经过信源编码、信道编码和调制后，变为适合在信道中传送的高频信号，低功率的高频信号在发射机内经过功放模块放大成大功率高频信号，再经过馈线传送给发射天线，发射天线发射电磁波，在覆盖区域内被DTMB接收机空收解调，解调后的音视频信号传送给多画面服务器，最后在监控大屏上显示解调输出的音视频画面和声音。

3.2.2 软件部分的升级改造

数字电视监控系统软件的配置：TVClient是用来监控模拟电视信号的一款多画面软件，只要对其参数进行重新配置，就可以实现对数字电视信号的监控。首先，找到TVClient所放置的文件夹，在此文件夹中找到settings文件夹，在settings文件夹中有4画面、9画面、12画面等配置，如果需要监控9个画面就选择9个画面的配置信息，并在相应的背景配置中预置9个端口。其命令如下：

参数设置完成后，点击视音频监控软件图标，数字电视信号监控如图3所示。

图3 数字电视监控画面

从数字电视监控画面可以看出，通过对原有模拟电视监控设备的硬件软件进行升级改造，可以达到监控数字电视信号的目的，而且效果不错。不仅仅能够清晰监控数字电视图像，而且可以同时监控音频信号，监控画面上的音频柱可以监控音频信号的有无，连接音箱可以收听伴随图像信号的音频信号。

4 结语

本文在模拟电视全部关闭退出历史舞台，数字电视全面开启的时代背景下，提出在充分利用现有设备软件、无须购买新的监控设备软件的情况下，通过对原有模拟电视监控系统软硬件的升级改造，实现对数字电视的监控任务。其不仅能够保障双安工作的顺利完成，而且也能节省资金节约时间，防止不必要的资源浪费。另外，技术人员对用来升级改造的旧设备已十分熟悉，不需要再进行培训，节省了培训时间和培训费用。