广电平移机房数字电视监看及故障监测系统
广电平移机房数字电视监看及故障监测系统
码流分析仪、矩阵和电视墙的结合应用
运行维护部前端运维部
一、前言
随着广播电视数字化的逐步深入，全国各地的省、市广电局和广电网络公司都在积极的构建自己的数字电视平台。根据国家广电总局提出的确保安全播出的要求，以及考虑数字电视运营的需要，在数字电视平台构建中数字节目监测系统如何建设就变得更为重要了。
19楼平移机房数字电视头端系统目前已播出了139套节目，包括112套数字视频节目，20套数码音乐节目和7套数据服务应用。
从系统监测及运维角度出发，为方便日常检查及抢修排障，在数字电视监测系统设计时，加入了数字码流监测设备；为了方便节目监看、备份切换以及减少系统冗余也加入了矩阵。本文结合广电19楼平移机房数字电视节目传输平台，探讨如何运用码流分析仪、矩阵和电视墙对数字电视播出前端进行监测。
二、传统总控监看系统及存在的问题
从传统总控监看系统的设备来看，不外乎视音分、电视墙监视器和电视信号示波器，再加上切换矩阵等外围操作设备，就构成了一个完整的电视播出总控硬件体系。为了加强对每一个播出环节的监看，信号主通路中每加入一个重要设备，就在其后加上视频和音频分配放大器，引出其中一路到电视墙供监看。这种方法很直观但导致电视墙上画面繁杂，若仅用此方法，极易引起人员监看疲劳，不利于及时准确地判断问题所在。
进入数字电视时代，由于信道带宽利用率的提高，电视节目频道数目成倍增长，若只采用传统的监看方法，监看的环节和屏幕数量也势必成倍增加。于是带来了新的问题：一是增加监看人员，这将使得人员成本上升；二是降低监看效果(看不过来)，这会使得排除故障时间延长。而且，在有限空间要增加监看屏幕，势必缩小每个屏幕尺寸，这将影响监看效果，使工作强度加大。此外，还有增加设备和维修带来的麻烦等问题。
三、目前平移机房数字电视综合监测网络1、概述
随着国内数字有线电视系统的进一步改造，要使数字电视播出做到既安全、又经济，必须借助先进的数字电视综合监测网络。把值班人员的压力分散到播出系统各个模块上，把
播出监看从对人的依赖转变到依靠综合监测网络，根据数字电视的特点，构建完整的数字监测系统，主要体现在利用码流监测设备对包括数字信号的输入输出、数字节目复用后、加扰后以及经QAM调制后的射频信号等各个环节实施全方位的监测，但由于节目的不断增加，播出设备也随着不断增加，考虑到机房建设的空间和成本，需将n个TS流或n个节目共用码流分析模块，这就需要结合码流监测仪和数字矩阵对各个环节进行监测。
其监测的主要方式是，以模拟视音频矩阵和数字矩阵为核心，利用矩阵系统控制切换，加入码流监测仪和模拟电视墙相结合的手段实现对整个数字电视平台的监测。
2、广电19楼平移机房数字节目监测系统图：
图1节目监测方案示意图
3、系统流程及原理1）总体概述
监测系统的设计严格按照数字电视平台的要求，对整体数字电视前端系统的各个信号进行定性、定量的有效监测和分析，为保证数字电视系统的正常运行提供全面有效的监测环境。数字节目监测方案系统图如图1所示，主要由数字矩阵系统、码流监测仪及电视墙三个大的部分配合完成节目监测。2）系统具体监测环节如下：
A、信源监看：将编码器输出的ASI信号以及其他ASI信号，送入解码器解码还原成模拟视音频后送入电视墙进行画面分割，从而达到信源实时监测；
B、矩阵后视频信号监看：将数字64×64ASI矩阵切换的数字TS码流送入解码器解码还原成模拟视音频后，送入电视墙进行主观监测，由于矩阵输出信号无需实时监看，则采用矩阵切换的方式解码所需监测信号；
C、矩阵后码流监测：将数字64×64ASI矩阵切换的数字TS码流接入数字码流分析仪进行监测分析，以了解节目复用前码流参数，同时可与矩阵后视频信号监看同步监测；
D、复用输出码流监测：复用器的输出是本地对码流打包处理的结果。对比监测到的结果，可以快速判断故障点，由于复用后码流无需实时监测，则可将复用器输出接入数字16×16ASI数字矩阵，需要时切换到所需码流进行码流分析，这样可节省大量码流分析模块，目前系统中主备复用后共用了4块码流分析板卡，大大减少了系统冗余；
E、节目加绕后码流监测：节目加绕后，所有的数字处理都已完成，此环节可监测到每个节目每个TS流的所有内容，因此须将每个TS流都接入码流分析模块进行实时码流分析；F、数字码流经QAM调制后输出的RF射频信号经混合器混合，送入大网播出，同时分出1路至机顶盒接收，机顶盒输出电视信号送入电视墙进行终端监看；从混合器再分出1路射频信号至码流分析仪，实现对QAM调制后的数字信号进行监测。3）数字码流监测总结
数字码流可以根据其来源分为：编码器输出TS流、数字卫星TS流、解码器输出TS流、复用器输出TS流、独立加扰器输出TS流、其它TS流、及QAM调制后经解调恢复的TS流。
在本监测系统中，独立加绕器输出的码流直接接入数字码流分析仪进行码流分析；其余各种来源的TS流须经数字矩阵的切换处理后再进行码流分析。
在前端系统的设计需要考虑监测系统的需要，所有的编码器、复用器、数字卫星TS流加扰器等设备都应具有至少两个ASI输出接口，这样就至少具有1个TS流输出口用作监视，当然，若是以上设备TS输出不具有多出的用作监测的接口，则需要通过ASI分配器来实现TS流的分配。
在本系统中，如图1所示，有编码器输出的TS流、数字卫星TS流、解码器输出的TS流、其它输出的TS流、复用器输出的TS流以及独立加扰器输出的TS流，其中复用器、独立加扰器、解码器以及部分数字卫星TS流输出为MPTS，而独立加扰器输出为经过加扰加密的TS流。
矩阵的输出可切选至数字码流分析仪分析，也可直接接入解码器，用作还原AV，送至电视墙做主观监看等。
因此此系统中的码流监测仪和矩阵和电视墙的配合应用堪称完美，监测环节无一遗漏，
从而使播出前端更安全稳定地运行，遇到故障时能更快捷地排障。
四、建议与小结1、建议
目前节目监测系统中码流分析设备还只是起到故障监看和故障判断的作用。在故障发生前，一般看见的都是正常工作状态，码流监测设备并不能起到预先告警从而把故障隐患及时排除的作用，由于节目码流是实时的，所以让码流分析设备预先告警对目前来说只是美好的愿望及追求。
对于目前系统来说，可以对前端码流分析设备配置一个网管系统，由网管系统来监控码流分析设备，若系统某个环节出现故障，网管可以通过对比故障前后码流来提出告警，并告知值班人员是丢失了或更改了什么参数导致故障，从而让值班人员能直接把握第一故障点，更快捷排除故障。2、小结
数字电视信号的监看与监测是一项十分重要的工作，这就对监测与监控系统提出了需求。目前，尽管数字电视的节目平台、传输平台和服务平台在播出前端的系统构架有所不同，但TS流主要还是来自于卫星、地面、有线及局域网传输，经编码器、视频服务器和其它一些数据发生设备(比如EPG服务器)等，由播出前端的复用器对这些TS流进行组合、过滤，然后进行传输。为了掌握TS流的工作状态，保证安全播出，在这些环节上都应该设置监测点。监测与监控系统的度量衡是码流分析仪。目前新建的19楼平移机房使用TANBERGTT4130对复用器前后码流以及加扰器输出码流进行监测，除此之外还使用了MTX100码流记录仪和上海广科所的码流分析仪对码流进行记录和分析，保证了各个监测点的安全播出。
扩展阅读：广电系统数字电视中心机房配置方案
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