劉東亮，張涵宇

（河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)，河南鄭州，450000）

0 引言

隨著廣播電視技術(shù)的發(fā)展，廣播電視原有的無線傳輸信號是模擬信號，這種模擬信號傳輸?shù)漠嬅尜|(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民群眾對文化生活的需求，這就需要對原有的模擬電視無線傳輸系統(tǒng)，逐步更改為數(shù)字地面電視（DTMB）,DTMB具有：傳輸效率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)、信道估計(jì)性能良好、適于移動(dòng)接收等優(yōu)點(diǎn)。為了保障DTMB信號的有效傳輸和終端用戶接收，就必須建立一套系統(tǒng)對重要傳輸節(jié)點(diǎn)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，保證DTMB信號無差錯(cuò)、不間斷、高質(zhì)量的正常安全播出。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路

DTMB監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)分為兩部分：分別對衛(wèi)星信號的監(jiān)測和對光纖信號的監(jiān)測。

系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能有：實(shí)現(xiàn)對央廣節(jié)目的信源信號和解調(diào)信號監(jiān)聽監(jiān)看、對解調(diào)信號進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測。對央廣節(jié)目發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)機(jī)和故障報(bào)警。實(shí)現(xiàn)兩套央廣發(fā)射機(jī)內(nèi)部溫濕度采集，煙感和浸水報(bào)警監(jiān)測，饋管溫度監(jiān)測；對監(jiān)控室和節(jié)傳室進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測，對節(jié)傳信號市電停電報(bào)警監(jiān)測，對穩(wěn)壓器UPS一體機(jī)數(shù)據(jù)監(jiān)測，對央廣節(jié)目信源流程進(jìn)行監(jiān)測和故障報(bào)警。所有的監(jiān)測和報(bào)警最終將通過機(jī)房電視墻和控制臺(tái)電腦顯示出來。

2 系統(tǒng)模塊論述

■2.1 信號源構(gòu)成

每套節(jié)目都有兩路信源，一路衛(wèi)星信源，一路光纖信源。

衛(wèi)星接收主要是從中星6B衛(wèi)星上面把所需要的電視信號接收下來，該衛(wèi)星波束可覆蓋亞洲、太平洋及大洋洲，投入使用后，將為中國及亞太地區(qū)衛(wèi)星通信廣播市場提供優(yōu)質(zhì)、可靠的通信和廣播傳輸服務(wù)。本設(shè)計(jì)主要接收的的有CCTV-1、 CCTV-2、 CCTV-4、 CCTV-5、CCTV-7 CCTV-9、CCTV-10、 CCTV-12、 CCTV-13、CCTV-15 等電視節(jié)目。

光纖信號主要接收的是大象融媒體所發(fā)射至SDH環(huán)網(wǎng)內(nèi)的光纖信號。簡單介紹一下SDH環(huán)網(wǎng)的基本工作原理：SDH(同步數(shù)字體系)，根據(jù)ITU-T的建議定義，是不同速度數(shù)位信號的傳輸提供相應(yīng)等級的信息結(jié)構(gòu)，包括復(fù)用方法和映射方法，以及相關(guān)的同步方法組成的一個(gè)技術(shù)體制。

SDH網(wǎng)絡(luò)具有鏈型、星型、環(huán)型、樹型和網(wǎng)孔型等結(jié)構(gòu)形式，其中雙環(huán)結(jié)構(gòu)是一種常用的形式，因?yàn)槠渚哂凶杂δ?，所以能提供較高的可靠性。常用的有雙光纖單向通道保護(hù)環(huán)和雙光纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。 SDH是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，SDH不僅適用于光纖也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。它可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的有效管理、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、不同廠商設(shè)備間的互通等多項(xiàng)功能，能大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低管理及維護(hù)費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)，因此是當(dāng)今世界信息領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用的熱點(diǎn)。

由于SDH環(huán)網(wǎng)的優(yōu)越性，本臺(tái)站的信號源也并入本地的SDH環(huán)網(wǎng)，這樣就保證了光纖信號有效的、不間斷的傳輸，同時(shí)也保證了對大象融媒體傳輸信號的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

■2.2 信號監(jiān)測方式

衛(wèi)星天線將衛(wèi)星信號接收下來通過射頻光端機(jī)傳輸?shù)綑C(jī)房，通過無源功分器分為四路信號，送到四個(gè)衛(wèi)星接收，分別是25CH主備接收機(jī)和40CH主備接收機(jī)。通過衛(wèi)星接收機(jī)解擾，輸出ASI信號到碼流智能切換器。光纖信號通過IP/ASI適配器，將光纖網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換為ASI信號輸出到碼流智能切換器。

碼流智能切換器對應(yīng)的每一路信源輸入都有一路環(huán)出監(jiān)測，信源環(huán)出的ASI信號輸出到多畫面監(jiān)測前端，到電視墻監(jiān)看。碼流切換器的輸出到編碼復(fù)用器，再到發(fā)射機(jī)。

DTMB中關(guān)于復(fù)用技術(shù)在這里稍加介紹一下：在數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中，節(jié)目復(fù)用器和傳輸流再復(fù)用器是必不可少的。節(jié)目復(fù)用器的作用是將編碼后的視頻基本流（ES）、音頻基本流、節(jié)目描述信息（Program Speci fi cation Information，PSI）和輔助數(shù)據(jù)按MPEG-2系統(tǒng)層標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的格式復(fù)用成為一個(gè)傳輸流。同時(shí)，為了使收發(fā)端同步工作，系統(tǒng)時(shí)鐘（STC）計(jì)數(shù)器的值將被插入到相應(yīng)包的PCR字段中去。按照輸出傳輸流中所含的節(jié)目數(shù)，傳輸流分為單節(jié)目傳輸流（SPTS）和多節(jié)目傳輸流（MPTS），相應(yīng)地節(jié)目復(fù)用器也被分為單節(jié)目復(fù)用器和多節(jié)目復(fù)用器。在傳輸流最終被送到信道設(shè)備進(jìn)行信道發(fā)送之前，需要一臺(tái)設(shè)備將不同來源的傳輸流合成為一個(gè)新的傳輸流，即傳輸流再復(fù)用器。同時(shí)，數(shù)據(jù)廣播、電子節(jié)目指南（Electrical Program Guide，EPG）、條件接收（Conditional Access CA）等服務(wù)信息(SI)一般也通過再復(fù)用器插入到輸出傳輸流。

發(fā)射機(jī)發(fā)射出去的開路信號通過DTMB解調(diào)解擾設(shè)備接收回來，通過UDP組播地址傳輸?shù)蕉喈嬅姹O(jiān)測服務(wù)器，到電視墻監(jiān)信號源流程見圖1所示。

圖1

■2.3 發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)信號監(jiān)測

發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集需要對央廣的兩個(gè)頻點(diǎn)發(fā)射機(jī)進(jìn)行監(jiān)測，由于兩臺(tái)央廣發(fā)射機(jī)不具備施工監(jiān)測條件，所以文中主要介紹的是對兩臺(tái)省廣的全波發(fā)射機(jī)的監(jiān)測，全波發(fā)射機(jī)的通訊方式是網(wǎng)口通訊，將發(fā)射機(jī)的主控和兩臺(tái)激勵(lì)器的網(wǎng)口通過網(wǎng)線連接到交換機(jī)，在通過交換機(jī)連接到0803SE發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集器的下行通訊串口，由發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集器對發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，通過發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集器的上行通訊串口到多通道協(xié)議網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口通過交換機(jī)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器，通過網(wǎng)頁將發(fā)射機(jī)的所以數(shù)據(jù)顯示出來。具體信號流程如圖2所示。

圖2

■2.4 機(jī)房環(huán)境、饋管溫度和電力監(jiān)測

本監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的對機(jī)房環(huán)境和發(fā)射機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的參數(shù)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、設(shè)備故障報(bào)警、短信報(bào)警、設(shè)備機(jī)房視頻監(jiān)控、發(fā)射機(jī)系統(tǒng)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、發(fā)射機(jī)設(shè)備參數(shù)信息網(wǎng)絡(luò)傳輸集，這樣有助于對整個(gè)機(jī)房及發(fā)射系統(tǒng)參數(shù)的掌握并實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。

監(jiān)控機(jī)房和發(fā)射機(jī)發(fā)射系統(tǒng)對工作環(huán)境有明確的要求，機(jī)房良好的溫度濕度和清潔度及周邊環(huán)境，是確保設(shè)備安全正常工作，發(fā)揮效率和延長壽命的關(guān)鍵，同時(shí)機(jī)房供電設(shè)備是否正常運(yùn)行同樣關(guān)乎整套監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行。隨著各種精密儀器設(shè)備在發(fā)射臺(tái)的增加，對機(jī)房環(huán)境也提出新的條件。在當(dāng)前加快實(shí)現(xiàn)發(fā)射臺(tái)站數(shù)字化自動(dòng)化的形勢下，實(shí)現(xiàn)機(jī)房環(huán)境的集中監(jiān)控管理自動(dòng)化也成當(dāng)務(wù)之急?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)及數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)監(jiān)測機(jī)房環(huán)境和發(fā)射機(jī)設(shè)備的集中監(jiān)控、集中管理，代替人工巡視檢查記錄控制，提供了良好的條件。為此必須建議一整套的監(jiān)測系統(tǒng)用于對監(jiān)測機(jī)房環(huán)境、發(fā)射機(jī)饋管溫度和電力進(jìn)行系統(tǒng)有效的監(jiān)測，同時(shí)還可以了解機(jī)房的安全消防狀況。

環(huán)境監(jiān)測的位置為25CH、40CH發(fā)射機(jī)內(nèi)部和電視墻后面分別放置一套煙感和溫濕度傳感器，分別在發(fā)射機(jī)房、節(jié)傳室和監(jiān)控室地板下面方正一套浸水傳感器，這些設(shè)備所有的數(shù)據(jù)和狀態(tài)傳輸?shù)降谝慌_(tái)動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)測儀。

發(fā)射機(jī)的饋管溫度分別采集25CH和40CH發(fā)射機(jī)頂部的兩組饋管的溫度數(shù)據(jù)，由發(fā)射機(jī)頂部放置的溫度傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙_(tái)動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)測儀。

電力監(jiān)測是對電力穩(wěn)壓器和UPS一體機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過一體機(jī)的RS232通訊，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娏?shù)據(jù)采集器。

以上三臺(tái)設(shè)備是RS422通訊方式，經(jīng)過多通道協(xié)議網(wǎng)關(guān)，將串口傳輸轉(zhuǎn)換成網(wǎng)口傳輸，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行采集，具體流程如圖3所示。

圖3

3 多畫面信號顯示

監(jiān)測機(jī)房所有的監(jiān)測結(jié)果最終都將在電視墻和控制臺(tái)計(jì)算機(jī)上面以電視畫面和網(wǎng)頁IP方式顯示出來，為此需要建立一整套合理完善的多畫面監(jiān)測平臺(tái)，下面就多畫面顯示做一下簡單介紹。

■3.1 多畫面顯示設(shè)計(jì)

多畫面顯示業(yè)務(wù)主要顯示兩個(gè)DTMB頻點(diǎn)的多畫面圖像。一臺(tái)多畫面服務(wù)器實(shí)現(xiàn)中央八套節(jié)目衛(wèi)星信道、大象融媒信道的TS流構(gòu)成一個(gè)十六畫面的展現(xiàn)（非加密信號）。

中央八套節(jié)目編碼復(fù)用器輸出的TS流、空收解調(diào)的TS流需要進(jìn)行解擾，通過TS流解擾終端（雙路）后，用一臺(tái)多畫面服務(wù)器實(shí)現(xiàn)十六畫面展現(xiàn)。

一臺(tái)多畫面服務(wù)器實(shí)現(xiàn)中央四套+省+CCTV5+六套節(jié)目的衛(wèi)星信道(中央4套)、大象融媒信道（中央4套）、切換器輸出的TS流（中央4套），編碼復(fù)用前的河南衛(wèi)視、CCTV5+的TS流，共計(jì)十四個(gè)畫面展現(xiàn)（非加密信號）。

中央四套+省+CCTV5+節(jié)目的編碼復(fù)用后、空收解調(diào)的TS流需要進(jìn)行解擾，通過TS流解擾終端（雙路）后，用一臺(tái)多畫面服務(wù)器實(shí)現(xiàn)十四畫面展現(xiàn)。

■3.2 信號工作流程解析

信號流程監(jiān)測顯示界面是整個(gè)DTMB監(jiān)測系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié)，它從衛(wèi)星接收機(jī)接收信號開始一直到空收解調(diào)TS流同步報(bào)警，通過采集衛(wèi)星接收機(jī)的參數(shù)獲取同步信號以表示衛(wèi)星信號的是否存在，通過ASI碼流切換器通道鎖定信號表示衛(wèi)星接收機(jī)以及IP信道的TS流是否正常，切換器輸出采用與通道輸入顏色一致的流水線。通過編碼復(fù)用器輸入TS流同步報(bào)警以確定切換器輸出是否正常，通過發(fā)射機(jī)激勵(lì)器的TS ERR報(bào)警量確定編碼復(fù)用器輸出是否正常，通過空收監(jiān)測前端的同步報(bào)警來確定發(fā)射機(jī)工作是否正常。

信號流程采用流水線的顯示方式，一旦信號異常則以紅色X代替。該程序?yàn)榉?wù)程序，通過網(wǎng)絡(luò)獲取各個(gè)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)通過WEB SERVER方式展現(xiàn)。

4 結(jié)束語

通過對監(jiān)測機(jī)房的設(shè)計(jì)與建設(shè)，該系統(tǒng)整體上還是能滿足機(jī)房要求，能較為完善的對機(jī)房環(huán)境和各項(xiàng)設(shè)備做到及時(shí)有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過實(shí)際測試和實(shí)用檢驗(yàn)，該系統(tǒng)功能雖然不復(fù)雜，但是由于在設(shè)計(jì)采用了較為完善的新的技術(shù)。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在：

①工作方式較為智能化，打破了以往依靠人對設(shè)備的多點(diǎn)監(jiān)測，這套監(jiān)測系統(tǒng)基本上脫離的傳統(tǒng)的巡機(jī)模式。

②系統(tǒng)組成方式采用的是模塊化設(shè)計(jì)，所有數(shù)據(jù)監(jiān)測和參數(shù)修改只需要幾臺(tái)電腦即可完成，免去了去單個(gè)設(shè)備上修改數(shù)據(jù)的繁瑣。

③所有數(shù)據(jù)最終都可以通過控制臺(tái)電腦和電視墻得以顯示，更加直觀有效。

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