劉杰

（信陽(yáng)廣播電視臺(tái)，河南信陽(yáng)，464000）

0 引言

我國(guó)已經(jīng)在全國(guó)范圍內(nèi)基本實(shí)現(xiàn)12套央視節(jié)目、3套央廣節(jié)目的無(wú)線數(shù)字化覆蓋，加快推進(jìn)我國(guó)廣電事業(yè)由地面向數(shù)字過(guò)渡的信息化進(jìn)程[1]。當(dāng)前中央覆蓋工程大量采用了基于衛(wèi)星傳輸?shù)膯晤l網(wǎng)（SFN）技術(shù)，從“全省一張網(wǎng)”的已實(shí)現(xiàn)目標(biāo)正在向“全國(guó)一張網(wǎng)”的遠(yuǎn)景探索發(fā)展，DTMB地面數(shù)字電視、CDR數(shù)字廣播等新系統(tǒng)模式將央視、央廣節(jié)目推廣到各地。其中，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測(cè)廣電信號(hào)的衛(wèi)星接收效率、播出回監(jiān)數(shù)據(jù)、設(shè)備設(shè)施工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和屏顯等主系統(tǒng)功能。還有一些并負(fù)責(zé)分支項(xiàng)的子系統(tǒng)，例如負(fù)責(zé)各臺(tái)站監(jiān)測(cè)信號(hào)回傳、各發(fā)射臺(tái)播出信號(hào)回傳、機(jī)房環(huán)境數(shù)據(jù)回傳、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)回傳、單頻網(wǎng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)回傳等功能，是本文所重點(diǎn)的關(guān)注。

1 中央無(wú)線數(shù)字化覆蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

1.1 中央覆蓋工程系統(tǒng)模式

為了在全國(guó)建設(shè)中央覆蓋工程，各省市采用了大量SFN技術(shù)方案根據(jù)各地的條件規(guī)劃發(fā)射臺(tái)，加大SFN調(diào)試工作力度、通過(guò)組網(wǎng)優(yōu)化解決同頻干擾問(wèn)題，是當(dāng)前中央覆蓋工程系統(tǒng)穩(wěn)定的主流手段[2]。DTMB（國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視）的工作傳輸模式多達(dá)300余種，其中又以國(guó)標(biāo)規(guī)范的10種最為常用，各省份根據(jù)人口密度、自然地理、技術(shù)條件的差異化選取適合本地情況的工作模式。例如人口密度較大、丘陵地區(qū)較多東南地區(qū)多采取省級(jí)SFN模式8、地市級(jí)SFN模式2的工作模式進(jìn)行規(guī)劃優(yōu)化，現(xiàn)列舉一種中央覆蓋工程中地面數(shù)字電視廣播常用的系統(tǒng)方案技術(shù)架構(gòu)：①采用DTMB標(biāo)準(zhǔn)體系，視音頻壓縮采用AVS+標(biāo)準(zhǔn)和DRA標(biāo)準(zhǔn)；②中央電視臺(tái)前端采用電視節(jié)目編碼形成2路TS經(jīng)單頻網(wǎng)適配后傳輸；③通過(guò)主用衛(wèi)星經(jīng)光纜或數(shù)字微波進(jìn)行地面?zhèn)鬏敚詡浞莘绞椒职l(fā)傳送；④各地規(guī)劃2套DTMB系統(tǒng)、2套CDR系統(tǒng)以適配以SFN實(shí)現(xiàn)覆蓋，部分地區(qū)根據(jù)實(shí)地情況不同也可采取多頻網(wǎng)。

1.2 中央覆蓋工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能

1.2.1 監(jiān)管中心系統(tǒng)功能

中央覆蓋工程的監(jiān)管中心集中了DTMB集中監(jiān)管功能、發(fā)射機(jī)集中監(jiān)管功能、數(shù)據(jù)庫(kù)功能等主要系統(tǒng)功能，大致如下：①DTMB集中監(jiān)管功能。中心拼接多畫(huà)面大屏將數(shù)據(jù)、視頻、音頻集中呈現(xiàn)在可視化界面上，同時(shí)兼用于交互界面，控制人可通過(guò)可視化交互完成各個(gè)子系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫(kù)的指揮調(diào)度、參數(shù)設(shè)置等調(diào)控工作，也可收視數(shù)據(jù)庫(kù)或子系統(tǒng)提供的信息解析及提示性服務(wù)；②發(fā)射機(jī)集中監(jiān)管功能。各臺(tái)站對(duì)發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)、故障情況、指標(biāo)數(shù)據(jù)應(yīng)在監(jiān)管中心集中展示，應(yīng)能展示各臺(tái)站應(yīng)對(duì)射頻層、碼流層、視音頻層等異常狀態(tài)的聲光報(bào)警功能；③數(shù)據(jù)庫(kù)功能。主要包括采集和處理兩大板塊，采集功能可周期性地完成各臺(tái)數(shù)據(jù)采集工作并進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析、寫(xiě)入服務(wù)器、生成報(bào)表等常規(guī)性工作。數(shù)據(jù)報(bào)表主要分類(lèi)包括兩種，第一種是異常工作狀態(tài)，子目錄包括但不限于異常狀態(tài)明細(xì)、持續(xù)時(shí)間、次數(shù)統(tǒng)計(jì)等等，第二種是頻道工作狀態(tài)，子目錄包括但不限于落地情況、變更情況等。處理功能可對(duì)視頻、音頻流編碼進(jìn)行解碼，監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)端發(fā)射臺(tái)的工作狀態(tài)并對(duì)各發(fā)射臺(tái)回傳的各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行判別、計(jì)算、存儲(chǔ)、分析等常項(xiàng)工作，作為各臺(tái)站工作質(zhì)量、異常狀態(tài)的處理依據(jù)，還要進(jìn)行本身自檢、監(jiān)控系統(tǒng)本身及各種軟件運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并相應(yīng)維護(hù)，定期將工作成果上報(bào)并儲(chǔ)存至監(jiān)管中心。

1.2.2 發(fā)射臺(tái)安播監(jiān)控前端功能

各臺(tái)站應(yīng)完善前端監(jiān)控功能，主要包括：①發(fā)射機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)?；九渲脼槿菁{各種管理軟件的主機(jī)服務(wù)器及多畫(huà)面顯示器，主機(jī)服務(wù)器搭載軟件應(yīng)包括視音頻格式解碼功能、發(fā)射機(jī)參數(shù)監(jiān)控功能以及信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)功能，能進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互、處理、存儲(chǔ)。多畫(huà)面顯示器應(yīng)支持雙屏或多畫(huà)面組合的可視化能力，實(shí)時(shí)監(jiān)控節(jié)目音視頻效果，并可通過(guò)DVI或HDMI將本地顯示輸出到監(jiān)控中心；②SFN監(jiān)控功能，重點(diǎn)在于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)入發(fā)射機(jī)之前和發(fā)射后的信號(hào)狀態(tài)，以監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)，還要對(duì)ASI接口輸入接收機(jī)、支持開(kāi)路射頻信號(hào)輸入的編碼器等重要設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；③節(jié)目信號(hào)監(jiān)視監(jiān)聽(tīng)功能，主要通過(guò)對(duì)進(jìn)出發(fā)射機(jī)的信號(hào)進(jìn)行采集和分析并應(yīng)用TSOVERIP封裝輸出上傳至至大屏，通過(guò)看、聽(tīng)、查詢(xún)等手段監(jiān)測(cè)傳輸信號(hào)質(zhì)量。此功能可對(duì)監(jiān)測(cè)節(jié)目進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼記錄存儲(chǔ)，節(jié)目正常播出時(shí)的錄像本地存儲(chǔ)7天，節(jié)目異常時(shí)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，本地存儲(chǔ)30天；④DTMB發(fā)射機(jī)及機(jī)房的環(huán)境監(jiān)控，包括發(fā)射機(jī)的信源、動(dòng)力、環(huán)境等參數(shù)監(jiān)控子系統(tǒng)，并在參數(shù)出現(xiàn)異常情況時(shí)發(fā)出警報(bào)。

2 央無(wú)線數(shù)字化覆蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)“一網(wǎng)三硬件”結(jié)構(gòu)組成

2.1 “一網(wǎng)”系統(tǒng)

SFN（Single Frequency Network，單頻網(wǎng)）是多點(diǎn)同步的無(wú)線電發(fā)射臺(tái)構(gòu)成的組網(wǎng)系統(tǒng)，不同地區(qū)的發(fā)射臺(tái)通過(guò)在同一時(shí)間以同一頻率發(fā)射同一信號(hào)，實(shí)現(xiàn)廣大區(qū)域的信號(hào)覆蓋面[3]。相比傳統(tǒng)的多頻網(wǎng)而言，單頻網(wǎng)只有一個(gè)頻率，沒(méi)有頻率重用的劣勢(shì)，因此頻譜利用率要遠(yuǎn)高于多頻網(wǎng)，而且多個(gè)發(fā)射臺(tái)形成的分集效果實(shí)現(xiàn)了更廣泛的覆蓋率。

傳統(tǒng)的大基站、大發(fā)射臺(tái)高容量、大需求，對(duì)覆蓋區(qū)核心范圍的業(yè)務(wù)信道的鄰區(qū)干擾現(xiàn)象比較嚴(yán)重，對(duì)廣電用戶(hù)的體驗(yàn)造成影響，部分用戶(hù)常常因控制信道干擾受限無(wú)法正常享受廣電服務(wù)[3]。SFN有效降低了傳統(tǒng)多頻網(wǎng)控制信道信息和參考信號(hào)相互干擾嚴(yán)重的現(xiàn)象。從終端來(lái)看，采取一站多徑的方式通過(guò)共用標(biāo)識(shí)降低控制信道的鄰區(qū)干擾是其主要手段。

2.2 “三硬件”系統(tǒng)

2.2.1 DTMB地面數(shù)字電視監(jiān)測(cè)卡

DTMB地面數(shù)字電視監(jiān)測(cè)卡的主要功能是接收地面數(shù)字電視信號(hào)、監(jiān)測(cè)信道指標(biāo)、碼流分析、通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸TS流數(shù)據(jù)等。其中DTMB地面數(shù)字電視監(jiān)測(cè)卡監(jiān)測(cè)的信道指標(biāo)功能包括信號(hào)的鎖定、功率、強(qiáng)度、信噪比、誤碼率等參數(shù)指標(biāo)，為設(shè)備調(diào)試、顯示故障位置等系統(tǒng)功能提供便利條件。

2.2.2 ASI碼流監(jiān)測(cè)卡

ASI碼流監(jiān)測(cè)卡功能主要用于解調(diào)及監(jiān)測(cè)ASI信號(hào)碼流，每個(gè)ASI碼流監(jiān)測(cè)卡可以實(shí)現(xiàn)兩組（各8路）ASI信號(hào)的處理工作，包括接收信號(hào)、碼流分析、通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸TS流數(shù)據(jù)等。其中ASI碼流監(jiān)測(cè)卡對(duì)輸入的TS流數(shù)據(jù)進(jìn)行TR10129三級(jí)錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)并提供報(bào)警服務(wù)，同時(shí)負(fù)責(zé)將輸入TS流數(shù)據(jù)進(jìn)行打包通過(guò)通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出。

2.2.3 專(zhuān)用服務(wù)器（監(jiān)測(cè)主機(jī)）

該主機(jī)的主要功能是搭載監(jiān)測(cè)基本軟件，包括多畫(huà)面監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、碼流分析系統(tǒng)、數(shù)字電視監(jiān)管前端代理三大類(lèi)，具體功能主要涵蓋以下方面：①多畫(huà)面監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)接收衛(wèi)星接收機(jī)的輸出和播出回監(jiān)信號(hào)，一般在顯示屏中顯示為一主一備及DTMB，主、備分別是衛(wèi)星接收機(jī)主用機(jī)輸出信號(hào)和備用機(jī)輸出信號(hào)，而DTMB則是開(kāi)路接收的回監(jiān)信號(hào)；②碼流分析系統(tǒng)可以對(duì)監(jiān)測(cè)前端數(shù)據(jù)進(jìn)行嵌入式碼流分析，包括信道指標(biāo)、信道監(jiān)測(cè)、TR10129三級(jí)錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)、模板比對(duì)、PCR抖動(dòng)分析、帶寬數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)信息、系統(tǒng)故障等；③數(shù)字電視監(jiān)管前端代理負(fù)責(zé)將①的告警和②的上報(bào)故障進(jìn)行匯總并上報(bào)至監(jiān)測(cè)主機(jī)及監(jiān)測(cè)中心，同時(shí)接收監(jiān)測(cè)主機(jī)及監(jiān)測(cè)中心下發(fā)的處理指令并反饋給上述兩個(gè)軟件。

3 中央無(wú)線數(shù)字化覆蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)維護(hù)問(wèn)題及優(yōu)化方法

3.1 SFN優(yōu)化方法

SFN優(yōu)化可通過(guò)多個(gè)分基站反復(fù)調(diào)整技術(shù)參數(shù)，找出整體覆蓋范圍最大、且干擾最低的系統(tǒng)組合方式，隨著實(shí)地條件的不斷變遷，優(yōu)化過(guò)程也可隨之推進(jìn)摸索，最終找出接收性能、覆蓋區(qū)域最佳的一套方案。具體方法如下：①調(diào)整發(fā)射臺(tái)站位置，其中通過(guò)調(diào)整發(fā)射臺(tái)站位置，按照目標(biāo)覆蓋范圍可以在理論上完全消除單頻網(wǎng)內(nèi)部干擾，但現(xiàn)實(shí)施工中，受多方面條件制約，往往實(shí)施難度較大，②調(diào)整發(fā)射機(jī)功率、③調(diào)整發(fā)射天線參數(shù)（方向圖、傾角），同樣調(diào)整天線參數(shù)也能得到較好的優(yōu)化效果，但是天線在已安裝后很難再次調(diào)整，在實(shí)施過(guò)程中采用的可能性不大。④調(diào)整發(fā)射機(jī)延時(shí)，比較切實(shí)可行的調(diào)整手段是調(diào)整發(fā)射機(jī)功率和發(fā)射機(jī)延時(shí)，是成本最低、最易實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)延時(shí)的方法，能夠起到提升覆蓋面積、降低干擾面積的效果[4]。

3.2 設(shè)備優(yōu)化方法

3.2.1 監(jiān)測(cè)主機(jī)服務(wù)器自動(dòng)重啟優(yōu)化方法

通過(guò)使用值班室的終端電腦打開(kāi)VNC遠(yuǎn)程軟件，連接該主機(jī)服務(wù)器，關(guān)閉多畫(huà)面監(jiān)測(cè)軟件、碼流分析軟件、前端代理軟件后等待自動(dòng)重啟，一般靜待4分鐘即可。

3.2.2 顯示器問(wèn)題的優(yōu)化方法

如發(fā)射臺(tái)出現(xiàn)主顯示器黑屏現(xiàn)象，首先應(yīng)排除的是顯示器自身故障，如非顯示器故障，則需檢查是否是主機(jī)與顯示器的連接設(shè)備出現(xiàn)了問(wèn)題。許多發(fā)射臺(tái)由于地勢(shì)問(wèn)題經(jīng)常受到雷擊影響，可能對(duì)高清視頻線延長(zhǎng)器造成損壞，可通過(guò)檢查網(wǎng)口指示燈判斷其是否損壞，如果不是高清視頻線延長(zhǎng)器損壞，再進(jìn)而判斷是否是網(wǎng)線出現(xiàn)了問(wèn)題。

如果排除了硬件問(wèn)題，則可輸入權(quán)限命令以遠(yuǎn)程操作監(jiān)測(cè)主機(jī)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操作說(shuō)明服務(wù)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作則可判斷為主機(jī)停止運(yùn)行或工作狀態(tài)不正常，監(jiān)測(cè)人員可手動(dòng)操作重啟主機(jī)服務(wù)器。顯示器不顯示信號(hào)監(jiān)測(cè)畫(huà)面也可以通過(guò)這個(gè)方法進(jìn)行問(wèn)題排查，如發(fā)現(xiàn)主機(jī)處于正常工作狀態(tài)，可嘗試在Windows把其它處于工作狀態(tài)中的軟件最小化，將多畫(huà)面監(jiān)測(cè)軟件前置，重新調(diào)出多畫(huà)面全屏顯示狀態(tài)。

3.2.3 信號(hào)問(wèn)題的優(yōu)化方法

當(dāng)發(fā)射臺(tái)出現(xiàn)部分信號(hào)報(bào)音視頻丟失情況，在重啟多畫(huà)面監(jiān)測(cè)軟件或者BHDT56地面數(shù)字電視解調(diào)監(jiān)測(cè)卡不能解決問(wèn)題時(shí)，監(jiān)測(cè)人員可根據(jù)信號(hào)名“主”、“備”、“DTMB”來(lái)排查是衛(wèi)星接收機(jī)還是DTMB發(fā)射機(jī)出現(xiàn)了故障問(wèn)題。如果信號(hào)報(bào)音視頻丟失情況伴隨有系統(tǒng)報(bào)警現(xiàn)象，可聯(lián)系中數(shù)傳媒公司查詢(xún)衛(wèi)星接收機(jī)解密卡的授權(quán)是否到期，如解密卡授權(quán)自動(dòng)失效，可以重新申請(qǐng)授權(quán)。當(dāng)發(fā)射臺(tái)遇到無(wú)法連通監(jiān)控中心的情況，可通過(guò)命令提示符輸入內(nèi)網(wǎng)IP地址，判斷此問(wèn)題是否與當(dāng)?shù)乇O(jiān)控中心出現(xiàn)的連通、延時(shí)具有一致性，也可基于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選用的運(yùn)營(yíng)服務(wù)商來(lái)判斷連接問(wèn)題，例如可根據(jù)個(gè)人手機(jī)信號(hào)質(zhì)量情況判斷發(fā)射臺(tái)所面臨的信號(hào)環(huán)境問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

文中所述的故障現(xiàn)象均是各地中央無(wú)線數(shù)字化覆蓋過(guò)程中的常發(fā)現(xiàn)象，除了在規(guī)劃建設(shè)時(shí)致力優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，在各臺(tái)建設(shè)時(shí)也要注意信號(hào)強(qiáng)弱及設(shè)備維護(hù)與操作問(wèn)題，應(yīng)保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行與央廣央視節(jié)目的安全播出。