陳煒

(中石化上海工程有限公司 上海 200125)

在我國，地面無線數(shù)字電視信號系統(tǒng)屬于廣電媒體結(jié)構(gòu)體系內(nèi)的關(guān)鍵性內(nèi)容，同時也是實現(xiàn)廣播電視節(jié)目信息向受眾終端方面?zhèn)鬏數(shù)闹匾緩?。為了進行廣播電視節(jié)目的制作，工作人員需要應(yīng)用多種的攝錄等專業(yè)設(shè)備進行大量視頻、音頻素材的生產(chǎn)，同時還會結(jié)合節(jié)目制作需求而納入大量其他影視公司的電影、電視劇等素材等，內(nèi)容比繁多、復(fù)雜。如何才能使終端系統(tǒng)的受眾接收到高質(zhì)量的節(jié)目信號，成為了廣大“電視人”多年來共同研究的重要課題。近年來，隨著廣電媒體技術(shù)的逐步發(fā)展，區(qū)域性的模擬有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)逐步在各地區(qū)建立，實現(xiàn)了傳統(tǒng)電視信號傳輸技術(shù)的初步改革。但是，在這種模擬信號模式的應(yīng)用條件下，受眾能夠收看的廣電節(jié)目內(nèi)容相對較少，并且受眾的節(jié)目體驗缺少選擇性，只能被動地接受電視臺所發(fā)出的節(jié)目信號，也就是電視臺播出什么樣的節(jié)目，受眾就只能看這樣的節(jié)目，且節(jié)目的信號質(zhì)量較差。此后隨著無線數(shù)字電視技術(shù)與衛(wèi)星信號傳輸?shù)认冗M技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，使廣電信號傳輸徹底沖破了傳統(tǒng)模式的束縛，受眾可以真正意義上體驗到高清數(shù)字電視的節(jié)目優(yōu)質(zhì)效果。

1 地面無線數(shù)字電視信號系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

結(jié)合我國傳統(tǒng)電視信號發(fā)射臺站的設(shè)計結(jié)構(gòu)來看，其電視信號的管理以及信號的監(jiān)測主要是先對電視信號源進行模擬并將信號轉(zhuǎn)接到系統(tǒng)的信號發(fā)射機，然后通過信號解調(diào)裝置監(jiān)測空間內(nèi)發(fā)射出的電視信號。而當(dāng)前的地面無線數(shù)字電視信號源是通過多條鏈路將其發(fā)送到臺站，然后接受信號的轉(zhuǎn)碼處理之后轉(zhuǎn)入信號發(fā)射機內(nèi)，再由終端的數(shù)字機頂盒進行信號的接收，并將其接入大屏而展開監(jiān)測。在對二者的比較之下，前者的傳統(tǒng)模式雖然具有信號傳輸過程簡單的特點，但是對信號源發(fā)射整個過程的信號調(diào)度以及監(jiān)測存在嚴重不足。我國地域遼闊，不同地區(qū)電視媒體機構(gòu)所采用的信號源傳輸模式也存在明顯的差異?？傮w來看，電視信號的傳輸主要可劃分為兩種不同模式：一種為目前國內(nèi)統(tǒng)一使用的一種前端平臺模式，可以借助多種傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將信號傳輸?shù)讲煌男盘柊l(fā)展臺站；另一種是不同的臺站經(jīng)由光纖、微波以及衛(wèi)星等途徑來獲取電視媒體節(jié)目的信號源，然后由系統(tǒng)內(nèi)的編碼復(fù)用平臺對信號源進行處理并生成TS 流向終端系統(tǒng)進行發(fā)射。我國各地區(qū)的主要臺站目前已經(jīng)初步實現(xiàn)了全面的數(shù)字化升級和改造，但是，結(jié)合電視信號臺站的實際應(yīng)用情況來看，信號源的調(diào)度控制、整個信號傳輸過程的狀態(tài)監(jiān)測、發(fā)射機及其周邊相關(guān)裝置的運維等方面仍需進行調(diào)整與完善，做好技術(shù)的同步跟進。同時，臺站的信號預(yù)案管理系統(tǒng)尚未能完成智能化技術(shù)的全面覆蓋，不能夠?qū)崿F(xiàn)電視信號的智能化切換、調(diào)度以及切換等操作。對電視信號發(fā)射狀態(tài)的監(jiān)測，也只能局限在對終端空中發(fā)射信號的單節(jié)目接收監(jiān)測范圍內(nèi)，在電視信號源的發(fā)射過程中出現(xiàn)任務(wù)異常情況，工作人員根本不能快速地完成故障點的確認，故障的排查與有效處理均需較長的時間，從而影響客戶的電視節(jié)目收看體驗。而臺站方面的日常工作日志內(nèi)容主要包括人工查詢以及抄表登記，根本無法利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對信號源發(fā)射鏈路的實際狀態(tài)情況展開智能化查詢，也未能設(shè)置關(guān)于系統(tǒng)中各類型裝置與設(shè)備運行狀態(tài)信息的自動記錄機制，最終留下電視信號源傳輸質(zhì)量隱患?；诖?，相關(guān)工作人員還需結(jié)合當(dāng)前實際情況針對地面無線數(shù)字電視信號調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)展開科學(xué)、合理的設(shè)計，從而加強電視信號傳輸質(zhì)量的提升。

2 無線地面數(shù)字電視的主要特點分析

與常規(guī)的廣播電視信號源傳輸模式相比，地面無線數(shù)字電視信號的傳輸具有明顯的特殊性，其為IPTV、有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)以及移動互聯(lián)網(wǎng)電視等傳輸模式的升級與補充[1]。具體來講，當(dāng)前的無線地面數(shù)字電視具備的主要特點表現(xiàn)為以下幾點。

2.1 具備更高的信息容量

無線地面數(shù)字電視的高信息容量特點可表現(xiàn)在其能夠為HDTV 節(jié)目提供超過24 Mb/s 標準的單信道碼率，在這一信息容量環(huán)境下可以實現(xiàn)信號源傳輸量的有效擴展。

2.2 系統(tǒng)操作更具靈活性

在地面無線數(shù)字電視信號傳輸系統(tǒng)當(dāng)中，通過對不同的地質(zhì)信息以及調(diào)制方式的設(shè)定可以支持更多種的信號源接收方式，例如步行、固定以及高速移動接收等。

2.3 信號頻率規(guī)劃及覆蓋區(qū)域的靈活性

使用單頻網(wǎng)和同頻道覆蓋擴展器/縫隙填充器的概念，通過選擇不同保護間隔的工作模式能夠建立起16 km 乃至于36 km 覆蓋范圍的單頻網(wǎng)絡(luò)體系。我國最早是在2008 年奧運會前夕開始進行地面無線數(shù)字電視信號系統(tǒng)的建設(shè)工作的，而當(dāng)時建立該系統(tǒng)的主要目的在于使各地區(qū)電視終端系統(tǒng)均可更加高效地接收奧運會高清轉(zhuǎn)播電視信號源，為民眾收看奧運會賽事節(jié)目提供更大的便利條件。此后則開始相繼在國內(nèi)其他各地區(qū)展開地面無線數(shù)字電視信號系統(tǒng)的搭建工作。我國數(shù)字電視系統(tǒng)主要是采用歐洲的DVB 數(shù)字電視標準，其中，地面?zhèn)鬏敳捎肈VB-T技術(shù)、有線傳輸采用DVB-C 技術(shù)，而衛(wèi)星傳輸則為DVB-S 技術(shù)，而對于無線地面數(shù)字電視來說，DTMB 是我國技術(shù)人員在對DVB-T 進行研究的基礎(chǔ)上進行自主研發(fā)的地面?zhèn)鬏敇藴蕝f(xié)議，其為2006年國家數(shù)字電視領(lǐng)導(dǎo)小組所推出的，具備獨立的系統(tǒng)核心技術(shù)，相比此前應(yīng)用的歐洲D(zhuǎn)VB-T 標準，有著更強的信號傳輸抗干擾能力，現(xiàn)階段國內(nèi)各地區(qū)所采用的地面數(shù)字電視信號傳輸系統(tǒng)均執(zhí)行這一標準。

3 地面無線數(shù)字電視信號調(diào)度與監(jiān)控設(shè)計原則

設(shè)計人員在展開項目設(shè)計實踐工作中主要需堅持以下原則。

首先，安全性原則。在設(shè)計工作中，相關(guān)設(shè)計工作人員一定要保證自身設(shè)計內(nèi)容完全符合總局當(dāng)中的相關(guān)規(guī)定，在充分確保系統(tǒng)運行安全的基礎(chǔ)上進行其他功能的擴展。與此同時，還需注意各個發(fā)射鏈路中不同環(huán)節(jié)中的主備路由問題，結(jié)合鏈路的實際情況進行路由倒換機制的科學(xué)設(shè)計，充分保證系統(tǒng)地面無線數(shù)字電視信號源能夠穩(wěn)定、安全地傳輸?shù)桨l(fā)射機內(nèi)并進行信號的發(fā)射，從而為民眾對于電視節(jié)目的收看增加保障[2]。其次，監(jiān)管平臺的綜合性原則。地面無線數(shù)字電視信號的監(jiān)控系統(tǒng)是保證信號源能夠在健康、穩(wěn)定狀態(tài)的環(huán)境下順利完成發(fā)射與傳輸?shù)幕颈Ｕ希堑孛鏌o線數(shù)字電視信號臺站值班人員對整個系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控的重要平臺。在進行地面無線數(shù)字電視信號監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計工作當(dāng)中，一定要充分確保系統(tǒng)當(dāng)中信號發(fā)射機房的實際環(huán)境、不同節(jié)目頻道的信號發(fā)射質(zhì)量以及傳輸質(zhì)量的有效監(jiān)控，并在此基礎(chǔ)上進行系統(tǒng)所需各項配置的靈活配置與添加，據(jù)此構(gòu)建起一個具備綜合性功能的監(jiān)測與控制平臺。通過這一綜合性平臺的應(yīng)用，可以進一步明確系統(tǒng)整個運行過程中的各項安全指標與技術(shù)標準等，同時還可以針對經(jīng)由不同路由結(jié)構(gòu)中的信號實施靈活比對，一旦發(fā)現(xiàn)信號源出現(xiàn)不一致的情況，則會立即發(fā)出警報，還可以對出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)給予提示。另外，通過該綜合性監(jiān)管平臺的應(yīng)用還能夠?qū)ο到y(tǒng)中所有的信號發(fā)射鏈路實際狀態(tài)展開質(zhì)量監(jiān)測，并對系統(tǒng)中的電力供應(yīng)情況、溫度與濕度指標以及信號發(fā)射機房的安全防護狀態(tài)的進行有效的監(jiān)控。最后，系統(tǒng)運行日志的生成與保存。在進行地面無線數(shù)字電視信號系統(tǒng)設(shè)計工作中，需要通過監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置對各部分裝置與設(shè)備的運行異常問題等不良情況的信息進行有效收集，并建立多種通道便于系統(tǒng)向臺站人員或者值班人員進行異常信息的推送，同時還需要將其生成詳細的運行記錄并進行自動保存，這樣便于相關(guān)工作人員后續(xù)進行日志的查詢，為系統(tǒng)的運維工作的展開提供更加可靠的依據(jù)[3]。

4 地面無線數(shù)字電視信號調(diào)度監(jiān)控設(shè)計方案分析

該文以我國某地區(qū)已完成建設(shè)的地面無線數(shù)字電視信號調(diào)度監(jiān)控項目為例，對其設(shè)計方案展開分析。該項目的設(shè)計方案主要是對兩套數(shù)字電視發(fā)射機的信號源實現(xiàn)智能切換處理、對信號多環(huán)節(jié)進行監(jiān)測，并且對其中各部分裝置以及信號所發(fā)生的不同級別的故障問題及時發(fā)出警報，并且以短信自動發(fā)送方式來通知相關(guān)工作人員。在該項目建設(shè)落成并投入應(yīng)用以來，運行狀態(tài)比較穩(wěn)定，在一定程度上幫助了臺站相關(guān)工作人員完成了模擬發(fā)射監(jiān)測到數(shù)字發(fā)射監(jiān)測的過渡。

4.1 信號源調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計要點

地面無線數(shù)字電視信號調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計方案核心點在于信號源鏈路的智能切換以及信號源的穩(wěn)定、安全傳輸，具體設(shè)計內(nèi)容如下。

首先，由發(fā)射臺站分別經(jīng)由光纖與微波這兩個鏈路途徑進行信號源的獲取，獲取成功后對其展開轉(zhuǎn)碼處理，分別各自生成1 號與2 號兩套不同節(jié)目的ASI流，然后將兩路1號信源流和兩路2號信源流依次傳輸至不同的智能流切換器設(shè)備當(dāng)中，實現(xiàn)基于碼流TR 101-290 標準的信號源狀態(tài)監(jiān)測與智能判斷，一旦其中任何一路的信號源輸入流無法達到對應(yīng)的評判標準，那么其切換器則會自動進行倒換，也可以由工作人員通過控制面板對其展開人工切換[4]。其次，系統(tǒng)中所設(shè)置的兩個智能流切換器可以分別和兩部不同的發(fā)射機主路系統(tǒng)進行連接，采用這樣的設(shè)計方式可以在切換器裝置出現(xiàn)故障的情況下避免信號源的丟失。這兩個不同的信號發(fā)射機裝置分別使用不同的信號頻點，兩部發(fā)射機采用兩個頻點，對發(fā)射機輸出的1、2號節(jié)目流，然后由系統(tǒng)中的多工器對節(jié)目流進行合成處理，最后再完成信號的發(fā)射。另外，利用光纖實現(xiàn)信號發(fā)射機房與臺站信源機房這二者之間的聯(lián)系，從而為無限數(shù)字電視信號的傳輸建立有效通道。通過這種設(shè)計方式可以在一定程度上避免系統(tǒng)當(dāng)中的小功率裝置受到大功率裝置運行過程中電壓波動的干擾，避免小功率設(shè)備因此而受損，電視發(fā)射臺信號源調(diào)度切換流程圖如圖1所示。

圖1 電視發(fā)射臺信號源調(diào)度切換流程圖

4.2 信號源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計要點

該項目中所包含的信號源監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)置了兩個功能部分，一部分功能為對信號鏈路中不同節(jié)點信號狀態(tài)的監(jiān)控，另一部分功能為針對接收空中信號情況的監(jiān)控。這一系統(tǒng)設(shè)置了主動調(diào)度監(jiān)控與多路分屏監(jiān)控這兩種不同的體系。在多路分屏監(jiān)控體系中，主要是將各路節(jié)目的原始信源編碼流、流切換器輸出碼流和近端開路接收解調(diào)碼流采集后，借助系統(tǒng)中的智能監(jiān)測設(shè)備將其轉(zhuǎn)換成為IP 流，并傳輸至大屏，實施若干屏幕畫面的分割監(jiān)控。這屬于常規(guī)模式下的全時監(jiān)控，其包含了系統(tǒng)全鏈路中不同環(huán)節(jié)的信號狀態(tài)監(jiān)測，同時，系統(tǒng)智能監(jiān)測設(shè)備還可以對故障情況立即發(fā)出警報，同時對故障相關(guān)信息進行自動搜集并生成記錄。在信號發(fā)射發(fā)生異常情況時，工作人員能夠快速、準確地對故障點所在的精確位置加以確定，并快速展開排查與維修工作。在主動調(diào)度監(jiān)控體系中，將信號源鏈路的4路原始節(jié)目編碼流、2個流切換器輸出碼流以及2 路近端開路接收解調(diào)碼流輸入至調(diào)度矩陣，矩陣一路輸出接入碼流分析設(shè)備，另一路輸出給解碼器。工作人員在進行矩陣的合理調(diào)度后能夠?qū)︽溌分胁煌?jié)點部分的信號碼流展開靈活調(diào)度，并切入碼流分析儀設(shè)備對其中各項指標展開分析，還能夠?qū)ζ渲心骋宦返拇a流信號展開精準調(diào)度，進入解碼器解出任意一套節(jié)目，上技監(jiān)大屏，從而單獨監(jiān)控其畫面質(zhì)量[5-6]。

4.3 環(huán)節(jié)動力系統(tǒng)的設(shè)計要點

地面無線數(shù)字電視信號環(huán)節(jié)動力系統(tǒng)的主要設(shè)計目標在于對信號發(fā)射機裝置電力穩(wěn)壓狀態(tài)的監(jiān)控、機房煙感監(jiān)控、溫度與濕度指標監(jiān)控以及機房安全防護狀態(tài)的監(jiān)控，將監(jiān)測數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)IP化以后將其傳輸至機房管理系統(tǒng)，便于工作人員隨時進行查看，保證系統(tǒng)的健康運行狀態(tài)。

4.4 值班控制系統(tǒng)的設(shè)計要點

該項目中設(shè)計值班管理系統(tǒng)功能主要包括以下幾方面：首先，系統(tǒng)會以每日三次的固定頻率定時對系統(tǒng)電力指標、信號發(fā)射功率以及反射功率等情況進行記錄，并且可以對該項目值班控制系統(tǒng)以及其中各環(huán)節(jié)、各階段的實際運行情況展開全面性的監(jiān)測，并將具體的監(jiān)測內(nèi)容生成詳細的監(jiān)測記錄，還可以將系統(tǒng)值班人員的日常巡查工作記錄生成每日出勤報表；其次，通過值班表的自動生成和值班人員巡查日志自動記錄，能夠?qū)ο嚓P(guān)設(shè)備長期內(nèi)的運行狀態(tài)保持相應(yīng)的先行記錄并保存，如此一來，一旦設(shè)備出現(xiàn)隱性故障問題，工作人員可以以此為據(jù)展開故障排除處理；最后，對系統(tǒng)的運維工作資料進行科學(xué)管理，并提供大數(shù)據(jù)查詢?nèi)肟?，項目值班控制機制需要針對所發(fā)生的所有故障排查及處理活動構(gòu)建科學(xué)而明確的流程單，并做好相關(guān)信息的實時存檔，便于后續(xù)相關(guān)工作中查詢使用。

5 技術(shù)推動控制轉(zhuǎn)型的分析

地面無線數(shù)字電視限號調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與建成推進了信號源調(diào)度與監(jiān)控技術(shù)的升級與技術(shù)管理工作的轉(zhuǎn)型，同時也在一定程度上促進了臺站工作人員組織結(jié)構(gòu)以及技術(shù)結(jié)構(gòu)的重組。在轉(zhuǎn)型前，臺站采用傳統(tǒng)的人員值班方式，工作人員在值班過程中只要確認空中信號狀態(tài)正常，在覆蓋區(qū)域中，僅設(shè)置一個信號接收機設(shè)備實現(xiàn)對節(jié)目圖像與聲音信號接收情況的監(jiān)測。在完成地面無線數(shù)字電視信號調(diào)度和監(jiān)控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型之后，傳統(tǒng)設(shè)計模式下的系統(tǒng)模式功能更加完善，且各部分功能的設(shè)置更具合理性，地面臺站值班人員需要對整個系統(tǒng)的運行原理形成全面性的認知，尤其是對其中各部分信號傳輸鏈路的結(jié)構(gòu)、信號的具體成分以及來源等的了解和掌握。值班人員需要通過系統(tǒng)監(jiān)控平臺的觀察而對臺站發(fā)射鏈路中的各部分情況進行實時了解，例如信號發(fā)射機的運行狀態(tài)、信號源的狀態(tài)、系統(tǒng)電力狀態(tài)以及機房的實際環(huán)境等，一旦發(fā)現(xiàn)其中任何環(huán)節(jié)表現(xiàn)異?；虺霈F(xiàn)故障，則可及時鎖定異常及故障問題所在并第一時間進行有效處理。另外，值班人員還需做好對系統(tǒng)所自動生成的每日安全狀態(tài)報表的檢查，同時掌握數(shù)字信道調(diào)制等各項參數(shù)標準，這樣才能對系統(tǒng)問題展開更加準確的分析。此外，在系統(tǒng)轉(zhuǎn)型后，系統(tǒng)中的各項設(shè)備也會隨之升級和優(yōu)化，值班人員需要提高自身對各類專項儀器設(shè)備的靈活應(yīng)用能力，并對系統(tǒng)數(shù)字電視信號的誤碼率以及調(diào)制誤差比等元素對于信號接收實際質(zhì)量的影響形成深刻認識。

6 結(jié)語

地面無線數(shù)字電視信號是當(dāng)前我國廣播電視媒體進行節(jié)目信息傳播的重要途徑，為了能夠充分保證信號源的健康、穩(wěn)定發(fā)射與傳輸狀態(tài)，相關(guān)工作人員還需結(jié)合實際情況針對地面無線數(shù)字電視信號調(diào)度監(jiān)控設(shè)計工作展開科學(xué)而全面的分析，逐步提高設(shè)計方案的完善性，這樣才能夠進一步提高信號源的傳輸質(zhì)量，為受眾的電視媒體節(jié)目體驗提供更加有利的條件。