大連捷成 TS流智能監(jiān)測應(yīng)急切換系統(tǒng)的應(yīng)用

引言：

    保證廣播電視安全播出是至關(guān)重要的，如今廣電總局、電臺、電視臺對安全播出的要求是零秒停播，特別是重大事件安全播出的要求更高，其責(zé)任可謂是重于泰山。隨著有線前端系統(tǒng)數(shù)字化改造的步伐加快，數(shù)字電視前端安全播出的復(fù)雜性越來越明顯，除了要考慮到人為的因素，還要考慮設(shè)備故障和自然災(zāi)害對安全播出造成的影響。

    一直以來，播出單位都是通過增加人員值班，24小時(shí)不間斷工作的方式來保證安全播出，但是很多事故是突發(fā)的，比如設(shè)備故障是不可避免的。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，怎樣以最快的時(shí)間切換到備用設(shè)備或系統(tǒng)，以保證不出現(xiàn)停播現(xiàn)象，這些是需要完善的監(jiān)測系統(tǒng)來保障。

    一個(gè)完善的數(shù)字前端系統(tǒng)，除了要對系統(tǒng)中的核心設(shè)備、唯一設(shè)備、易發(fā)故障設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)備份外，必要的監(jiān)測手段也是不可缺少的。廣電總局對各個(gè)播出單位的要求是至少要對三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測：1.節(jié)目輸入信號監(jiān)測；2.節(jié)目輸出信號監(jiān)測；3.受眾接收端的接收監(jiān)測。通過監(jiān)測可以迅速有效的確定故障源，對其進(jìn)行快速處置。但是如何對數(shù)字電視前端系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測呢？

    一般數(shù)字電視前端系統(tǒng)的監(jiān)測分為兩個(gè)層次：

    （1）碼流分析：側(cè)重點(diǎn)是碼流深度分析，需完成MPEG2和DVB標(biāo)準(zhǔn)各個(gè)層次的分析，甚至要求精確到BIT位，以便在必要時(shí)候按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對碼流進(jìn)行逐位分析，以定位和解決問題，保障前端系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)性和開放性。

    （2）TS流監(jiān)測：重點(diǎn)是系統(tǒng)的安全播出，要求做到快速反應(yīng)，快速定位故障點(diǎn)，縮短排除故障時(shí)間。

    對于多數(shù)數(shù)字電視前端系統(tǒng)而言，碼流分析這一層次較易達(dá)到，而TS（傳輸）流監(jiān)測則較為困難，理論上衛(wèi)星接收機(jī)、編碼器、復(fù)用器、加擾器、適配器、調(diào)制器的輸出信號都需要被監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)較多�？紤]到監(jiān)測設(shè)備的價(jià)格較為昂貴，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常對系統(tǒng)中重要的通道、重要的設(shè)備輸出信號進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、監(jiān)測和自動(dòng)應(yīng)急切換，而其他通道只做簡單的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并自動(dòng)應(yīng)急切換，不對其進(jìn)行深層次的分析，這樣可以控制系統(tǒng)建設(shè)成本，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加合理。

    在數(shù)字電視前端系統(tǒng)中信源和復(fù)用是最重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)，從安全的角度考慮，必須對其進(jìn)行設(shè)備備份，并對輸出的TS流（傳輸流）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦TS流出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)立即切換到備用設(shè)備，保證安全播出。

    TS流的監(jiān)測應(yīng)符合TR101-290監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)分為三級錯(cuò)誤檢測：第一級監(jiān)測（第一級錯(cuò)誤包括：同步丟失錯(cuò)誤、同步字節(jié)錯(cuò)誤、PAT 錯(cuò)誤、連續(xù)計(jì)數(shù)錯(cuò)誤、PMT錯(cuò)誤及 PID錯(cuò)誤）集中了所有基本的參數(shù)，這些參數(shù)保證TS流能夠被解碼；第二級（第二級錯(cuò)誤包括：傳輸錯(cuò)誤、CRC 錯(cuò)誤、PCR 間隔錯(cuò)誤、PCR 抖動(dòng)錯(cuò)誤、PTS 錯(cuò)誤及CAT 錯(cuò)誤）集中了一些附加參數(shù)，這些參數(shù)推薦用來進(jìn)行連續(xù)性監(jiān)測；第三級（第三級錯(cuò)誤包括：NIT 錯(cuò)誤、SI重復(fù)率錯(cuò)誤、緩沖器錯(cuò)誤、非指定 PID錯(cuò)誤、SDT錯(cuò)誤、EIT 錯(cuò)誤、RST 錯(cuò)誤、TDT 錯(cuò)誤、空緩沖器錯(cuò)誤及數(shù)據(jù)延遲錯(cuò)誤）是依賴于應(yīng)用的幾個(gè)參數(shù)。其中第一級錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致下游設(shè)備無法對TS流進(jìn)行正常解碼，該錯(cuò)誤屬于致命錯(cuò)誤，會(huì)影響播出機(jī)構(gòu)的安全播出，而第二、三級錯(cuò)誤是不會(huì)影響到下游設(shè)備的正常解碼，不會(huì)導(dǎo)致播出事故。

    在數(shù)字電視前端系統(tǒng)的重要通道中，既要保證對TS流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，又要保證監(jiān)測發(fā)現(xiàn)問題后，立即切換到備用設(shè)備，保證安全播出�；�于PC硬件平臺來完成TS流監(jiān)測的設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)TR101-290的三級錯(cuò)誤監(jiān)測，但是無法滿足長期安全穩(wěn)定的工作，而且價(jià)格不菲；以FPGA為基礎(chǔ)的純硬件平臺可以對TR101-290的第一級錯(cuò)誤進(jìn)行完全檢測，其檢測和應(yīng)急切換的時(shí)間可以縮短到毫秒等級，唯一缺點(diǎn)是無法實(shí)現(xiàn)TR101290的第二、三級檢測，但是由于TR101290的第二、三級錯(cuò)誤不會(huì)影響到安全播出。綜合考慮，依靠硬件來實(shí)現(xiàn)監(jiān)測和切換更加適合系統(tǒng)安全播出的要求。

    大連捷成在其i-MOD智能信號處理平臺上新推出一款TDS-5103 TS流智能監(jiān)測應(yīng)急切換模塊，它是基于FPGA來實(shí)現(xiàn)對輸入的TS流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和自動(dòng)應(yīng)急切換，此功能模塊不僅具有較好的系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性，同時(shí)還具有較高的性價(jià)比。其功能框圖如下：