哈雷編碼復用設備在山東地球站的應用

韓國棟

(山東廣播電視臺，山東 濟南 250062)

2002年10月，山東電視臺地球站建成了數字衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)，系統(tǒng)使用美國哈雷公司生產的編碼器MV12、復用器MN20和Radyne公司的調制器DM240，傳輸1套電視節(jié)目和7套廣播節(jié)目。為了提高地球站的安全播出保障系數，2007年山東電視臺地球站進行了系統(tǒng)升級和擴展，擴展后主播系統(tǒng)使用原設備。增加了備播系統(tǒng)設備，備播系統(tǒng)的復用器仍采用MN20，編碼器和調制器分別采用哈雷公司的MV45和Newtec公司的NTC2277。同時，主備播系統(tǒng)的網管系統(tǒng)都升級為哈雷公司最新的NMX4.4.4。在哈雷編碼復用設備使用過程中，遇到了一些難題，通過探索和試驗，最終解決了這些問題。目前哈雷編碼復用設備在國內網絡公司、電視臺、地球站多有應用，在此愿將應用體會和同行們一起分享。

1 PCR抖動的分析及解決

在完成主備播系統(tǒng)升級和擴展后，對傳輸節(jié)目進行了視音頻主觀評價和客觀指標測試，結果滿足設計要求，不過在對下行接收節(jié)目傳輸流進行碼流分析，發(fā)現PCR抖動特別厲害，在幾分鐘的間隔內，就會出現一次約100000 ns的PCR抖動，而正常的抖動門限要求是±500 ns。

1.1 PCR抖動成因探究

通過查閱技術資料，發(fā)現傳輸流在傳輸過程中，傳輸碼率變化、再復用修改PCR、傳輸網絡抖動及時鐘變化等情況都可能造成PCR抖動。了解到其他地球站也出現過PCR抖動過大的情況，解決的方法是把調制器和編碼器的傳輸碼率設置一致。分析認為:正常傳輸時，碼流均勻地從發(fā)送端傳輸到接收端，每個碼流數據包的傳輸時延都一致;如果設置不一致，可能使得碼流數據包到達解碼器的時延不同，造成PCR抖動過大。

山東電視臺地球站編碼器輸出模式為Fixed ASI，更改了編碼器的輸出碼率，使其與復用器輸出碼率一致，PCR抖動出現了明顯變化，抖動過大的間隔延長至20多分鐘，但還沒有根本解決。在復用器輸出進行測試，發(fā)現PCR抖動只有30多納秒，屬正常值，可以確定是調制器環(huán)節(jié)造成了PCR抖動過大。通過多次試驗，發(fā)現是調制器與復用器接口不匹配，造成PCR抖動過大。針對主播系統(tǒng)和備播系統(tǒng)用的調制器型號不同，采取了不同的方法解決，下面分別介紹設置方法。

1.2 調制器NTC2277設置方法

1)直接更改調制器NTC2277本機參數

在沒有連接網管的情況下，在調制器本機選單上，逐層找到Modulator-Control-Main-Baseband processing，將基帶處理的參數由Stuffing改為MPEG-RA，調制器就會根據復用器輸出碼率，自適應填充空包，保持PCR穩(wěn)定，從而解決了調制器輸出PCR抖動過大問題。依照此方法改變參數設置后，系統(tǒng)PCR抖動測試值在-111～+111 ns之間。

2)在網管上更改調制器NTC2277參數

如圖1所示，在網管調制器輸出屬性視圖中，在TSSD-QPSK-IF上點鼠標右鍵，打開屬性窗口，先后點擊Delivery和 Advanced，找到選項 Baseband Processing，選擇MPEG-RA，點擊OK，保存退出即可。

1.3 調制器DM240設置方法

設置調制器DM240參數需在網管上進行，步驟分為2步:

1)在網管系統(tǒng)上將1，2號編碼器的輸出接口由Fixed ASI改為 Variable ASI，速率為 7.464706 Mbit/s，復用器的輸出接口設置與編碼器相同。

2)在網管圖中(Network View)找到調制器DM240，雙擊鼠標左鍵，找到PSK點擊鼠標右鍵，選擇屬性，打開PSK屬性窗口，更改接口類型(Interface)，由原來的Advanced ASI改為ASI，如圖2所示。

通過上面方法，成功地解決了PCR抖動過大的問題，順利通過了國家廣電總局對地球站的驗收測試，系統(tǒng)測試結果為:PCR抖動為-50～+42 ns，PCR間距為0.40～34.4 ms。符合國家廣電總局對地球站驗收的測試指標要求。

2 哈雷網管語音告警設置

2.1 問題提出

山東電視臺地球站在系統(tǒng)升級和擴展后，編碼器、復用器、調制器配置哈雷網管系統(tǒng)NMX4.4.4，該網管系統(tǒng)可以實現設備的全面管理，能夠進行參數設置、設備告警、主備機器倒換等功能。但在使用過程中，發(fā)現由于沒有在NMX網管中安裝聲音告警系統(tǒng)，設備出現故障，只有畫面告警，沒有聲音告警，值班員很難及時發(fā)現網管提示的設備故障。通過詢問哈雷辦事處得知目前國內安裝的網管都未曾使用語音告警系統(tǒng)，通過研究設備資料，進行試驗，最終完成了NMX網管語音告警的安裝設置。

2.2 語音告警的設置

首先在網管工控機上安裝聲卡和驅動以及播放軟件，如媒體播放器Windows Media Player。然后在網管軟件NMX Digital Service Manager窗口下對每一個設備的告警進行設置，設置方法如下:

1)選中設備，點擊右鍵。

2)點擊Configure Alarm選項，顯示如圖3所示。

圖3 設備告警設置(截圖)

3)圖3中所有告警類型都要進行設置，選中告警類型后，點擊Alarm Actions選項，然后點擊Apply應用。

4)點擊Alarm Action選項，在Other Actions選項中打“√”(在綜合報警窗口顯示聲音告警)。

打開報警管理器，雙擊桌面上的Consolidate Alarms，打開Consolidate Alarms窗口如圖4所示，在File選項中打開 Consolidated Alarm Audible Notification，如圖 5所示。把NMX網管語音告警設置為兩種，重要設備的告警語音提示為“哈雷網管緊急告警”，一般設備的告警提示為“哈雷網管告警”。在圖5中分別找到告警的語音文件，并在后面的方框中打“√”，這樣告警聲音就會連續(xù)播放。

圖4 報警管理器界面(截圖)

出現聲音告警后，需要在圖4窗口中點擊右鍵會出現F11，F12，通過點擊F12選擇All Severities，點擊ok來確認報警，報警語音停止(關掉媒體播放器是不能消除聲音告警的)。

圖5 告警聲音設置(截圖)

NMX網管語音告警系統(tǒng)安裝使用后，網管同時具備了聲光告警，值班人員能夠更加迅速地發(fā)現故障，處理故障，縮短了事故判斷和處理時間，避免了惡性停播事故的發(fā)生，為安全播出提供了更加可靠的保障。

3 串行數據的衛(wèi)星傳輸

哈雷編碼復用系統(tǒng)功能強大，不但能傳輸視音頻信號，還能夠傳輸多種方式的數據信號。經過試驗，成功地應用該系統(tǒng)進行了串行數據傳輸，取得了很好的運行效果。串行數據傳輸通過復用器MN20實現，復用器MN20符合中華人民共和國GB/T 17700—1999國家標準，是一種功能強大的MPEG-2網絡、切換和復用平臺，可支持多路音頻輸入，具備數據傳輸能力。

MN20的數據傳輸模塊(DIM)允許輸入3路串行數據和1路以太網數據，每路串行數據速率支持300～38400 bit/s。數據傳輸模塊將輸入的數據加入PES包頭后，按照184 byte 1個數據包進行劃分，不足184 byte的加入空字節(jié)組成數據包，最后每個數據包增加帶有PID信息的4 byte包頭組成TS傳輸流。哈雷公司雖有數據傳輸模塊能夠實現串行數據的傳輸，但由于國內此種類型的數據傳輸業(yè)務沒有開展，通過多次摸索試驗，筆者掌握了設置方法。串行數據的衛(wèi)星傳輸設備連接如圖6所示。

圖6 串行數據的衛(wèi)星傳輸設備連接圖

筆者讓工控機通過程序產生不斷變化的4位隨機碼數字(十進制)，該串行數據的速度為19.2 kbit/s，經以太網傳輸至串口服務器，串口服務器為串口設備、工控機提供多串口連接，這樣工控機產生的數據就能按照串行方式同時傳送主備復用器的數據傳輸模塊。數據傳輸模塊由NMX網管進行管理控制。需要在NMX網管中添加數據源信號，參數設置為:

數據PID設置為39(10進制)或27(16進制)，然后重建PSI表。上述參數中塊的大小(Block Size)定義尤其重要，TS流的字節(jié)固定為188 byte，包頭占4 byte，第1個字節(jié)為同步字節(jié)。當發(fā)隨機碼為2046 時，通過碼流分析儀對下行接收數據進行分析，如果設置塊的大小為4，則188 byte的TS流數據包最后4 byte為3230 3436 ，其他字節(jié)都填充為ff，多次試驗結果證明，塊不能定義太小，否則傳輸的質量無法保證。塊的大小定義不能小于64，也就是一個隨機碼在一個TS數據包中要傳輸16遍。但塊也不能定義太大，不能超過180，這樣字節(jié)會溢出。

數據接收使用帶數據功能的衛(wèi)星接收機，接收機應當正確地設置參數，首先要接收到一同打包傳輸電視或廣播節(jié)目，然后進入菜單，將私有PID設為0×27(16進制)，私有數據格式設為0×0，最后將接收機與串口服務器相連，就能通過工控機進行串行數據接收。

衛(wèi)星串行數據的成功傳輸拓展了山東電視臺地球站的業(yè)務范圍，這將有利于將山東衛(wèi)視節(jié)目傳輸平臺打造成為一個融電視、廣播、數據業(yè)務為一體的綜合性業(yè)務傳輸平臺。

4 結束語

PCR抖動分析及解決、哈雷網管語音告警設置和串行數據的衛(wèi)星傳輸是山東電視臺地球站近年來在實際應用哈雷編碼復用系統(tǒng)過程中遇到主要問題。筆者通過多次試驗，摸索到了其中的規(guī)律，解決這些問題，在山東電視臺地球站的實際應用中取得了滿意的運行效果，為安全播出和拓展業(yè)務范圍打下了良好的基礎。