淺析數字電視應急系統的自動化

◆楊國華 王順泉

（江山市廣播電視總臺 浙江 324100）

淺析數字電視應急系統的自動化

◆楊國華 王順泉

（江山市廣播電視總臺 浙江 324100）

數字電視前端系統是數字電視中采集、處理、分析、傳輸數字信號必不可少的組成部分。本文主要就數字電視的前端應急系統進行簡單的介紹，分析數字電視應急系統自動化的實現過程，探討數字電視前端應急系統存在的問題，并提出數字電視應急系統的優化改造方法。

數字電視；前段結構；應急系統；優化改造

0 引言

數字電視的前端系統包括信號輸入、處理、輸出部分及系統管理部分，是數字電視不可或缺的重要組成部分，它的安全關系著數字電視的正常工作，但現階段數字電視應急系統的設計還存在著一些問題，影響了數字電視節目的播出質量。本文主要就數字電視前段應急系統中存在的問題進行簡單的分析總結，并提出一些優化改造措施，希望能對數字電視前端系統設計工作有所幫助。

1 數字電視前端應急系統概述

數字電視的前端主要由衛星數字電視接收機、復用器、視頻服務器、編碼器、解碼器、網絡控制設備等設備組成，數字電視前端系統包括信號輸入、處理、輸出部分及系統管理四部分，各個部分相互配合，各自承擔著不同的功能，應急系統是保證數字電視前端各個組成部分正常工作的重要保護裝置。

根據電視節目的重要性可以將應急系統劃分為三種類型。一些不重要的節目，觀看的用戶比較少，電視節目播出要求相對較低，對于應急系統的要求也會有所降低，這一類節目的應急系統一般只需要配備手動應急切換開關即可，關鍵設備能夠實現數字信號的N+1冷備份即可。而一些比較基礎的節目，大多數用戶都會觀看，因此，這類節目的播出要求相對較高，應急系統在設計過程中需要注意的部分相對較多，這種情況下備路信號切換時應該以自動切換為主、手動為輔，復用器、調制器、網管系統等關鍵設備要能夠實現N+1熱備份，比較重要的電視節目播出時必須保證萬無一失，應急系統的設計必須要能夠滿足這一播出需求，此時備路信號切換時同樣以自動切換為主、手動為輔，關鍵設備要能夠實現1+1熱備份，主設備及備用設備都必須有信號傳輸，主備用信號的選擇輸出由射頻切換開關實現。

2 數字電視應急系統自動化的實現

下文主要從信號源切換、復用器、BNG 調制器 1+1 自動熱備份、數字電視加密系統、電子節目指南（EPG）系統以及射頻自動切換開關幾個方面簡單分析數字電視應急系統自動化的實現方法。

2.1 信號源的自動切換

前端信號源的種類比較多，比如衛星接收信號、自辦節目信號、微波傳送信號等等。一般來說，自辦節目信號的可靠性比較高，數字電視節目的播出部會直接使用光纖自動切換的方式將自辦節目信號傳送到前端機房。而微波傳送信號、衛星接收信號等數字信號需要使用碼流自動切換器進行傳送，傳送過程中，主、備、墊碼流會被碼流切換器實時監控，并對其進行基于TR101 290標準的三級報警分析，一般發現某一路電視節目存在同步字節錯誤等等問題，碼流自動切換器會自行按照預定規則進行切換，保證了數字電視信號源的穩定性。

2.2 復用器、BNG 調制器 1+1 自動熱備份

數字電視前端系統的核心即復用器和 BNG 調制器，它們在配置時需要花費的時間較長，參數比較復雜。NMX 網管系統能夠與復用器和 BNG 調制器建立連接，連接后，相應的主、備自動切換關系會在NMX 系統里建立起來。為了保證NMX網管系統的安全性，可以采用雙機冗余自動切換技術。

2.3 數字電視加密系統（CAS）

數字電視加密系統是保證數字電視廣播業務有序開展的基礎，不同的數字電視選擇的加密方式會有一定區別。前端子系統、終端接收子系統等共同組成了加密系統，加密系統在對數字信號進行加密時，首先在信號發射端的控制字發生器產生控制字，這些控制字經過加擾器等等裝置的加密計算形成授權控制信息（ECM），授權控制系統將業務密鑰傳送至加密器，加密器對業務密鑰加密形成授權管理信息（EMM），授權控制信息和授權管理信息經過MPEG-2復用器進入MPEG-2數據包。用戶管理系統根據數字電視節目的訂購、收看情況將指令發送給授權控制系統，由授權控制系統決定用戶是否有權力收看、接收數字節目，即業務密鑰產生。

2.4 電子節目指南（EPG）系統

電視節目指南系統是數字電視與模擬電視重要的區別標志之一，它是數字電視的重要優勢，它的應用使得數字電視用戶能夠方便檢索自己喜歡的電視節目，通過電子節目指南，用戶能夠查看到更多的如節目簡介、片段等等信息。一般來說，EPG服務器及SI 注入器共同組成了電視節目指南系統，為了保證系統信息的安全穩定，實際的使用過程中可以采用雙機冗余熱備份技術對其進行保護。

2.5 射頻自動切換開關

射頻自動切換開關是前端系統的重要組成部分，可以對主路及備份的信號進行持續地監測，能夠及時地發現信號的電平故障，并根據預設好的門限切換開關線路，保證了信號源的安全性。

3 數字電視前端應急系統存在的問題

目前來說我國的數字電視前段應急系統還存在著一些問題，嚴重影響了電視節目的安全播出，比如數字電視的信號會經過信源編碼形成基本的碼流，節目碼流分為單節目碼流和多節目碼流兩種。單節目流是基本碼流與數字信息經過復用形成的，多節目碼流由單節目碼流和數字信息復用形成。現階段，數學電視前端系統使用的大多數節目碼流都是ASI信號格式，數字電視前端接收到信號后會對信號源進行基于傳輸流的自動切換，這些傳輸流是由許多個節目及數據信息合成的，其中任何一個節目出現問題，都會使切換器自動切換信號。信號切換的瞬間必然會影響信號的質量，導致電視節目播出時出現馬賽克甚至黑屏的不良現象，會影響到電視節目的正常播出。此外，如果是電視臺的原因造成某一個節目故障，自動切換器會將所有的電視信號切到圖卡信號上，會嚴重影響電視節目的順利播出，此時如果自動切換器在信號切換的過程中出現問題，還會影響輸出的節目碼流的質量，觸發其它相關設施如射頻開關等裝置的自動切換，這對于數字電視節目的播出十分不利。

4 數字電視應急系統的優化改造

數字電視應急系統的設計中存在著一些安全隱患，威脅到了數字電視系統的安全性，因此，必須對其進行優化改造。下文主要從重要電視節目的角度簡單分析一下優化改造的方法。數字電視應急系統的優化改造應該注意盡可能少地更換系統原有的設備，優化過程中為了減少系統改造的作業量，降低改造需要的資源，可以在原有設備的基礎上增加一些碼流分配器、信號線等部件，使用碼流分配器對數字電視系統的信號源進行分流，比如，通過碼流分配器將上級傳下來的MPTS流細分成MPTS1～MPTS N然后輸出，在系統后面部分增加一定數量的手動/自動應急開關，將細分后的信號源與復用器進行連接，由復用器對其進行復用傳輸，最后將信號源與調制器連接，調制器會將信號源調制成為射頻信號，射頻信號經過射頻開關最后輸出到混合器。此外，為了避免單個節目流影響到整個節目流的安全，數字電視應急系統的優化改造中應該將多節目碼流轉換成單節目碼流，比如在設置QoS時，將某一個節目的QoS設置與其它節目的QoS設置區別開來，優化改造后，使用自動切換器切換信號源時，只需要監制和切換MPTS傳輸流中與其它節目的QoS不同的信號，某一個節目出現問題時也不會觸發自動切換器進行切換，也就實現了多節目碼流到單節目碼流的轉換，就能夠避免以往的數字電視應急系統中出現的問題，對于提高數字電視系統播出的穩定系與安全性十分有幫助。

5 結束語

由上文的分析總結可以知道，現階段數字電視前端應急系統的設計中存在著一定的安全隱患，嚴重影響了數字電視節目的安全播出，廣播電視是重要的大眾傳播媒體，承擔著國家宣傳的責任，是引導社會輿論、保證政府政令暢通的重要方法，同時也是廣大民眾日常生活中重要的娛樂手段，對于廣大觀眾有著重要的政治影響和社會影響。可以說廣播電視的安全播出對于保證社會和諧發展，促進國家政治經濟文化的安全穩定十分重要。因此，相關研究設計人員必須加快數字電視應急系統的優化改造的步伐，促進數字電視節目的安全播出。

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