西藏電視節(jié)目源監(jiān)測系統(tǒng)介紹

目前西藏電視系統(tǒng)的數(shù)字電視節(jié)目源傳輸?shù)氖荢DI信號，即數(shù)字串行接口（serial digital interface），并內(nèi)嵌電視伴音。數(shù)字電視信號經(jīng)過各個(gè)設(shè)備和電纜傳輸過程中，難免會(huì)出現(xiàn)誤碼，當(dāng)誤碼積累到一定程度將造成信號中斷，造成靜幀等故障，也有可能出現(xiàn)的誤碼會(huì)對下一級接收設(shè)備產(chǎn)生影響，造成設(shè)備在接收、處理誤碼率高的信號過程中系統(tǒng)崩潰，從而影響值班人員對故障的及時(shí)判斷，危及安全播出。

目前市場上對數(shù)字多媒體流處理及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議平臺不多，西藏電視節(jié)目源監(jiān)測系統(tǒng)是基于上海風(fēng)格信息技術(shù)有限公司的StreamNet V6廣電專用平臺進(jìn)行二次開發(fā)完成。其原理是通過SDI電視信號、嵌入式電視伴音構(gòu)成的進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)分析，對數(shù)字信號傳輸中出現(xiàn)的異態(tài)做出及時(shí)、準(zhǔn)確的聲光告警提示值班人員進(jìn)行故障處理，并將產(chǎn)生故障的詳細(xì)信息記入數(shù)據(jù)庫，同時(shí)對故障期間的視、音頻進(jìn)行錄制，以便后期進(jìn)行事故分析。

【關(guān)鍵詞】電視節(jié)目源監(jiān)測系統(tǒng)SDI電視信號 嵌入式電視伴音

一、西藏電視節(jié)目源監(jiān)測系統(tǒng)軟硬件環(huán)境

西藏電視節(jié)目源監(jiān)測系統(tǒng)硬件StreamNet是基于嵌入式的，數(shù)字多媒體流處理及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的協(xié)議平臺。平臺硬件核心采用統(tǒng)一的穩(wěn)定主功能核心，為高性能的嵌入式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，配以不同的信號接口形式以適應(yīng)應(yīng)用要求的不同信號處理要求，功能強(qiáng)勁、性能可靠、應(yīng)用靈活。平臺采用高性能、高穩(wěn)定性的嵌入式處理器，可以對數(shù)字電視碼流、數(shù)字音頻等進(jìn)行監(jiān)測、分析、編解碼以及各種效果處理。平臺的高速網(wǎng)絡(luò)接口更能實(shí)現(xiàn)多種功能的控制、數(shù)字流的傳輸、記錄、轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)。

二、西藏電視節(jié)目源監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用專業(yè)SDI信號監(jiān)測模塊SND603M對SDI視頻信號進(jìn)行監(jiān)測分析，采用專業(yè)音頻多功能A/D-D/A模塊SNA603M對廣播信號進(jìn)行監(jiān)測分析。SND603M模塊和SNA603M模塊采用專業(yè)的刀片式設(shè)計(jì)，統(tǒng)一裝入一個(gè)SNF604G StreamNet平臺V6系列產(chǎn)品專用標(biāo)準(zhǔn)4U的19英寸機(jī)箱，方便進(jìn)行機(jī)柜安裝，機(jī)箱提供1+1冗余3U8HP電源，支持模塊熱插拔。

三、電視節(jié)目源監(jiān)測系統(tǒng)方案

1、SDI電視信號源監(jiān)測原理

電視節(jié)目源的數(shù)字視頻通道是基于SDI信號傳輸，SDI信號是將模擬信號進(jìn)行數(shù)字化再經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換后進(jìn)行加擾和非歸零碼轉(zhuǎn)換（NRZI）形成串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行傳輸，屬于基帶信號，其數(shù)據(jù)格式包括起始標(biāo)識SAV、數(shù)字視頻圖像、結(jié)束標(biāo)識EAV、數(shù)據(jù)頭、數(shù)據(jù)類型、行序列號、數(shù)據(jù)總數(shù)、用戶數(shù)據(jù)（嵌入音頻）和校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

SDI信號的性能指標(biāo)可以通過測試儀器對眼圖進(jìn)行分析，在傳輸過程中因設(shè)備或線纜原因可能造成眼圖測試的幅度、抖動(dòng)、上升下降沿時(shí)間等指標(biāo)變差，造成數(shù)字信號無法分辨，相應(yīng)的影響到接收設(shè)備對數(shù)據(jù)的還原，造成視、音頻圖像出現(xiàn)故障，甚至造成接收設(shè)備出現(xiàn)死機(jī)等故障。在對SDI信號進(jìn)行數(shù)字誤碼分析可以根據(jù)EDH（Error Detection and Handling 誤碼檢測和處理）碼進(jìn)行檢測。EDH是SMPTE RPl65規(guī)定的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的誤碼檢測方法，在對模擬視頻數(shù)字化之后對每場的視頻信號進(jìn)行循環(huán)冗余碼（Cyclic Redundant Code，CRC）計(jì)算，包括對全場（Full Field，F(xiàn)F）視頻的CRC計(jì)算和有效場圖像（Active Picture，AP）的CRC計(jì)算。將計(jì)算出的CRC插入到視頻場消隱區(qū)的某一行中，隨信號一起傳送。在接收端可以重新計(jì)算視頻信號的CRC，并與在視頻消隱區(qū)提取的CRC數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。如果不符，即確定出現(xiàn)誤碼，誤碼可區(qū)分為全場（FF）誤碼和有效圖像（AP）誤碼，以區(qū)別誤碼是出現(xiàn)在有效視頻區(qū)還是出現(xiàn)在輔助數(shù)據(jù)區(qū)（即視頻消隱區(qū)）。采用EDH方式測誤碼直觀準(zhǔn)確。

SND603M是針對SDI信號進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的嵌入式網(wǎng)絡(luò)模塊（原理見圖2），提供一個(gè)SDI Loop環(huán)通接口。該模塊可以提供SDI信號分析，包括信號鎖定、線路信息等，在圖像層可以提供黑場、靜幀、單色、特征圖像識別等報(bào)警，音頻層可以提供信號電平過低、信號電平過高、反相等報(bào)警。用戶可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的情況自定義報(bào)警門限。該模塊還內(nèi)置溫、濕度監(jiān)測功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊工作溫度，內(nèi)置時(shí)鐘模塊，內(nèi)置本地蜂鳴器報(bào)警等，支持熱插拔。

對SDI信號進(jìn)行分析可以得到信號在傳輸過程中產(chǎn)生的誤碼，從而計(jì)算出誤碼率（BER）和累計(jì)誤碼時(shí)間誤碼秒等重要指標(biāo)。在接收端，接收的誤碼率越高，信雜比越差，接收效果也越差。

結(jié)合目前西藏地球站系統(tǒng)，完全可以在不改動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加電視節(jié)目源監(jiān)測系統(tǒng)（系統(tǒng)框圖見圖3）。SND603M模塊直接從光端機(jī)的SDI輸出口獲取SDI信號，將分析結(jié)果傳遞給主控計(jì)算機(jī)。控計(jì)算機(jī)主要負(fù)責(zé)接收SND603M模塊的分析結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，通過友好的人機(jī)界面（界面參考圖4）把各路信號的分析數(shù)據(jù)、視頻圖像、音頻信息、各模塊溫濕度信息等直觀的呈現(xiàn)給值班人員。

當(dāng)信號分析結(jié)果超過用戶設(shè)定門限值會(huì)觸發(fā)圖像、聲音綜合告警，提醒值班人員。后臺數(shù)據(jù)庫會(huì)詳細(xì)的記錄下各種告警狀態(tài)、告警時(shí)間等信息。數(shù)據(jù)庫信息查詢可以通過各種復(fù)合條件進(jìn)行過濾，將所需的數(shù)據(jù)記錄呈現(xiàn)在用戶面前。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)還可以自動(dòng)進(jìn)行視、音頻信號的錄制，錄制的信號可以自定義包含故障前后的時(shí)間，以備查閱和故障分析。

四、結(jié)束語

電視作為黨和國家重要的宣傳陣地，它的播出安全一直是需要電視部門要重點(diǎn)保障的。國家廣電總局也將安全播出工程作為廣電部門的一個(gè)重要工作內(nèi)容列入了“十一五”規(guī)劃中。隨著電視事業(yè)的迅速發(fā)展，電視播出機(jī)構(gòu)規(guī)模不斷增大，為提高服務(wù)質(zhì)量不斷采用新的技術(shù)設(shè)備和手段，以及數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的迅速發(fā)展，導(dǎo)致播出系統(tǒng)較以往更加復(fù)雜，其直觀性越來越弱，這些對電視的安全播出提出了很大的挑戰(zhàn)。當(dāng)前電視的系統(tǒng)技術(shù)正在向數(shù)字化快速轉(zhuǎn)化，而數(shù)字化后的電視系統(tǒng)又離不開網(wǎng)絡(luò)。隨著電視的系統(tǒng)規(guī)模越來越大，類似傳統(tǒng)技術(shù)的人工操作已經(jīng)不能適應(yīng)，電視的業(yè)務(wù)管理也需要向網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)變。在這樣的形勢下，國家廣電總局及時(shí)提出了相應(yīng)的規(guī)劃，對電視系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提出了要求，并正在進(jìn)行相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)化框架要求的制定。衛(wèi)視節(jié)目的一個(gè)重要特點(diǎn)是覆蓋面廣，它能直接覆蓋全國，隨著衛(wèi)星直播的逐步推進(jìn)，衛(wèi)視節(jié)目在電視宣傳中將變得越來越重要。相應(yīng)地，保障衛(wèi)星電視節(jié)目信號的安全也顯得非常重要。為此，西藏電視節(jié)目源監(jiān)測系統(tǒng)針對安全播出保障，提出了適應(yīng)于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化播出，而本身也是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的安全播出網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。