地球站傳輸碼流節目時鐘參考異常實例分析與處理

（廣西廣播電視地球站）

一、引言

廣西廣播電視地球站信號源引接鏈路通過點對點光纖、SDH環網、數字微波三種方式傳輸，經過信號源切換器保護性選擇后，進行節目及傳輸復用、碼流選擇、調制、上變頻等信號處理。本文介紹一起在碼流復用環節因PCR異常引起的碼流故障案例，從中引發思考，積累維護經驗。

二、故障現象

2019年某日早上，4號備用上行鏈路的調制器廣西衛視節目解碼監視畫面出現短暫的畫面卡頓，并且有伴音、畫面不同步的現象。查看4號備用上行鏈路各設備狀態后，發現4號碼流切換器有自動切換動作的記錄，切換器當前輸出碼流為3號復用器輸出的備用的數字微波信源，并通過數字碼流分析系統排除了信號源引接鏈路（信號源切換器之前環節）出現異常的可能。

三、故障分析及處理

（一）上行鏈路中的復用器均配置為5輸入3輸出模式，5路輸入分別為電視信號源切換器輸出、廣播信號源切換器輸出、數字微波電視信號源、數字微波廣播信號源及應急彩條信號源，3路輸出分別為電視與廣播切換器復用碼流、數字微波復用碼流、應急彩條信號與廣播切換器復用碼流。3號復用器與4號復用器的數字微波復用碼流交叉傳輸至后級碼流切換器，實現信號源切換器復用碼流與數字微波復用碼流、相鄰鏈路通道的相互保護備份，如圖1。

（二）手動將4號碼流切換器切換至日常使用的信號源切換器復用碼流，在4號調制器解碼監視通道觀察到節目畫面及伴音均恢復正常，再手動切換回數字微波復用碼流，故障重現，可初步判斷碼流異常由碼流切換器或碼流切換器上游環節引起。

（三）利用3號上行鏈路模擬4號上行鏈路的故障現象，將3號碼流切換器切換至數字微波復用碼流，在3號調制器解碼監測通道中沒有觀察到故障現象，3號上行鏈路數字微波復用碼流及碼流切換器上游設備可認定為正常。3號與4號上行鏈路的數字微波復用碼流路由區別在于，3號碼流切換器輸入的數字微波復用碼流由4號復用器輸出，4號碼流切換器輸入的數字微波復用碼流由3號復用器輸出。

圖1 地球站上行鏈路框圖

圖2 復用器節復用輸出端口配置界面

（四）因碼流切換器、調制器及上變頻器在鏈路中的作用是碼流選擇、信道編碼調制及轉換射頻頻率，結合以上排查情況推斷，故障可能來自4號上行鏈路數字微波復用碼流的輸出設備，即3號復用器。復用器在進行系統復用時，最主要的工作是進行PSI（節目特定信息）信息的重構和PCR（節目時鐘參考）修正。檢查3號復用器的數字微波信源輸入端口，功能及配置均正常，復用輸出端口廣西衛視節目PAT、PMT、視頻、伴音PID等主要PSI信息參數均正常，輸出碼流PCR抖動也在合理范圍，但節目的PCR PID顯示為No PCR（如圖2），PCR PID的默認數值應該與視頻PID的數值一致（廣西衛視視頻PID為255），通過碼流分析系統查看，此時廣西衛視PCR PID為8192，為無效PID數值， PID數值的有效范圍應在0-8191之間。

將此項數值修改為255（16進制表示為0XFF）后（如圖3），再次切換4號碼流切換器的輸入選擇為數字微波復用碼流，通過4號調制器解碼監測通道觀察到節目視頻、伴音均正常，沒有再次出現不同步現象，至此，故障已處理完畢，故障原因為3號復用器輸出的數字微波復用碼流中廣西衛視PCR PID無效導致。

眾所周知，模擬電視中圖像信息是以同步方式傳輸的，接收機可以直接提取出行/場同步信號來保證圖像的正確顯示。但在數字電視系統中，模擬電視的行/場等信息已不存在，并且音/視頻信號壓縮比也不同，圖像組層的I、P、B幀，傳輸順序與接收端的解碼順序可能不一致，無法從比特流中直接獲得同步信息。因此，在MPEG2設備發送端，音/視頻必須共用一個系統時鐘（STC）作為時間基準，并在PES包頭中插入包含解碼時間標簽(DTS)和顯示時間標簽（PTS），在TS流中則引入PCR。在接收端，基于本地系統時鐘，由收到的PES中的DTS告訴解碼器何時對視頻幀進行解碼，PTS告訴解碼器何時顯示視頻幀，這樣解碼器就可以從編碼器傳來的I、B、P幀中重建視頻流。若PCR抖動超限，也可導致解碼器無法正確恢復音/視頻流源端的系統時鐘，導致圖像出現馬賽克、停頓、跳躍或出現顫音、音視頻不同步等現象，所以復用器會對復用碼流中的各節目PCR進行修正，消除不同節目復用產生的PCR抖動。

圖3 復用器輸出端口PCR PID設置界面

依據DVB的TR101_290測試標準將DVB/MPEG-2 TS流的測試錯誤指示分為三個等級，第一等級是可正確解碼所必須的幾個參數；第二等級是達到同步后可連續工作必須的參數和需要周期監測的參數；第三等級是依賴于應用的幾個參數。

第一級共六種錯誤：同步丟失錯誤、同步字節錯誤、PAT錯誤、連續計數錯誤、PMT錯誤及設置PID錯誤；第二級共六種錯誤：傳輸錯誤、CRC錯誤、PCR間隔錯誤、PTS錯誤及CAT錯誤；第三級共十種錯誤：NIT錯誤、SI重復率錯誤、緩沖器錯誤、非指定PID錯誤、SDT錯誤、EIT錯誤、RST錯誤、TDT錯誤、空緩沖器錯誤及數據延遲錯誤。第三等級錯誤并非是TS傳輸流的致命錯誤，但會影響到一些具體應用的正確實施[1]。

四、總結

綜上所述，當碼流中出現TR101_290第一級錯誤中的任何一種時，必然會對傳輸流中的解碼和圖像質量產生很大影響；當發生第二級錯誤時，一些錯誤參數也許會對圖像層產生一定影響，但影響程度不確定；而第三級錯誤發生時，則未必會對解碼和圖像質量產生影響。盡管PCR相關錯誤列為第二優先級，但與第一優先級的參數有同樣重要的地位。PCR相關錯誤可通過碼流層面的TR101_209三級錯誤中的二、三級告警提示結合圖像層受影響的程度來綜合判斷，找到排除故障的依據和方向。