TS流智能切換在電視傳輸系統中的應用

金玉婷 王 俠

1.內蒙古廣播電視臺 內蒙古 呼和浩特市 010050

2.內蒙古商貿職業學院 內蒙古 呼和浩特市 010070

電視傳輸系統是電視系統中的重要組成部分，是電視傳輸網絡的樞紐，其硬件系統一旦出現異常，將會影響電視播出系統的正常運行，不僅影響用戶收看節目的效果，更不能夠滿足廣電總局對電視安全播出的要求。因此，保障電視傳輸系統正常運行是保證電視節目安全播出的關鍵環節，對傳輸系統進行實時分析、檢測和自動切換尤為重要。

1 電視傳輸系統

電視傳輸系統負責將電視臺內部的視音頻信號進行壓縮編碼傳輸至網絡公司、總局直播衛星平臺、局屬微波總站信號中心等，同時也負責將外來信號接收至電視臺衛星接收、收錄系統等［1］。

1.1 電視傳輸系統的工作原理

電視傳輸系統由編碼器、復用器、適配器、光傳設備等組成。傳輸系統的工作過程如下：首先，播出平臺的主/備視音頻信號分別進入主/備編碼器，隨之主編碼器的信號同時送入主/備復用器，備編碼器的信號同時送入主/備復用器，以此在最大程度保障安全播出，其中，標清電視信號采用PMEG-2編碼方式，高清電視信號采用H.264編碼方式。其次，經過編碼的信號轉換為TS流，以IP的方式進行傳輸進入主/備復用器，復用器將視音頻信號打包為ASI信號。最后，復用后的信號進入主備適配器，這里采取一對一的方式，即一個包對應一個適配器，經過適配后的信號為DS3信號，經過光傳設備送至下游單位。

1.2 電視傳輸系統的應急切換

當正在使用的編碼器出現故障，系統馬上會切換至備編碼器運行，保障下游單位能夠接收到兩路正常的信號；當復用器出現故障，則下游單位只能接收到一路信號，這違了反62號令規定的傳輸雙路信號的原則，因此復用器成為了整個系統的單一崩潰點，這在整個傳輸鏈路中存在極大的安全隱患，在日常對復用器進行重啟維護時，也會造成送至下游單位的信號一路中斷。因此，在原有主/備系統的基礎上增加第三備份系統顯的尤為重要，TS流智能切換系統可以實現原有傳輸系統和第三備份系統之間信號的切換，為安全播出增加了一層新的保障。

2 TS流智能切換系統

TS流智能切換系統能夠有效、快捷、智能的對信號進行切換，TS流切換器采用進口板卡作為核心部件，外連高性能網管計算機作為控制平臺,自動對主/備/輔三路數字ASI碼流信號進行實時質量監測及控制［2］。當其中的某路信號出現異常時，切換器自動切換至已設定好的次級輸出，當信號恢復時自動或手動返回到上級輸出的智能切換模塊，模塊依次根據碼流信號的中斷、碼流信號中同步信息的丟失和碼流信號中的PID值的錯誤等判別條件進行自動切換。

TS流智能切換系統由硬件部分和軟件部分組成，硬件部分包括傳輸碼流應急切換模塊、信號控制面板、信號處理平臺；軟件部分包括控制管理軟件。

2.1 TS流智能切換硬件系統

2.1.1 傳輸碼流應急切換模塊

傳輸碼流應急切換模塊是集于信號處理平臺內的模塊化設備，運行于2RU機箱。該模塊由主/備/輔三路信號切換通道組成，輸入的主/備/輔路DS-3信號分別被送到切換開關及各自的檢測電路處，可在小于0.2秒的時間內對主、備、輔路DS-3信號進行多次檢測判斷，檢測信號的有無狀態。當模塊檢測到某路信號丟失，則立即將信息發送至微處理器（MCPU），由微處理器根據設定的判別條件對信號進行切換。

若此模塊設置為自動切換狀態，系統將丟失信號的通道自動切換至信號正常的通道，并將切換結果傳送至遠程控制面板和監控計算機，值班人員可通過遠程控制面板或監控計算機直觀了解主/備/輔三路信號的當前狀態。自動切換狀態下模塊的輸出優先級依次為主路--備路--輔路，即當主路有信號時，不論備路、輔路信號是否正常，模塊都使用主路信號輸出；當主路信號丟失，備路信號正常時，不論輔路信號是否正常，模塊都使用備路信號輸出；當主/備路信號都丟失時，模塊都使用輔路信號輸出。

若此模塊設置為手動切換狀態，值班人員可通過遠程控制面板或監控計算機手動將信號從故障通道切換至其它正常通道，并且手動切換無需考慮信號通道的優先級。

若此模塊設置為報警狀態，如果某路信號丟失，系統開始報警，信號恢復正常后，報警停止。模塊邊緣帶有LED指示燈和微動調整開關，可以實現信號狀態顯示和手動參數調整，并配有獨立的接口背板，支持帶電熱插拔，便于“在線”更新及維護。

2.1.2 信號處理平臺

信號處理平臺是一種開放式的智能視/音頻信號處理平臺，可為在該平臺工作的應急切換模塊提供電源、參考信號、通訊鏈路等資源。各種功能模塊在該平臺上可以獨立工作，控制計算機通過信號處理平臺的以太網控制模塊訪問平臺，可以實現應急切換模塊的通訊。在控制計算機上使用控制軟件，可以實現對各功能模塊的參數設置、控制、監測、報警等功能。

信號處理平臺的信號判別和應急切換類功能模塊，包括對模擬視頻、高/標清數字視頻、模擬音頻、數字音頻、DS3等多種信號進行檢測并實現自動或手動切換，可通過對應的控制面板或控制軟件進行設置和手動干預，實現在主路信號出現故障的情況下以備路或輔路信號播出，滿足安全播出的需要。

信號處理和格式轉換類功能模塊，包括對模擬視頻、高/標清數字視頻、模擬音頻、數字音頻等信號的A/D、D/A、幀同步、行同步、可調整延時、加嵌、解嵌、音頻處理等，滿足用戶對規音頻信號處理的需要。

信號處理平臺機箱控制部分具有1個RS-232/422串行接口，用于對機箱的IP地址等信息的讀取和配置；1個LAN網絡接口，用于與監控計算機組成強大的網絡化監控系統；1個GPI接口，用于機箱報警輸出；2組帶環出的REF參考視頻信號輸入接口，可選擇一個參考視頻信號通過總線送達機箱內各個模塊上；1個EPPROM芯片，可存儲機箱配置信息和各功能模塊參數設置情況，保證其在掉電或更換模塊后系統的各種參數不丟失。

2.1.3 信號控制面板

信號控制面板由專用面板支架和控制單元組成，用于控制單組3×1應急切換模塊。每臺面板支架最多可容納4個控制單元，控制4塊單組3×1應急切換模塊，控制單元可實時顯示它所控制的應急切換模塊每路輸入信號的存在/丟失情況，可進行當前輸出通道指示，并能夠對信號丟失進行燈光報警。控制單元上的自鎖式搖頭開關可手動將主/備/輔輸入信號切換至輸出通道，開關的自鎖功能可以有效防止誤觸發，保證播出安全。

2.2 TS流智能切換軟件

控制管理軟件可以對TS流智能切換系統的所有硬件進行控制和管理。軟件羅列了每個應急切換模塊，雙擊即可查看信號運行狀態，還可以對主備輔信號進行切換，操作后立即生效。當應急切換模塊出現問題時，還可以查看相關模塊的日志。軟件還對信號處理平臺運行狀態進行監測，當機箱斷電或機蓋松動時會進行聲音報警，及時發現問題，減少值班員的工作強度。

增加TS流智能切換系統后的傳輸系統框圖如圖1所示。

圖1 增加TS流智能切換系統后的傳輸系統框圖

總 結

在傳輸系統中加入TS流智能切換系統，解決了原傳輸系統復用器存在的單一崩潰點問題，消除了安全隱患，極大了提升了信號傳輸安全系數，在設備運維檢修時也能保證雙路送至下游單位，不影響信號的正常傳輸，TS流智能切換系統的加入，為傳輸系統的安全播出添加了新的能動力。