模擬電視監控系統數字化升級改造

房少娟

（作者單位：河南省無線發射傳輸管理中心）

1 相關概述

隨著模擬電視全面退出，原來的模擬電視監控系統已經無法滿足人們正常的生活和工作需要，為保障數字電視的安全播出，防止錯播節目、私播廣告、非法信號攻擊等問題的出現，在電視臺和發射臺站出現問題時能及時采取相應措施，現急需對數字電視信號監控系統進行升級改造。但是更換一套新的監控系統需要大量資金，不僅浪費時間、人力和物力，還需要重新對技術人員進行崗位培訓，使其熟悉操作流程[1]。基于這幾點，本文將對如何在原有電視模擬監控系統的基礎上進行改造升級進行探究，這樣既能節省資金、人力和物力，又能快速完成數字電視安播監控，并且無須重新對技術人員進行培訓。

2 數字電視與模擬電視的特點對比

2.1 數字電視的特點

數字電視是指對圖像、聲音等信號采用數字技術加以處理、壓縮和編碼，經存儲或實時廣播后，供用戶接收、播放的電視系統。其與把信息作為“連續值”處理的模擬電視相比具有以下特點[2]：

一是頻譜利用率高，36 MHz帶寬的衛星轉發器可以傳送5套標準清晰度的數字電視（Standard Definition Television，SDTV）節目，8 MHz的地面電視廣播和有線電視帶寬能傳送4套以上的標準清晰度數字電視節目。二是圖像質量高，數字電視能大概率地實現“無差錯接收”，水平清晰度能達到1200線以上，聲音質量較高，接近演播室水平，還可以實現高質量的移動接收。三是抗干擾性強，數字電視非常適合遠距離傳輸，還可以使用單頻網進行無線發射。四是便于存儲，且存儲時間與信號特性無關。五是便于實現“三網融合”，構成一類多媒體通信系統，成為未來國家信息基礎設施的重要組成部分。六是可以用較少的發射功率覆蓋與模擬電視相同的面積。七是傳輸過程中基本不產生新的噪聲，信噪比基本不變，而模擬信號的噪聲是逐步積累的。八是具有開放性和兼容性，能進行加密、解密工作，便于開展各類民用收費業務。九是改變傳統模擬電視的觀看形式，變被動接收為主動交互（本地交互）。十是可開展附加增值業務，利用信號中的行、場消隱時間，開展上網、節目點播、電視購物等業務。

2.2 數字電視信號的優勢

數字電視信號的優勢是模擬電視信號無法比擬的，一路模擬電視信號只傳送一套電視節目，而一路數字電視信號可以同時傳送8套電視節目，這也說明對數字電視信號的監控與對模擬電視信號的監控是有區別的。原來的一根光纖只需要傳輸一套模擬電視節目，直接監控就可以；現在的一根光纖傳輸過來的是打包好的數字電視信號，其中包括多套節目，需要把打包好的多套節目一一解壓進行監控。不過，這幾套節目都是通過一根光纖傳輸的，只需要監控其中一套節目就可以知道其他節目的情況，如果一套節目沒有傳送過來，其他節目也一定傳不過來。根據以上這些特點來對原有的模擬監控系統進行改造升級，可以達到監控數字電視信號的目的[3]。

3 技術改造方案

3.1 設計原則

本方案的設計原則是在充分利用現有設備、軟件的基礎上，以最少的資金、最快的速度、高質量完成數字電視信號的監控任務，確保數字電視信號的安全播出。

3.2 改造方案

此方案包括對硬件、軟件兩部分的升級改造。

3.2.1 硬件部分的升級改造

數字電視監控系統硬件部分連接圖如圖1所示：

圖1 數字電視監控系統硬件連接圖

圖1中用DTMB機頂盒，空收發射機發射的數字電視信號，解碼還原數字化壓縮的圖像、音頻信號，產生模擬的視頻和音頻信號，再連接到工控主機。

工控主機是一種加固的增強型個人計算機，包括CPU、硬盤、內存、顯卡、外設、接口等設備，并具有操作系統、控制網絡和網絡協議，后槽的擴展有7槽和14槽，14槽的背板可以安裝多路視頻卡，給不同的電視頻道分配不同的串口地址，以便在視音頻監控軟件上對應的位置顯示，并通過視音頻工作站和音響設備給觀眾提供高質量的電視節目[4]。

工控主機輸出的信號，一部分連接到視音頻工作站進行多畫面監控，一部分連接到交換機，通過交換機連接到用于遠程傳輸的光端機，光端機把需要傳輸的電信號轉換成光信號，并把光信號經過光纖傳輸發射出去，再通過SDH網回傳到無傳中心，實現遠程監控[5]。此數字電視監控系統完整流程如圖2所示。

圖2 數字電視監控系統完整流程圖

由信號源端（衛星信號源、光纖信號源等）傳送過來的TS碼流進入激勵器，激勵器包括主、備兩個激勵器，當其中一個損壞時，經過切換器切換到另一個激勵器，以保證信號不間斷播出。TS碼流信號在激勵器內經過信源編碼、信道編碼和調制后，變為適合在信道中傳送的高頻信號，低功率的高頻信號在發射機內經過功放模塊放大成大功率高頻信號，再經過饋線傳送給發射天線，發射天線發射電磁波，在覆蓋區域內被DTMB接收機空收解調，解調后的音視頻信號傳送給多畫面服務器，最后在監控大屏上顯示解調輸出的音視頻畫面和聲音。

3.2.2 軟件部分的升級改造

數字電視監控系統軟件的配置：TVClient是用來監控模擬電視信號的一款多畫面軟件，只要對其參數進行重新配置，就可以實現對數字電視信號的監控。首先，找到TVClient所放置的文件夾，在此文件夾中找到settings文件夾，在settings文件夾中有4畫面、9畫面、12畫面等配置，如果需要監控9個畫面就選擇9個畫面的配置信息，并在相應的背景配置中預置9個端口。其命令如下：

參數設置完成后，點擊視音頻監控軟件圖標，數字電視信號監控如圖3所示。

圖3 數字電視監控畫面

從數字電視監控畫面可以看出，通過對原有模擬電視監控設備的硬件軟件進行升級改造，可以達到監控數字電視信號的目的，而且效果不錯。不僅僅能夠清晰監控數字電視圖像，而且可以同時監控音頻信號，監控畫面上的音頻柱可以監控音頻信號的有無，連接音箱可以收聽伴隨圖像信號的音頻信號。

4 結語

本文在模擬電視全部關閉退出歷史舞臺，數字電視全面開啟的時代背景下，提出在充分利用現有設備軟件、無須購買新的監控設備軟件的情況下，通過對原有模擬電視監控系統軟硬件的升級改造，實現對數字電視的監控任務。其不僅能夠保障雙安工作的順利完成，而且也能節省資金節約時間，防止不必要的資源浪費。另外，技術人員對用來升級改造的舊設備已十分熟悉，不需要再進行培訓，節省了培訓時間和培訓費用。