黄妙清

（广东省广播电视网络股份有限公司珠海分公司，广东 珠海 519000）

随着数字电视的全面整体转换，数字电视前端系统的安全变得越来越重要。要为前端数字电视系统提供安全保障，必须建设好数字电视前端应急系统。由于种种原因，当前数字电视前端应急系统的设计还不够完善。笔者结合珠海数字电视前端应急系统现状和存在的问题，探讨利用现有类型的设备对数字电视前端应急系统进行优化改造，希望应急系统进一步完善，使数字电视系统变得更安全、稳定和可靠。

1 数字电视前端应急系统现状

珠海数字电视前端应急系统经过多年升级改造越来越完善，现在已经形成以自动切换为主，手动切换为辅，关键设备实现N+1或1+1备份的安全、高效的应急系统，对数字电视的安全播出提供了充分的保障[1－3]。其原理如图1所示。

由图可见，珠海数字电视前端根据不同节目的重要性对应急系统的设计也划分为3种类型：非重要节目、次重要节目和重要节目。

对于非重要节目（付费节目等），用户收看较少，对安全播出的要求并不会太高，所以应急系统对信号源配备了手动应急切换开关，关键设备（如复用器、调制器等）实现N+1冷备份。当节目信号源出现异常情况时可手动切换到备份信号或图卡信号，待故障排查解决后，信号恢复正常，再手动切换回主路播出。

对于次重要节目（基本包节目等），基本包节目是所有用户都会收看的，安全播出的要求是较高的，因此数字电视应急系统建立了对信号源以自动切换器为主、手动应急切换开关为辅，关键设备如矩阵通过跳线架实现手动备份，哈雷MN20复用器和BNG调制器通过矩阵和NMX网管系统实现N+1热备份，这样多方位的应急系统设计可有效保障数字电视系统的安全播出。

对于重要节目（即基本包里的重要节目，如中央1等）应急系统的设计必须万无一失。对信号源以自动切换器为主、手动应急切换开关为辅，关键设备如哈雷Prostram1000复用器和BNG调制器实现1+1热备份，主、备设备同时有信号传输，通过射频切换开关实现对主、备信号自动2选1输出，这样可全方面保障重要节目的安全播出[4]。

2 数字电视前端应急系统存在的问题

在数字电视信号的形成过程中，模拟的音、视频信号经过信源编码后形成基本码流ES与PES。ES与PES加上相关的数据信号经过复用后形成单节目流SPTS（Sin⁃gle Program Transport Stream），由多个 SPTS 1，SPTS 2，…，STPS N及相应的数据信息经过系统复用后形成前端数字电视系统传输的多节目码流MPTS（Multi Program Transport Stream），即MPEG－2 TS传输流[1]，如图2所示。

数字电视前端系统所使用的绝大多数是ASI信号格式的MPTS多节目码流，数字电视信号传输因此变得更加有效，但也正是因为这个原因使得数字电视前端应急系统建立后对数字电视系统的稳定性产生了不必要的影响。

由于数字电视系统所使用的信号绝大多数是ASI格式的MPTS多节目码流，数字电视前端所接收到的各种信号源：广东省前端下传的SD3信号、微波信号、卫星信号等都是MPTS多节目传输流，而数字电视应急系统为了更加有效、更加完善，增加了自动切换器，对各种信号源自动切换[2]，如图3所示。

由于自动切换器为了适应数字电视信号特点都设置成了基于传输流的切换，而现在数字电视系统传输的传输流都是由Program 1～Program N多个节目及数据信息合成的MPTS多节目码流，当MPTS里的其中1个节目Program N出现异常，如Program N PID（Packet Identifi⁃cation）丢失等，这种单个节目的问题就会触发自动切换器切到备路信号，如果备路信号正常则播出信号可很快恢复正常，但再好的切换器对信号进行切换都会影响信号质量，轻则出现些微马赛克，重则马赛克严重甚至瞬间黑屏，如果Program N故障是电视台本身引起的，这时备路信号（微波或卫星）也是有问题的，则自动切换器就会切到垫路图卡信号，由于单个节目故障使得该MPTS的所有节目都会切到图卡信号播出，这样对数字电视的正常播出就产生了较大影响。而且如果自动切换器切换不顺利，使得输出的MPTS码流有问题，也会触发后面的复用器和调制器的N+1或1+1、射频开关的自动切换，这些设备的切换会影响到多个MPTS节目，从而对数字电视系统的安全带来更大的危险。像这样的情况在实际的数字电视播出工作中是会经常遇到的，例如：全国各电视台一般会在每周定期对电视节目进行例行检修，在这期间常会有某个电视台的节目信号短暂中断，因此，由于一个节目的问题，有可能引起图3中A，B，C，D，E，F点间的信号切换，而信号切换必定对播出信号有不同程度的影响。可以想象，如果同样的问题在省级或更上一级存在的话，那对于全国数字电视系统的影响将会有多大。

3 数字电视应急系统的优化改造

现在珠海前端数字电视应急系统对信号源的各种MPTS信号实施自动切换，而由于数字电视传输流特性和应急系统对信号源的自动化设计，使得数字电视系统的安全性受到一定程度的影响。如何化解这些问题？下面以重要节目为例，对其应急系统优化改造进行探讨，其原理如图4所示。

在对数字电视应急系统的优化改造时尽量考虑使用原有类型的设备，在此只需增加一定数量的码流分配器、自动切换器、手动应急切换开关和一些信号线，这样可以大大简化系统改造的复杂性和降低成本。如图4所示，数字电视系统各种信号源通过码流分配器进行分流，例如：将省下传的（主）MPTS传输流连接分配器根据（主）MPTS里的节目数对其细分成（主）MPTS 1～（主）MPTS N输出，后面分别增加相应数量的自动切换器和手动应急切换开关，接着将细分后的SPTS 1～SPTS N连接到Pros⁃tream1000复用器进行再复用输出（必要时还要增加相应的复用器对细分的SPTS传输流进行复用），最后连接到BNG调制器加扰调制成RF射频信号，输出到射频切换开关后2选1输出给混合器。应急系统优化后所增加的设备和线路如图4中的粗线条所示。

如何将分配器细分后的MPTS传输流转换成SPTS单节目传输流呢？由于自动切换器可以对输入的MPTS传输流里的节目PID进行QoS优先级别设置，如图4示，只要通过自动切换器网管系统对所输入的（主）MPTS 1里的节目Program 1的QoS设置为高，其他节目Program 2～Program N的QoS设置为低，这样自动切换器的切换只对节目Program 1有效，间接过滤了（主）MPTS1里的节目Program 2～Program N，实现了由MPTS转换成SPTS。

通过上述的优化改造后，自动切换器对信号源的切换，只对MPTS传输流中QoS高的节目进行有效监测和切换，这样很好地解决了原来数字电视应急系统所存在的问题。例如图4中（主）MPTS里的节目Program N出现异常，它只会触发到自动切换器N的信号切换，而不会影响到其他节目自动切换器的切换，这样就大大提高了整个前端数字电视系统的稳定性和播出的安全[5]。

4 小结

综上所述，数字电视传输码流信号特点使得各个地方数字前端电视应急系统设计存在一定的隐患，而且问题有相互影响和逐级放大的危险，对数字电视的安全播出造成了不必要的影响。安全播出是有线数字电视的基石，2012年面临着全国两会与党的十八大的召开以及伦敦奥运会转播，数字电视系统的安全播出任务艰巨，因此数字电视前端统的优化改造应尽早提上日程并实施。

[1]杨纯颖.数字电视信号自动切换控制的研究[J].科技资讯，2009（3）：54.

[2]韩锋.TS流智能监测应急切换系统的应用[J].电视技术，2009，33（7）：99－100.

[3]赵云峰.有线数字电视前端三级自动切换应急系统的研究与应用[J].有线电视技术，2011（2）：28－31.

[4]马成彬,胡晓东.基于有线数字电视前端的备份思路探讨[J].广播电视信息，2008（7）：74－76.

[5]施国强，黄吴明，张万书.有线电视网络技术手册［M］.北京：电子工业出版社，2002.