哈雷编码复用设备在山东地球站的应用

2011-06-25韩国栋

电视技术 2011年22期

韩国栋

(山东广播电视台，山东济南 250062)

2002年10月，山东电视台地球站建成了数字卫星传输系统，系统使用美国哈雷公司生产的编码器MV12、复用器MN20和Radyne公司的调制器DM240，传输1套电视节目和7套广播节目。为了提高地球站的安全播出保障系数，2007年山东电视台地球站进行了系统升级和扩展，扩展后主播系统使用原设备。增加了备播系统设备，备播系统的复用器仍采用MN20，编码器和调制器分别采用哈雷公司的MV45和Newtec公司的NTC2277。同时，主备播系统的网管系统都升级为哈雷公司最新的NMX4.4.4。在哈雷编码复用设备使用过程中，遇到了一些难题，通过探索和试验，最终解决了这些问题。目前哈雷编码复用设备在国内网络公司、电视台、地球站多有应用，在此愿将应用体会和同行们一起分享。

1 PCR抖动的分析及解决

在完成主备播系统升级和扩展后，对传输节目进行了视音频主观评价和客观指标测试，结果满足设计要求，不过在对下行接收节目传输流进行码流分析，发现PCR抖动特别厉害，在几分钟的间隔内，就会出现一次约100000 ns的PCR抖动，而正常的抖动门限要求是±500 ns。

1.1 PCR抖动成因探究

通过查阅技术资料，发现传输流在传输过程中，传输码率变化、再复用修改PCR、传输网络抖动及时钟变化等情况都可能造成PCR抖动。了解到其他地球站也出现过PCR抖动过大的情况，解决的方法是把调制器和编码器的传输码率设置一致。分析认为:正常传输时，码流均匀地从发送端传输到接收端，每个码流数据包的传输时延都一致;如果设置不一致，可能使得码流数据包到达解码器的时延不同，造成PCR抖动过大。

山东电视台地球站编码器输出模式为Fixed ASI，更改了编码器的输出码率，使其与复用器输出码率一致，PCR抖动出现了明显变化，抖动过大的间隔延长至20多分钟，但还没有根本解决。在复用器输出进行测试，发现PCR抖动只有30多纳秒，属正常值，可以确定是调制器环节造成了PCR抖动过大。通过多次试验，发现是调制器与复用器接口不匹配，造成PCR抖动过大。针对主播系统和备播系统用的调制器型号不同，采取了不同的方法解决，下面分别介绍设置方法。

1.2 调制器NTC2277设置方法

1)直接更改调制器NTC2277本机参数

在没有连接网管的情况下，在调制器本机选单上，逐层找到Modulator-Control-Main-Baseband processing，将基带处理的参数由Stuffing改为MPEG-RA，调制器就会根据复用器输出码率，自适应填充空包，保持PCR稳定，从而解决了调制器输出PCR抖动过大问题。依照此方法改变参数设置后，系统PCR抖动测试值在-111～+111 ns之间。

2)在网管上更改调制器NTC2277参数

如图1所示，在网管调制器输出属性视图中，在TSSD-QPSK-IF上点鼠标右键，打开属性窗口，先后点击Delivery和 Advanced，找到选项 Baseband Processing，选择MPEG-RA，点击OK，保存退出即可。

1.3 调制器DM240设置方法

设置调制器DM240参数需在网管上进行，步骤分为2步:

1)在网管系统上将1，2号编码器的输出接口由Fixed ASI改为 Variable ASI，速率为 7.464706 Mbit/s，复用器的输出接口设置与编码器相同。

2)在网管图中(Network View)找到调制器DM240，双击鼠标左键，找到PSK点击鼠标右键，选择属性，打开PSK属性窗口，更改接口类型(Interface)，由原来的Advanced ASI改为ASI，如图2所示。

通过上面方法，成功地解决了PCR抖动过大的问题，顺利通过了国家广电总局对地球站的验收测试，系统测试结果为:PCR抖动为-50～+42 ns，PCR间距为0.40～34.4 ms。符合国家广电总局对地球站验收的测试指标要求。

2 哈雷网管语音告警设置

2.1 问题提出

山东电视台地球站在系统升级和扩展后，编码器、复用器、调制器配置哈雷网管系统NMX4.4.4，该网管系统可以实现设备的全面管理，能够进行参数设置、设备告警、主备机器倒换等功能。但在使用过程中，发现由于没有在NMX网管中安装声音告警系统，设备出现故障，只有画面告警，没有声音告警，值班员很难及时发现网管提示的设备故障。通过询问哈雷办事处得知目前国内安装的网管都未曾使用语音告警系统，通过研究设备资料，进行试验，最终完成了NMX网管语音告警的安装设置。

2.2 语音告警的设置

首先在网管工控机上安装声卡和驱动以及播放软件，如媒体播放器Windows Media Player。然后在网管软件NMX Digital Service Manager窗口下对每一个设备的告警进行设置，设置方法如下:

1)选中设备，点击右键。

2)点击Configure Alarm选项，显示如图3所示。

图3 设备告警设置(截图)

3)图3中所有告警类型都要进行设置，选中告警类型后，点击Alarm Actions选项，然后点击Apply应用。

4)点击Alarm Action选项，在Other Actions选项中打“√”(在综合报警窗口显示声音告警)。

打开报警管理器，双击桌面上的Consolidate Alarms，打开Consolidate Alarms窗口如图4所示，在File选项中打开 Consolidated Alarm Audible Notification，如图 5所示。把NMX网管语音告警设置为两种，重要设备的告警语音提示为“哈雷网管紧急告警”，一般设备的告警提示为“哈雷网管告警”。在图5中分别找到告警的语音文件，并在后面的方框中打“√”，这样告警声音就会连续播放。

图4 报警管理器界面(截图)

出现声音告警后，需要在图4窗口中点击右键会出现F11，F12，通过点击F12选择All Severities，点击ok来确认报警，报警语音停止(关掉媒体播放器是不能消除声音告警的)。

图5 告警声音设置(截图)

NMX网管语音告警系统安装使用后，网管同时具备了声光告警，值班人员能够更加迅速地发现故障，处理故障，缩短了事故判断和处理时间，避免了恶性停播事故的发生，为安全播出提供了更加可靠的保障。

3 串行数据的卫星传输

哈雷编码复用系统功能强大，不但能传输视音频信号，还能够传输多种方式的数据信号。经过试验，成功地应用该系统进行了串行数据传输，取得了很好的运行效果。串行数据传输通过复用器MN20实现，复用器MN20符合中华人民共和国GB/T 17700—1999国家标准，是一种功能强大的MPEG-2网络、切换和复用平台，可支持多路音频输入，具备数据传输能力。

MN20的数据传输模块(DIM)允许输入3路串行数据和1路以太网数据，每路串行数据速率支持300～38400 bit/s。数据传输模块将输入的数据加入PES包头后，按照184 byte 1个数据包进行划分，不足184 byte的加入空字节组成数据包，最后每个数据包增加带有PID信息的4 byte包头组成TS传输流。哈雷公司虽有数据传输模块能够实现串行数据的传输，但由于国内此种类型的数据传输业务没有开展，通过多次摸索试验，笔者掌握了设置方法。串行数据的卫星传输设备连接如图6所示。

图6 串行数据的卫星传输设备连接图

笔者让工控机通过程序产生不断变化的4位随机码数字(十进制)，该串行数据的速度为19.2 kbit/s，经以太网传输至串口服务器，串口服务器为串口设备、工控机提供多串口连接，这样工控机产生的数据就能按照串行方式同时传送主备复用器的数据传输模块。数据传输模块由NMX网管进行管理控制。需要在NMX网管中添加数据源信号，参数设置为:

数据PID设置为39(10进制)或27(16进制)，然后重建PSI表。上述参数中块的大小(Block Size)定义尤其重要，TS流的字节固定为188 byte，包头占4 byte，第1个字节为同步字节。当发随机码为2046 时，通过码流分析仪对下行接收数据进行分析，如果设置块的大小为4，则188 byte的TS流数据包最后4 byte为3230 3436 ，其他字节都填充为ff，多次试验结果证明，块不能定义太小，否则传输的质量无法保证。块的大小定义不能小于64，也就是一个随机码在一个TS数据包中要传输16遍。但块也不能定义太大，不能超过180，这样字节会溢出。

数据接收使用带数据功能的卫星接收机，接收机应当正确地设置参数，首先要接收到一同打包传输电视或广播节目，然后进入菜单，将私有PID设为0×27(16进制)，私有数据格式设为0×0，最后将接收机与串口服务器相连，就能通过工控机进行串行数据接收。

卫星串行数据的成功传输拓展了山东电视台地球站的业务范围，这将有利于将山东卫视节目传输平台打造成为一个融电视、广播、数据业务为一体的综合性业务传输平台。