上行站同步信号源的自动切换及监控措施

樊阳华

（贵州省新闻出版广电局751台，贵阳 550002）

Technology Study

上行站同步信号源的自动切换及监控措施

樊阳华

（贵州省新闻出版广电局751台，贵阳 550002）

751台承担着贵州综合广播数字信号的上星传输任务，为确保传输系统的安全在进入编码器的前端使用码流切换器进入上行系统，通过中星6B卫星给贵州综合广播分布在全省高速公路沿线的调频同步站点提供同步信号源，是整个调频同步网的惟一信号源，一旦出现异常将直接影响到同步系统的正常工作。

压缩编码；节目复用；TS流；ASI切换分配器

1 引言

在广播电视数字音频传输系统一般流程中涉及到三种类型数字信号：数字音频信号（AES）、传输流信号（TS）、传输网络信号，其中，传输网络信号根据不同传输网络有多种类型，如E1、卫星、IP、有线电视、DTMB等。为了保证传输系统正常可靠运行，需要对传输系统各节点信号进行监测。对上述三种信号的监测主要包含载波和内容：载波监测主要是指能否从信号中提取时钟恢复载波，即信号是否存在；内容监测是指信号中的数据是否正确，如数字音频信号内容监测就是监测音频音量，如果音频音量长期为0，则认为其异常。

2 音频编码前端主备自动切换

音频编码前端主要实现音频信号的压缩编码、节目复用、TS分配等工作，在整个传输系统中处于核心地位，为提高系统可靠性一般采用主备编码TS流自动切换的工作方式，一般结构如图1所示。

图1 音频编码前端系统结构

为实现自动切换，必须准确判断信号（AES和TS）是否出现异常。在该系统中，音频异常监测由同步TS流编码器完成，TS流异常监测由ASI切换分配器完成，2者配合工作实现音频编码前端的自动主备切换。

2.1 音频异常监测

2.1.1 异常判断

当下述现象出现1条，则音频异常。

⊙ AES载波中断时间超过中断门限时间。

⊙ 音量低于最低音量门限，且持续时间超过最长静音时间。

在上述判断条件中包含3个关键参数包括：AES载波中断时间、最低音量门限和最长静音时间。

2.1.2 参数选择

（1）AES载波中断时间：AES信号的传输速率一般在2Mb/s左右，100ms内能监测到上万个载波周期，足够正确判断AES信号是否丢失。因此该参数取值在100ms左右，甚至更短。

（2）最低音量门限：数字音频信号的最低音量为-63dBFS，但对于人耳而言，一般在-40dBFS左右就听不到声音，因此该参数一般选择-40dBFS。

（3）最长静音时间：广播谈话类节目会出现停顿，出现短暂静音，但不会太长，综合考虑一般可以选择在8s左右。

2.2 TS流异常监测

2.2.1 异常判断

同音频异常类似，当下述现象出现1条，则TS流异常。

⊙ TS载波中断时间超过中断门限时间。

⊙ TS流中特定PID传输间隔超过该PID的最大传输间隔。

在上述判断条件中同样包含3个关键参数包括：TS载波中断时间、监测PID和该PID的最大传输间隔。

2.2.2 参数选择

（1）TS载波中断时间：TS流信号的传输速率一般为270Mb/s，1ms内可监测到270,000个载波周期，因此该参数一般选择几毫秒量级。

（2）监测PID：在TS流中，包含多个PID数值，但各PID出现频率不同，一般选择出现频率较高的PID进行监测，即音频或视频PID。

（3）PID的最大传输间隔：根据监测PID的传输速率确定，如假定监测PID是编码器速率为256kb/s音频节目PID，则该PID平均传输间隔约为5.8ms（=1/(256000/8/184)），同时考虑可能出现的TS流的突发传输特性和提高监测的准确性，一般选择50倍平均传输间隔。

2.3 自动切换

该系包含4个监测节点，分别为节点1（主AES信号）、节点2（备AES音频信号）、节点3（主TS流信号）、节点4（备TS流信号）。通过监测上述4个节点状态，实现系统自动切换，当4个节点信号都正常时，系统输出主编码器编码信号。

2.3.1 异常情况1

节点1音频异常，其他节点状态正常。系统工作流程如图2所示。

图2 主AES信号异常系统工作流程

2.3.2 异常情况2

节点2音频异常，其他节点状态正常。此时不发生切换，备编码器和ASI切换分配器发出告警信息。如图3所示。

图3 备AES信号异常系统工作流程

2.3.3 异常情况3

节点1和2音频同时出现异常，其他节点状态正常。此时不发生切换，主备编码器和ASI切换分配器均发出告警信息。

从上述3种情况可以看出，当系统中音频出现异常时，编码器通过修改输出TS流中的PID告知ASI切换器异常发生，从而实现自动切换。

2.3.4 异常情况4

节点3出现异常，其他节点正常。ASI切换分配器进行切换，发出告警信息。

2.3.5 异常情况5

节点4出现异常，其他节点正常。ASI切换分配器不切换，仅发出告警信息。

2.3.6 异常情况6

节点3和4出现异常，其他节点正常。ASI切换分配器不切换，仅发出告警信息。

仅节点3和4出现异常，一般是编码器输出接口或连接线缆出现损坏等物理损坏。

3 台站解码器自动切换

台站解码器引入输入链路热备份自动切换机制，使用1台解码器接收不同传输网络信号，并实时监测信号状态，根据输入信号状态实现自动切换，提高系统可靠性。解码器包含3种类型输入接口，分别为射频信号输入（卫星、有线电视和数字地面电视三选一）、ASI输入和E1输入。

输入信号监测切换模块对不同接口适配后输出的并行TS流信号进行监测，如果信号无法同步持续时间（无0x47同步头和相应包结构）超过时间门限，则认为该链路失效，监测模块根据设置的输入链路优先级（主从备）进行相应的切换。

4 结束语

综上所述，为了保证系统准确可靠的切换，必须对系统信号异常状态进行准确的判断，而判断的基础是对于信号载波和内容的监测。该系统通过对各节点信号载波和内容的全面监测和合理完备的切换逻辑，实现了一个可靠准确的音频传输系统。

[1] GB17975.1-2000．信息技术运动图象及其伴音信息的通用编码第1部分：系统

[2] EN 50083-9 Cabled distribution systems for television,sound andinteractive multimedia signals

[3] Clif Sanchez,Roger Taylor Overviewof digital audio interface data structures.Application Note of CIRRUS LOGIC

[4] Revised AES standard for digital audio-Digital input-output interfacing-Serial transmission format for twochannel linearly represented digital audio data.Audio Engineering Society.2003

[5] 杨刚，杨霏．基于MPEG-TS技术的音频同步传输系统．广播与电视技术，2010(06)

Automatic Switching of the Uplink Station Synchronization Signal Source and Monitoring Measures

Fan Yanghua
(Guizhou provincial press and Publication Bureau of radio and television 751 stations,Guiyang,550002)

751 bear the guizhou integrated radio digital signal transmission task,to ensure the safety of the transmission system use,in the front of the enter the encoder code flow switches into the uplink system,through the zhongxing 6 b satellite to guizhou integrated along the highway in the whole province of FM radio synchronous broadcasting distribution site providing synchronous signal source.Is the only source of the FM synchronized,once appear abnormal will directly affect the normal work of the synchronization system.

compression;program reuse;TS flow;switch ASI distributor

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.05.005

TN938，TN943.3

B

1672-7274（2016）05-0016-03