吉林电视台AVS+高清编码及信号监测系统

张志华

摘 要 AVS+是我国自主知识产权的视频编码技术，AVS和AVS+标准的推出，打破了外国对数字音视频核心技术的垄断。原国家广电总局和工信部对此十分重视。为响应号召，吉林电视台也进行了高清AVS+编码系统升级，本文对吉林电视台高清频道AVS+高清编码及信号监测系统进行了简单介绍。

关键词 AVS+；高清编码；信号监测

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）199-0091-02

2012年7月10日，原国家广电总局正式颁布了AVS+行业标准，AVS+在编码效率上与国际通用标准H.264/AVC基本相当，AVS+的相关产品也已经相当成熟，经受住了市场考验，原国家广电总局已经要求高清频道逐渐向AVS+编码过渡，为响应原国家广电总局和工信部的号召，推动AVS+技术发展，吉林电视台也对高清频道进行了AVS+编码系统升级改造。

1 系统需求

1）建立高清频道的AVS+编码系统；

2）输出ASI和TS流IP信号；

3）系统关键设备按主备配置，不能出现单点崩溃，提高安全性；

4）使用三路信号源：播出机房高清SDI主路，播出机房高清SDI备路，总控矩阵高清SDI作为次备；

5）在各关键节点处可以实时对信号进行监听监看，及码流质量监测。

2 系统设计

系统设计以“安全性、先进性、扩展性”为基本指导原则，对编码复用设备进行选型及设计，以提高卫星电视节目安全播出能力。

2.1 安全性

安全性是播出系统的基本要求，而播出系统的安全性主要取决于设备的稳定和可靠性、控制系统的合理性以及应急处理能力。吉林电视台编码传输设备均采用经过国家标准测试并符合国家标准的设备，具有完整的控制逻辑和处理各种应急事件的能力，系统结构多路并行，关键设备均有备份，整个系统不会因任何单台设备出现问题而影响业务流程。

2.2 先进性

先进性是系统改造的追求。我们在设备选型上适应广电行业的发展潮流，兼顾了先进技术和市场考验。

2.3 扩展性

在满足目前需要的前提下，系统结构设计和选择的设备均具有良好的扩展性和升级能力，充分考虑到今后增加频道数量以及新业务的开展。

3 系统结构

系统包括两大部分：

3.1 AVS+编码系统

包括信号源输入部分、AVS+编码部分、信号源切换部分、设备机房监看部分，设计理念是最大程度地保证信号的传输安全。

1）信号源输入部分

信源输入分别为播出机房视分输出主备各一路、总控机房矩阵一路，分别作为AVS+高清编码系统的主、备、次备信号源，经过Imagine的1：8有源分配器后，输出至编码器，同时预留了一块应急视分板卡作为主信号的备份。

2）AVS+编码部分

编码器采用柯维新的KU-E2000，输出信号为ASI信号，共有5台，分别定义为编码器主1、主2、备1、备2和次备。其中主信号源接入编码器主1和备1；备信号源接入编码器主2和备2；次备信号源接入编码器次备。

3）信号源切换部分

共采用4台ASI二選一切换器，切换器可以通过手动或者自动切换，可以保证至少有一路稳定的信号给后级传输。其中两台分别作为主备切换器，另两台作为冷备，有需要时接线即可使用，编码器主1和主2信号接入切换器主，编码器备1和备2信号接入切换器备，编码器次备直接连接到跳线板备用。这样可以保证无论是编码器还是切换器出现故障，都不会影响系统正常运行。

4）设备机房监看部分：

除ASI信号外，编码器和切换器还分别输出主备路TS 流IP信号，进后级主备数据交换机，可以在Web管理平台上监看。在设备机房还配置了4台AVS+解码器，分别对编码器输出的ASI码流解码，连接到监视器进行监看监听，检查编码器的视频、音频处理是否正常。

3.2 信号质量监测部分

多画面监看子系统，语音告警平台，收录控制平台，Web管理平台，内容对比平台

1）监测系统构成

我们采用了16X16高清SDI矩阵，对各节点的高清SDI信号进行视音频的监测；同时部署了高清SDI嵌入式监测设备，通过多画面分割器对视音频信号进行监看。

针对ASI信号，部署有ASI信号监测系统，对编码后的ASI信号进行实时监测，发现错误可以及时告警，还可以对码流信号进行全协议解析，对传输的相关指标进行统计。

采用多画面实时报警系统，可以检测设备的工作状态，能够实现对无视频、画面彩条、画面静帧、黑场、无音频、马赛克、台标丢失等错误的实时检测和自动报警。

Web管理平台可以接收编码器和切换器输出的IP信号，实时监看视音频状态，实时接收语音报警平台的报警信息。

系统配备了节目录制服务器，对SDI信号及AVS+转码后的信号全程实时收录，可存储长达30天以上的节目。

2）监测系统功能

（1）SDI信号监测分析及告警

我们采用嵌入式SDI监测硬件对信号进行直接分析，且支持SDI断电直通；支持高标清SDI信号，并支持自动检测SDI视频格式。支持SDI视频信号的编码（H.264）；带有1路千兆以太网口；支持黑场、白场、静帧检测和报警，并支持指定矩形区域中的上述报警；支持台标和马赛克检测和报警；支持音频分析报警功能，包括信号电平过低、反相等；用户可自定义报警门限和报警过滤。

（2）IP信号监测分析及告警

可以实时监测IP信号，统计信号带宽，支持设定带宽越限告警，支持检测TR101290三级错误并告警，支持IP传输相关指标统计，支持码流全协议解析。

（3）多画面组合监看及报警

同时支持SD、HD、MPEG2、MPEG4、AVS+等各种数字视频文件格式。支持可编码率（VBR），204/188包长自动判定的基本功能，同时自适应单声道、双声道、组合立体声、立体声和DolbyE 5+1声道的音频编码。每一类报警都可以由用户设置门限和时间参数来减少误报。

（4）信号录制（实时/触发）

采用NAS进行收录节目的存储，全程实时收录SDI信号和AVS+转码后的信号，节目可以存储30天以上，支持自定义节目存储最大时限，支持定时自动删除过期节目。

（5）语音报警平台

虚警是目前困扰数字电视安全播出的一个重要因素，大量的虚警不仅给维护人员带来困扰，而且还降低了维护人员对异常事件的敏感度。本平台可以通过配置报警条件，根据报警类型和系统建模，通过比对技术、报警自适应以及报警策略算法，将告警信息分成多个等级，屏蔽无用报警信息、过滤虚警，使报警系统能够真正有效的对维护人员进行及时的提示和警告。

在本系统内，报警管理进程会将具备时间和路径相关性的报警进行整合，形成事件报警，并且支持事件查询。这样，维护人员可以清楚的看到某时某刻，一个异态对哪些系统节点（设备）造成了影响，便于定位故障原因并对异态影响进行评估。

4 结论

原国家广电总局与工信部联合大力推动AVS+技术在广播电视领域的应用，电视台播出系统、有线、卫星、地面数字电视及互联网电视、IPTV等都在开展AVS+技术的应用实施。相关研发机构和生产企业也加大了研发生产力度，不断提高产品性能。随着AVS+产品线的成熟，以及AVS2标准的逐步推动，我国自主知识产权AVS标准在国内和国际产业化道路将更上一层楼。

参考文献

[1]刘勇.AVS%2b视频编解码技术在播出系统中的应用及思考[J].现代电视技术，2017（4）：22-24.endprint