地球站传输码流节目时钟参考异常实例分析与处理

（广西广播电视地球站）

一、引言

广西广播电视地球站信号源引接链路通过点对点光纤、SDH环网、数字微波三种方式传输，经过信号源切换器保护性选择后，进行节目及传输复用、码流选择、调制、上变频等信号处理。本文介绍一起在码流复用环节因PCR异常引起的码流故障案例，从中引发思考，积累维护经验。

二、故障现象

2019年某日早上，4号备用上行链路的调制器广西卫视节目解码监视画面出现短暂的画面卡顿，并且有伴音、画面不同步的现象。查看4号备用上行链路各设备状态后，发现4号码流切换器有自动切换动作的记录，切换器当前输出码流为3号复用器输出的备用的数字微波信源，并通过数字码流分析系统排除了信号源引接链路（信号源切换器之前环节）出现异常的可能。

三、故障分析及处理

（一）上行链路中的复用器均配置为5输入3输出模式，5路输入分别为电视信号源切换器输出、广播信号源切换器输出、数字微波电视信号源、数字微波广播信号源及应急彩条信号源，3路输出分别为电视与广播切换器复用码流、数字微波复用码流、应急彩条信号与广播切换器复用码流。3号复用器与4号复用器的数字微波复用码流交叉传输至后级码流切换器，实现信号源切换器复用码流与数字微波复用码流、相邻链路通道的相互保护备份，如图1。

（二）手动将4号码流切换器切换至日常使用的信号源切换器复用码流，在4号调制器解码监视通道观察到节目画面及伴音均恢复正常，再手动切换回数字微波复用码流，故障重现，可初步判断码流异常由码流切换器或码流切换器上游环节引起。

（三）利用3号上行链路模拟4号上行链路的故障现象，将3号码流切换器切换至数字微波复用码流，在3号调制器解码监测通道中没有观察到故障现象，3号上行链路数字微波复用码流及码流切换器上游设备可认定为正常。3号与4号上行链路的数字微波复用码流路由区别在于，3号码流切换器输入的数字微波复用码流由4号复用器输出，4号码流切换器输入的数字微波复用码流由3号复用器输出。

图1 地球站上行链路框图

图2 复用器节复用输出端口配置界面

（四）因码流切换器、调制器及上变频器在链路中的作用是码流选择、信道编码调制及转换射频频率，结合以上排查情况推断，故障可能来自4号上行链路数字微波复用码流的输出设备，即3号复用器。复用器在进行系统复用时，最主要的工作是进行PSI（节目特定信息）信息的重构和PCR（节目时钟参考）修正。检查3号复用器的数字微波信源输入端口，功能及配置均正常，复用输出端口广西卫视节目PAT、PMT、视频、伴音PID等主要PSI信息参数均正常，输出码流PCR抖动也在合理范围，但节目的PCR PID显示为No PCR（如图2），PCR PID的默认数值应该与视频PID的数值一致（广西卫视视频PID为255），通过码流分析系统查看，此时广西卫视PCR PID为8192，为无效PID数值， PID数值的有效范围应在0-8191之间。

将此项数值修改为255（16进制表示为0XFF）后（如图3），再次切换4号码流切换器的输入选择为数字微波复用码流，通过4号调制器解码监测通道观察到节目视频、伴音均正常，没有再次出现不同步现象，至此，故障已处理完毕，故障原因为3号复用器输出的数字微波复用码流中广西卫视PCR PID无效导致。

众所周知，模拟电视中图像信息是以同步方式传输的，接收机可以直接提取出行/场同步信号来保证图像的正确显示。但在数字电视系统中，模拟电视的行/场等信息已不存在，并且音/视频信号压缩比也不同，图像组层的I、P、B帧，传输顺序与接收端的解码顺序可能不一致，无法从比特流中直接获得同步信息。因此，在MPEG2设备发送端，音/视频必须共用一个系统时钟（STC）作为时间基准，并在PES包头中插入包含解码时间标签(DTS)和显示时间标签（PTS），在TS流中则引入PCR。在接收端，基于本地系统时钟，由收到的PES中的DTS告诉解码器何时对视频帧进行解码，PTS告诉解码器何时显示视频帧，这样解码器就可以从编码器传来的I、B、P帧中重建视频流。若PCR抖动超限，也可导致解码器无法正确恢复音/视频流源端的系统时钟，导致图像出现马赛克、停顿、跳跃或出现颤音、音视频不同步等现象，所以复用器会对复用码流中的各节目PCR进行修正，消除不同节目复用产生的PCR抖动。

图3 复用器输出端口PCR PID设置界面

依据DVB的TR101_290测试标准将DVB/MPEG-2 TS流的测试错误指示分为三个等级，第一等级是可正确解码所必须的几个参数；第二等级是达到同步后可连续工作必须的参数和需要周期监测的参数；第三等级是依赖于应用的几个参数。

第一级共六种错误：同步丢失错误、同步字节错误、PAT错误、连续计数错误、PMT错误及设置PID错误；第二级共六种错误：传输错误、CRC错误、PCR间隔错误、PTS错误及CAT错误；第三级共十种错误：NIT错误、SI重复率错误、缓冲器错误、非指定PID错误、SDT错误、EIT错误、RST错误、TDT错误、空缓冲器错误及数据延迟错误。第三等级错误并非是TS传输流的致命错误，但会影响到一些具体应用的正确实施[1]。

四、总结

综上所述，当码流中出现TR101_290第一级错误中的任何一种时，必然会对传输流中的解码和图像质量产生很大影响；当发生第二级错误时，一些错误参数也许会对图像层产生一定影响，但影响程度不确定；而第三级错误发生时，则未必会对解码和图像质量产生影响。尽管PCR相关错误列为第二优先级，但与第一优先级的参数有同样重要的地位。PCR相关错误可通过码流层面的TR101_209三级错误中的二、三级告警提示结合图像层受影响的程度来综合判断，找到排除故障的依据和方向。