TS流智能切换在电视传输系统中的应用

2021-09-30金玉婷

数字传媒研究 2021年7期

金玉婷王侠

1.内蒙古广播电视台内蒙古呼和浩特市 010050

2.内蒙古商贸职业学院内蒙古呼和浩特市 010070

电视传输系统是电视系统中的重要组成部分，是电视传输网络的枢纽，其硬件系统一旦出现异常，将会影响电视播出系统的正常运行，不仅影响用户收看节目的效果，更不能够满足广电总局对电视安全播出的要求。因此，保障电视传输系统正常运行是保证电视节目安全播出的关键环节，对传输系统进行实时分析、检测和自动切换尤为重要。

1 电视传输系统

电视传输系统负责将电视台内部的视音频信号进行压缩编码传输至网络公司、总局直播卫星平台、局属微波总站信号中心等，同时也负责将外来信号接收至电视台卫星接收、收录系统等［1］。

1.1 电视传输系统的工作原理

电视传输系统由编码器、复用器、适配器、光传设备等组成。传输系统的工作过程如下：首先，播出平台的主/备视音频信号分别进入主/备编码器，随之主编码器的信号同时送入主/备复用器，备编码器的信号同时送入主/备复用器，以此在最大程度保障安全播出，其中，标清电视信号采用PMEG-2编码方式，高清电视信号采用H.264编码方式。其次，经过编码的信号转换为TS流，以IP的方式进行传输进入主/备复用器，复用器将视音频信号打包为ASI信号。最后，复用后的信号进入主备适配器，这里采取一对一的方式，即一个包对应一个适配器，经过适配后的信号为DS3信号，经过光传设备送至下游单位。

1.2 电视传输系统的应急切换

当正在使用的编码器出现故障，系统马上会切换至备编码器运行，保障下游单位能够接收到两路正常的信号；当复用器出现故障，则下游单位只能接收到一路信号，这违了反62号令规定的传输双路信号的原则，因此复用器成为了整个系统的单一崩溃点，这在整个传输链路中存在极大的安全隐患，在日常对复用器进行重启维护时，也会造成送至下游单位的信号一路中断。因此，在原有主/备系统的基础上增加第三备份系统显的尤为重要，TS流智能切换系统可以实现原有传输系统和第三备份系统之间信号的切换，为安全播出增加了一层新的保障。

2 TS流智能切换系统

TS流智能切换系统能够有效、快捷、智能的对信号进行切换，TS流切换器采用进口板卡作为核心部件，外连高性能网管计算机作为控制平台,自动对主/备/辅三路数字ASI码流信号进行实时质量监测及控制［2］。当其中的某路信号出现异常时，切换器自动切换至已设定好的次级输出，当信号恢复时自动或手动返回到上级输出的智能切换模块，模块依次根据码流信号的中断、码流信号中同步信息的丢失和码流信号中的PID值的错误等判别条件进行自动切换。

TS流智能切换系统由硬件部分和软件部分组成，硬件部分包括传输码流应急切换模块、信号控制面板、信号处理平台；软件部分包括控制管理软件。

2.1 TS流智能切换硬件系统

2.1.1 传输码流应急切换模块

传输码流应急切换模块是集于信号处理平台内的模块化设备，运行于2RU机箱。该模块由主/备/辅三路信号切换通道组成，输入的主/备/辅路DS-3信号分别被送到切换开关及各自的检测电路处，可在小于0.2秒的时间内对主、备、辅路DS-3信号进行多次检测判断，检测信号的有无状态。当模块检测到某路信号丢失，则立即将信息发送至微处理器（MCPU），由微处理器根据设定的判别条件对信号进行切换。

若此模块设置为自动切换状态，系统将丢失信号的通道自动切换至信号正常的通道，并将切换结果传送至远程控制面板和监控计算机，值班人员可通过远程控制面板或监控计算机直观了解主/备/辅三路信号的当前状态。自动切换状态下模块的输出优先级依次为主路--备路--辅路，即当主路有信号时，不论备路、辅路信号是否正常，模块都使用主路信号输出；当主路信号丢失，备路信号正常时，不论辅路信号是否正常，模块都使用备路信号输出；当主/备路信号都丢失时，模块都使用辅路信号输出。

若此模块设置为手动切换状态，值班人员可通过远程控制面板或监控计算机手动将信号从故障通道切换至其它正常通道，并且手动切换无需考虑信号通道的优先级。

若此模块设置为报警状态，如果某路信号丢失，系统开始报警，信号恢复正常后，报警停止。模块边缘带有LED指示灯和微动调整开关，可以实现信号状态显示和手动参数调整，并配有独立的接口背板，支持带电热插拔，便于“在线”更新及维护。

2.1.2 信号处理平台

信号处理平台是一种开放式的智能视/音频信号处理平台，可为在该平台工作的应急切换模块提供电源、参考信号、通讯链路等资源。各种功能模块在该平台上可以独立工作，控制计算机通过信号处理平台的以太网控制模块访问平台，可以实现应急切换模块的通讯。在控制计算机上使用控制软件，可以实现对各功能模块的参数设置、控制、监测、报警等功能。

信号处理平台的信号判别和应急切换类功能模块，包括对模拟视频、高/标清数字视频、模拟音频、数字音频、DS3等多种信号进行检测并实现自动或手动切换，可通过对应的控制面板或控制软件进行设置和手动干预，实现在主路信号出现故障的情况下以备路或辅路信号播出，满足安全播出的需要。

信号处理和格式转换类功能模块，包括对模拟视频、高/标清数字视频、模拟音频、数字音频等信号的A/D、D/A、帧同步、行同步、可调整延时、加嵌、解嵌、音频处理等，满足用户对规音频信号处理的需要。

信号处理平台机箱控制部分具有1个RS-232/422串行接口，用于对机箱的IP地址等信息的读取和配置；1个LAN网络接口，用于与监控计算机组成强大的网络化监控系统；1个GPI接口，用于机箱报警输出；2组带环出的REF参考视频信号输入接口，可选择一个参考视频信号通过总线送达机箱内各个模块上；1个EPPROM芯片，可存储机箱配置信息和各功能模块参数设置情况，保证其在掉电或更换模块后系统的各种参数不丢失。

2.1.3 信号控制面板

信号控制面板由专用面板支架和控制单元组成，用于控制单组3×1应急切换模块。每台面板支架最多可容纳4个控制单元，控制4块单组3×1应急切换模块，控制单元可实时显示它所控制的应急切换模块每路输入信号的存在/丢失情况，可进行当前输出通道指示，并能够对信号丢失进行灯光报警。控制单元上的自锁式摇头开关可手动将主/备/辅输入信号切换至输出通道，开关的自锁功能可以有效防止误触发，保证播出安全。

2.2 TS流智能切换软件

控制管理软件可以对TS流智能切换系统的所有硬件进行控制和管理。软件罗列了每个应急切换模块，双击即可查看信号运行状态，还可以对主备辅信号进行切换，操作后立即生效。当应急切换模块出现问题时，还可以查看相关模块的日志。软件还对信号处理平台运行状态进行监测，当机箱断电或机盖松动时会进行声音报警，及时发现问题，减少值班员的工作强度。

增加TS流智能切换系统后的传输系统框图如图1所示。