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电视工程
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一、引言
相比传统的模拟信号，数字信号具有音画效果好、抗干扰能力强、频道资源利用率高等特点，因此近些年来地面电视模转数进程不断推进。然而随着信号的升级，也随之带来了更多的信号处理设备的更新，对发射台的安全播出能力提出了新的要求。 仿呢料国家广电总局颁布的《广播电视安全播出管理规定》实施细则有指出，各级发射台均应配置信号切换、分配等信号源处理设备，并在相应节点配置应急跳线跳过故障设备；所有信号源处理设备应具有高可靠性，较强的抗干扰能力，技术指标应符合相应标准的要求。此外，在该细则的第七条中，还给出了关于信号源处理设备配置的具体规定。可概括为：第一，配置信号切换、分配等信号源处理设备时，一并在相应节点配置应急跳线端口，在特殊情况下，可采用应急跳线跳过故障设备；第二，切换设备具备自动/手动两种切换方式，通常置于自动，故障时用手动切换或跳线直通。设备不仅应具备对信号的自动检测、自动选择、信号缺失自动报警功能，还应具备对电源的记忆、断电时直通、来电时检测恢复等功能； 第三，为实现自动监控、智能化管理的需要，信号处理设备应具有本机数据管理接口，通过数据接口对设备进行状态信息采集、数据记录、远程控制等操作。
东方明珠发射台根据规定结合自身需求，选用THOMSON Amethyst III 型码流切换器用作数字电视前端系统中的重要切换设备。为组建稳定可靠的前端系统，研究使用相应功能，完善其应用方法，提高安全播出的硬实力。 二、系统框图
码流切换器常用的端口有输入、输出、Relay、GPI 和
ETH（Ethernet supervision port）。输入端口用以连接不同输入源，输出端口连接后级设备，Relay 端口提供各种状态的反馈信息，GPI 端口提供对手动切换信号的支持，ETH 端口为网络监控接口。
1、信号框图
码流切换器的输入源信号至少选用两路互相独立的信号源，提升输入信号的可靠性。在码流切换器前后各通路中安装跳线孔。当码流切换器本身发生重大故障时，可使用跳线将输入信号直送后端设备，保障播出安全，也便于检查和替换故障设备。远端控制盒为自制装置，与码流切换器相连，提供主备、电源、故障指示灯显示与主备路手动切换功能。
2、供电框图
上海东方明珠传输有限公司 张焕
摘 要： 本文依据码流切换器在上海东方明珠发射台的实际使用经验，扼要地阐述了码流切换器的切换条件、切换模式、远程操作等相关内容，介绍了码流切换器在东方明珠发射台数字电视前端中的应用情况。关键词：
码流切换器 码流监测 切换配置 远程控制盒
图1 信号流程示意图
图2 供电示意图
系统·应用行业专题
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码流切换器具备双电源设计（PSU1和PSU2电源端口），宜采用双路UPS供电，最大程度上保障码流切换器的动力安全。当然，码流切换器也具备断电直通功能，可以根据需求设定为断电时特定一路输出或者维持断电前输出状态。
三、码流监测
码流切换器提供基于TR 101 290测试标准的实时监测，TR 101 290大致将码流错误分为三个优先级，每个优先级依次对码流解码的影响程度不同，第一优先级影响最为明显，见表1。因此，需要着重注意第一优先级与第二优先级的错误检测。
条桶除TR 101 290测试标准外，码流切换器也进一步提供了一些监测项目如码流中特定PID数据过大、CRC错误、缓冲区过小等。表2为码流切换器所有可监测项目，发射台可根据自身业务需求和码流的实际情况，选择对码流的监测项目。四、关键技术应用
1、码流监测设定
码流切换器的监测项目，既可以用作对输入码流的错误报警，也可以作为触发切换器自动切换的条件。另外，每个监测项目都可以调节报警阈值，以适应不同系统对信号稳定性的要求。
码流的监测项目的选定，很大程度上取决于各路输入码流自身的情况。如东方明珠发射台中数字电视节目，相对较多产生的图像异常现象为马赛克、静帧和黑屏。于是，对故障现象产生时的码流进行了分析总结，分析不仅参照了TR 101 290标准，而且观察了码流总量大小与其中各个PID流大小在图像异常现象前后的变化规律。发现在码流解码对应图像出现异常时，码流最多出现的异常现象为同步丢失和对应节目PID流大小处于相对较低的值。由此，东方明珠发射台选定码流切换器的监测项目为TS Sync loss和PID min bit rate，且均设为自动切换触发条件。TS Sync loss门限阈值的确定基于TR 101 290监测标准和码流切换器提供的最快反应时间；PID min bit rate门限阈值的确定是基于对多次故障现象时该PID码流大小的情况，需要较长时间的调试才能到最佳效果。
码流切换器提供了多样化的监测项目来为码流监测提供良好的基础，合理地选择监测项，能够减少误切换，提升前端系统的稳定性，提高码流切换器的工作效率。
2、切换策略选择
码流切换器提供三种切换策略：redundancy（冗余）、main-spare（主备）和manual（手动）。在redundancy（冗余）策略中，各路输入源的优先级相同，当在用输入源发生错误触发切换条件时，切
换器切换至另一信号源。当之前信号源恢复时，不切回。在main-spare（主备）模式中，在各路信号源中优先设定其中一路为主路，其余为备路信号源，当主路信号源触发切换条件时，切换器切换至备路信号源。当主路信号源恢复，则立即切回主路信号源。在manual（手动）策略中，切换器切换均需手动确认，一般不设置此策略。
redundancy与main-spare策略在发射台中运用最多。两种策略各有优缺点，发射台可根据需求选择设置。在main-spare策略中需留意，若主路信号源在一段时间内频繁发生错误且每次错误都满足切换条件，则会引起切换器短时间内频繁来回切换的现象，容易对输出信号的稳定性造成影响；redundancy策略则需确认各信号源节目图像的优先级是否一致，能否作为主用输出。
3、手动切换盒
码流切换器不仅提供GPI端口来触发手动切换操作，而且提供Relay端口给予外部反馈信息。在实际应用中，码流切换器需要支持手动切换功能的控制器（手动切换盒）。切换盒界面需要简单直观，且安置于值班人员旁以便快速操作。
切换盒手动切换功能基于GPI端口，手动切换有四种外部信号触发模式（GPI模式），如表3。切换盒的输出模式必须
恒功率直流电源错误优先级错误影响
第一级无法对码流进行解码。
第二级无法连续正确地对码流进行解码。
第三级几乎不影响解码，仅影响码流所包含的相关应用参数。
表1 优先级列表
错误级别项目
Level 1TS Sync loss、Sync byte error、PAT interval、PID 0x00 PAT、PAT scrambling、Countinuity counter、PMT interval、PMT scrambling、PID AV error、PID other error
Level 2Transport error、CRC error、PCR repetition、PCR discountinuity、PCR accuracy、PTS error、CAT presence、PID 0x01 CAT
Level 3PID 0x10 NIT、NIT Actual interval、NIT Other interval、Unreferenced PIDs、PID 0x11 SDT BAT、SDT Actual interval、SDT Other interval、PID 0x12 EIT、EIT Actual PF interval、EIT Other PF interval、EIT PF error、PID 0x13 RST、TDT interval、PID 0x14 TDT TOT
三板模
Advanced Allowed PIDs、Scrambled PIDs、Not scrambled PIDs、Coutinuity counter、CRC、Service presence、MIP timing error、MIP structure error、MIP presence error、Check sub-tables、PID max bit rate、PID min bit rate、Stuffing max bit rate、Stuffing min bit rate、Sub-table min interval、Sub-table max interval、MIP pointer error、MIP periodicity error、MIP TS rate error
表2 码流切换器监测项目
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与切换器选择的GPI 端口触发模式相符。满足相应触发条件，即对码流切换器发出切换信号的指令。
码流切换器共有四个Relay 端口，提供的反馈信息为Power、Error、Warning 和Switch。Power 显示电源模块报警，Error 显示故障和错误信息，Warning 显示报警信息，Switch 显示信号源切换信息。Relay 端口以类似继电器通路的形式反馈信息，如图3。
以提供Warning 信息的Relay 口为例，当Warning 状态被触发时，open 与common 端连通，close 与common 端断开；在无Warning 状态未被触发时，open 与common 端断开，close 与common 端连通。各Relay 口可设计配置成带指示功能的电气通路一起集成在切换盒中，显示码流切换器的状态。
远程切换盒制成后，安装于电视控制桌，便于值班人员手动切换和查看码流切换器各项状态。切换盒指示灯宜为双LED 指示灯，通过与Relay 口的连接，以颜变化反应状态变化；发射台采用两输入信号配置，宜选用按钮形式与GPI 口关联，按下对应“主”、“备”按键，触发GPI 口条件，即为选择切换相应信号源用作输出。
五、总结
一个稳定可靠的数字电视前端系统直接影响到发射台保障安全播出的能力。码流切换器可以作为整个前端系统的关键性的补充，它具备断电直通、码流监测、自动切换等功能，能真正有效的解决问题，最大程度保障自身和前端系统的正常运行。
码流切换器在东方明珠发射台应用的几年间，出地完成了保障安全播出的任务。总结这几年间码流切换器的使用经验，发射台能更完善地进行调试和配置，更好地将码流切换器应用
在数字电视前端系统中，提升保障安全播出的能力。■
GPI mode Mode type
Edge（边缘）
Raising Edge
Falling Level（电平）
High Level
Low
表
3 手动切换触发条件
图3 Relay 口示意图
（上接第25页）六、5G 对广电的影响
1、广电网络的新布局。5G 的强大技术使得广电网也加入5G 牌照的争夺，最终拿下4.9GHz 频段50MHz 频谱。
2、内容分发的多元化。在5G 时代，广电网络必须为用户提供足够的速率和容量。对许多用户来说，速率要提升到100兆以上，并实现多屏分享、多屏互动、多屏同看和多屏续看。
3、内容承载的多样性。在内容方面，要能承载电视节目、OTT 内容、社交媒体、互动游戏、数字音
频、应急广播等内容。
4、传输与覆盖。用户可使用广域网、城域网、移动通信网、数字地面广播网、无线局域网等访问方式，实现覆盖无处不在、通信质量稳定。
散打护具5、未来的广电网络。能支持智能调度和传
输，即根据用户需求，协调调动内容、网络资源；要能进行智能分析和预测，即挖掘、预测用户行为。
七、结语
人类对技术极限的追求从未停歇，4G 已经改变了人们的生活方式，5G 很可能将改变这个社会的各个领域。就广电领域而言，5G 将不仅仅改变传播通路和传播方式，还将很大程度上改变广电内容的生产方式。因此借助于5G 网络，传统广电可以将触角更高效的、更迅速的、覆盖范围更广地深入到大众的生活之中，将党和政府的政策、思想宣传到位；将时事新闻、社会动态及时、准确的发布；更好地把控舆论导向，帮助提升整个社会的运转效率。因此，5G 的到来，可以说是广电重新崛起的强心剂。■
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