大连捷成 TS流智能监测应急切换系统的应用

引言：

    保证广播电视安全播出是至关重要的，如今广电总局、电台、电视台对安全播出的要求是零秒停播，特别是重大事件安全播出的要求更高，其责任可谓是重于泰山。随着有线前端系统数字化改造的步伐加快，数字电视前端安全播出的复杂性越来越明显，除了要考虑到人为的因素，还要考虑设备故障和自然灾害对安全播出造成的影响。

    一直以来，播出单位都是通过增加人员值班，24小时不间断工作的方式来保证安全播出，但是很多事故是突发的，比如设备故障是不可避免的。当事故发生时，怎样以最快的时间切换到备用设备或系统，以保证不出现停播现象，这些是需要完善的监测系统来保障。

    一个完善的数字前端系统，除了要对系统中的核心设备、唯一设备、易发故障设备进行重点备份外，必要的监测手段也是不可缺少的。广电总局对各个播出单位的要求是至少要对三个点进行监测：1.节目输入信号监测；2.节目输出信号监测；3.受众接收端的接收监测。通过监测可以迅速有效的确定故障源，对其进行快速处置。但是如何对数字电视前端系统进行监测呢？

    一般数字电视前端系统的监测分为两个层次：

    （1）码流分析：侧重点是码流深度分析，需完成MPEG2和DVB标准各个层次的分析，甚至要求精确到BIT位，以便在必要时候按照标准和规范对码流进行逐位分析，以定位和解决问题，保障前端系统的标准性和开放性。

    （2）TS流监测：重点是系统的安全播出，要求做到快速反应，快速定位故障点，缩短排除故障时间。

    对于多数数字电视前端系统而言，码流分析这一层次较易达到，而TS（传输）流监测则较为困难，理论上卫星接收机、编码器、复用器、加扰器、适配器、调制器的输出信号都需要被监测，监测点较多。考虑到监测设备的价格较为昂贵，因此在系统设计时，通常对系统中重要的通道、重要的设备输出信号进行实时分析、监测和自动应急切换，而其他通道只做简单的实时监测，并自动应急切换，不对其进行深层次的分析，这样可以控制系统建设成本，使系统设计更加合理。

    在数字电视前端系统中信源和复用是最重要的两个环节，从安全的角度考虑，必须对其进行设备备份，并对输出的TS流（传输流）进行实时监测，一旦TS流出现错误，应立即切换到备用设备，保证安全播出。

    TS流的监测应符合TR101-290监测标准，该标准分为三级错误检测：第一级监测（第一级错误包括：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 PID错误）集中了所有基本的参数，这些参数保证TS流能够被解码；第二级（第二级错误包括：传输错误、CRC 错误、PCR 间隔错误、PCR 抖动错误、PTS 错误及CAT 错误）集中了一些附加参数，这些参数推荐用来进行连续性监测；第三级（第三级错误包括：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）是依赖于应用的几个参数。其中第一级错误会导致下游设备无法对TS流进行正常解码，该错误属于致命错误，会影响播出机构的安全播出，而第二、三级错误是不会影响到下游设备的正常解码，不会导致播出事故。

    在数字电视前端系统的重要通道中，既要保证对TS流进行实时监测，又要保证监测发现问题后，立即切换到备用设备，保证安全播出。基于PC硬件平台来完成TS流监测的设备，可以实现TR101-290的三级错误监测，但是无法满足长期安全稳定的工作，而且价格不菲；以FPGA为基础的纯硬件平台可以对TR101-290的第一级错误进行完全检测，其检测和应急切换的时间可以缩短到毫秒等级，唯一缺点是无法实现TR101290的第二、三级检测，但是由于TR101290的第二、三级错误不会影响到安全播出。综合考虑，依靠硬件来实现监测和切换更加适合系统安全播出的要求。

    大连捷成在其i-MOD智能信号处理平台上新推出一款TDS-5103 TS流智能监测应急切换模块，它是基于FPGA来实现对输入的TS流进行实时监测和自动应急切换，此功能模块不仅具有较好的系统稳定性、安全性，同时还具有较高的性价比。其功能框图如下：