数字电视发射前端系统研究.pdf
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1、2023 年 6 月数字电视发射前端系统研究潘文胜(清远广播电视微波站,广东 清远 511873)【摘要】为切实做好数字电视发射维护工作袁进一步提升数字电视发射质量袁惠及更多人民群众袁并有针对性地解决维护过程中可能出现的故障情况袁深入研究数字电视发射信源前端组成结构尧系统特点及系统内各设备袁对数字电视发射信号源维护工作中可能出现的问题提出对应的对策袁以期为相关人员提供参考遥【关键词】数字电视发射曰前端系统曰网管系统【中图分类号】TN949.197【文献标识码】A【文章编号】1006-4222(2023)06-0193-030 引言2017 年,清远广播电视微波站(简称“清远站”)响应广东省农村
2、广播电视省节目无线覆盖工程布局,以扩大农村地区数字电视信号覆盖范围、惠及更多的人民群众为目标,在站内建设了地面数字电视与调频广播发射站,播出 5 套数字电视节目以及2 套调频节目。其中,配套建设的数字电视发射前端系统,需要对进入该系统的信号进行复用、分配以及转码操作,使之符合地面数字发射信号要求。1 数字电视发射前端系统概述数字电视发射前端系统主要采用数码视讯公司的产品,由信源接收设备、音视频转码设备以及统计复用设备 3 个部分组成。其中,信源接收部分可实现DS3 及异步串行接口(ASI)码流的接收,并实现 DS3信号的适配;音视频转码设备可将 ASI 码流转码为符合多声道数字音频编解码技术(
3、digital rise audio,DRA)的国家标准的信号,同时支持“1+1”热备份功能;统计复用设备可实现节目统计复用功能。地面数字多媒体广播(digital terrestrial multimedia broadc谣asting,DTMB)系统的净载荷数据传输率较高,可满足多达十几套电视节目的传送1。数字电视发射前端系统可适配并处理复用机架的 DS3 信号,将其转为适用于发射的 DTMB 信号。数字电视发射前端系统中的设备均可通过网管系统实施设备管理,具有高效便捷的优势。其设备同时具有功能扩容的特点,可以根据发射需求,利用空余卡槽设计实现功能扩容。系统对设备设有防雷保护功能,例如,在
4、统计复用器连接数字电视发射机的信号线中串接有防雷器。1.1 DRA 国家标准DRA 的现行国家标准为多声道数字音频编码技术规范(SJ/T 113682006)。DRA 是基于人耳的听觉特性对声音信号进行量化和编码的一种感觉音频技术2。DRA 在技术上实现创新,通过较低的解码复杂度实现了较高的压缩效率,每声道在 64 kbit/s码率下达到了欧洲广播联盟定义的不能识别损伤音频质量。DRA 采样频率范围在 32 kHz192 kHz,采样精度为 24 bit。1.2 系统特点系统使用媒体综合处理平台(enhanced multim谣edia router,EMR)设备实现信号转码与复用功能,其可拓
5、展性较强。EMR 设备具有 6 个插槽,可以根据台站实际需求以及后续运行维护过程中出现更新改造需求来配置 EMR 设备的不同插卡,从而实现更加丰富、完善的系统设计。前端系统采用统一的网管系统管理,登录网管系统后,可实现告警配置与查看、个性化配置、日志管理、用户管理、网口监测等多种功能,可操作性强,分区清晰,功能明确,具有智能化、管理高效的特点3。系统备份方式多样,具有“1+1”冗余热备份、输出口备份等备份形式,同时在节目层级以及网口层级也有可靠的备份方式,多种多样的备份模式使得系统更加可靠、安全,保证信号传输稳定、不中断。2 数字电视发射前端系统结构2.1 硬件组成(1)适配器。DS3 码流是
6、数字微波电路传输的一种信道码流。适配器主要用于实现将来自复用机架的 DS3 信号适配为 ASI 信号的功能。清远站站内配置 3 台 DS3谣ASI 适配器,分别将来自复用机架的3 个DS3(45 Mbit/s)信号适配为 ASI 信号。(2)复用器。复用器接收多路传输流(TS)码流,根据用户配置,在来自适配器的十多套节目中选取所需节目,将其复用为符合 MPEG谣2 标准的一路 TS码流,送往下一级码流分配器。通过专用的网管系统对复用器进行配置,其中,配置界面以树状结构的形式显示。可从输入树状结构中选取用户所需信号到输出树状结构中,可以修改已复用信号的参数或输专题综述1932023 年 6 月出
7、端口参数(PAT 发送间隔、PMT 发送间隔等),还可以导出设置,以保障后续需要时可尽快导入正确配置。复用器可选 4 路、8 路、12 路输入接口方式,清远站采用 4 路输入接口方式。复用器提供两组输出(可选),每组输出各有两个输出内容相同的输出接口,实现备份功能。(3)码流分配器。对输入分配器的 ASI 码流进行一分多路的操作,其集成化程度高,且无须配置即可使用。数字电视发射前端系统中,码流分配器将来自复用器的 ASI 码流分配到 3 台转码器中,使每台转码器均有相同的节目源输入,最多可分配 16 路相同的 ASI 码流。(4)转码器。数字电视发射前端系统中的转码器功能是将 ASI 信号转码
8、为适用于地面数字发射的信号。转码器经 ASI 五输入输出卡接收 ASI 信号,先通过数字高清编码卡将信号解码出来,再由数字高清编码卡将音频格式由原始的 MPEG谣2 格式转码为DRA 格式,数字高清解码卡与数字高清解码卡之间通过信号线连接4。每台转码器可转码 4 套节目,采用 3 台转码器,采取主备分开的方式转码 5 套节目的主备信号,使同一节目的主备信号分别经过两台转码器,以保证转码器故障时可以及时切换。(5)统计复用器。统计复用器通过主千兆卡接收来自转码器的节目,要在统计复用器中添加每台转码器的 IP 地址作为接收 IP 地址,并为其分配缓冲区。在数字电视发射前端系统中,通过配置使用统计复
9、用 4 型卡实现统计复用器功能。按照用户设置,配置节目优先级、输出模式、系统码率以及统计复用码率等参数,其中,将统计复用 4 型卡的端口输出模式设置为统计复用模式。在统计复用模式中调整码率时,可以通过调节最大、最小码率来限定码率范围。统计复用器可以同时实现固定码率或直通输出,并可通过网管系统监测输出节目。此外,统计复用器内安装 ASI 五输入输出卡,其中,1、2 口配置为 ASI 输入端口,3、4、5 口配置为 ASI 输出端口,将统计复用4 型卡的一个输出端口与 ASI 五输入输出卡的 1 口或 2 口连接,则插卡 3、4、5 口均有同样经复用后的信号输出,实现了端口的拓展。(6)交换机。交
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