陶勇 彭成 徐晓枫
关键词：数字电视 总控 监视 网络
电视信号数字化带来的好处之一，是可以在不降低电视画面可视质量的前提下，大大压缩每一路电视节目占用的带宽，从而可以在有限的播出通道带宽中播出更多频道的数字电视节目。另外，也有利于电视总控对电视信号数字流的路由安排，包括复合、分离、转换、远距离传送、调制和解调、压缩和再压缩，使得数字电视信号的使用更加灵活方便。这在模拟电视时代是不可想象的。在模拟电视时代，电视总控可做的工作只是对电视信号进行切换、分路、转制和传送，很难对信号做深层次的处理。当然，灵活的数字电视信号处理和使用也带来了不便之处，那就是对多种形式数字信号的监看十分复杂，必须采用全新的监看模式和掌控手段。
传统总控监看系统及存在的问题
从传统总控监看系统的设备来看，不外乎视音分、电视墙和监视器、电视信号示波器，再加上同步机、台标机、切换矩阵、倒换开关和制转机等外围操作设备，就构成了一个完整的电视播出总控硬件体系。为了加强对每一个播出环节的监看，信号主通路中每加入一个重要设备，就在其后加上视频和音频分配放大器，引出其中一路到电视墙供监看。这种做法导致电视墙上画面繁杂，极易引起人员监看疲劳，不利于及时准确地判断问题所在。
进入数字电视时代，由于信道带宽利用率的提高，电视节目频道数目成倍增长，若采用传统的监看方法，监看的环节和屏幕数量也势必成倍增加。于是带来了新的问题：要么增加监看人员，这将使得人员成本上升；要么降低监看效果(看不过来)，这会使得排除故障时间延长。而且，在有限空间要增加监看屏幕，势必缩小每个屏幕尺寸，这将影响监看效果，使工作强度加大。此外，还有增加设备和维修带来的麻烦等问题。
数字电视综合监看网络
进入数字电视时代，要使数字电视播出做到既安全、又经济，必须借助先进的数字电视综合监看网络。把值班人员的压力分散到播出系统各个模块上，把播出监看从对人的依赖转变到依靠综合监看网络。
所谓综合监看，就是针对数字播出的特点，对不同环节、不同格式的数字信号采用不同的监看方法，再综合到一个完整的网络中，使各个监看点能有机地结合在一起，使播出监看人员对整个系统一目了然，从而能够及时发现并解决问题。甚至可以通过网络对设备及时进行诊断，排除故障隐患，从而最大程度地保证数字电视播出的安全性。
要建立一个数字电视综合监看网络，就须要针对不同监看节点，采用不同的监看手段。概括起来三种监看方法：SDI信号屏幕监看、中间码流分析监看、通路设备功能和状态监看。
目前，数字电视信号从播出源头到编码器之前基本上都是SDI视频、AES音频或者嵌入式SDI音频信号，将SDI信号输入监视器就可以对信号有无进行监看，称之为信号前期准备阶段。在这阶段要针对每个频道的特点，用到字幕机、台标机、播出矩阵和切换台等有源设备，以及为了监看需要而插入的视音分。沿袭模拟播出的做法，为了最大程度地提高安全性，大多数总控播出系统都是在每一个主通路设备的前后加上视音分设备，提取每个节点信号供值班员监看。这种传统方式在频道不多的情况下运行很好，但是，当频道数上升到一定数量的时候，就会出现值班员来不及监看分析排除故障和工作压力增大而引起疲劳等现象，效果适得其反。而且，在主通路中插入有源设备的同时，也增加了可能的故障点。所以，对于数字化总控系统要灵活设立监看点，对于没有监看的节点可以采用其它两种方法来覆盖。但在信号进入系统前和送入编码器前，一定要采用直观的监看方式，以便在系统中及时锁定故障。至于当中环节，可以根据其中设备的特点和出错概率，灵活设立监看点。
在整个数字播出系统中，并不是所有环节都是基带信号。信号进入编码器后直到数字调制器，就不再是SDI信号而是TS流，如果还使用简单的SDI监视器，则需要外接各种解调器，这使得系统变得复杂而难以维护。这时候就要使用码流分析仪进行监看了。功能强大的码流分析仪可以监看从SDI信号到复合打包后所有格式信号的参数，虽然不是直接的画面显示，但是指导通路参数设置和故障排除的最方便的手段。在模拟时代，我们分析的是波形参数，看到的是直观的图像。而在数字时代，波形分析已经不是很重要了，因为眼图上能分析到的数据十分有限，对数字电视通路关键参数的设置都要通过码流分析仪来作出判断。我们可以从每个节点引出数据流交给码流分析仪自动分析、报告结果，并和预先设置的参数进行比较，若有差异则予报警。
以上两种方法主要还是起故障监看和故障判断的作用。在故障发生前，一般看见的都是正常工作状态，这两种方法还不能起到预先告警从而把故障隐患及时排除的作用。因为故障大多是设备产生的，只有把系统通路设备都通过网络监管起来，才能及时消除故障隐患而保证播出安全。
通路设备功能和状态监看是三种监看手段之一，它监看的主要是数字电视设备，主要是消除电视信号载体的隐患。这种方法对计算机网络使用要求比较高，通路设备必须具有计算机接口。如今电视设备普遍都提供计算机接口，形式多样。有继电器形式的报警接口，可以提供设备的初步工作状况，包括：小报警(不影响通路正常工作)，提供设备是否冗余、工作参数是否超过预设门限、设备温度等参数；大报警(需要及时排除，否则会影响电视信号通路工作)，提供设备相关部件故障等的报警。有串口形式的参数接口，它比较成熟。这两种接口方式要通过接口控制模块融入计算机网络，硬件构成比较复杂，提供的设备工作状况参数的量和精度都有限。要真正实现设备的完全监控，就需要使用以太网接口。这种接口的网络控制功能强大，甚至超过手动面板控制，但是厂家对接口协议一般采取保密，为的是推广自己的监控软件，这是构建先进的监看网络所遇到的障碍之一。
另外，在构建先进的数字电视监看网络时，不能简单地引入前面提到的三种监看方式，而要把它们协调统一进去。这涉及三个方面的工作：
(1)灵活组网，既要符合使用习惯、又要保证播出安全；
(2)协调软件的编制，要对各种参数分安全级别精确监控，还要熟悉各个厂商设备的自定义接口协议(建立在厂商提供接口协议的基础上)；
(3)设备接口的整合。
完善的数字电视综合监看网络
完善的数字电视综合监看网络应该达到这样的效果：
(1)直观画面和码流参数相结合
这是综合了直观画面和码流分析两种方法的结果。当屏幕上出现相应节点画面时，在画面上方即刻出现此节点的数字电视信号的码流参数，一改现在大多总控屏幕画面和码流分析各自独立、脱节的现象。虽然现在有很多品牌的码流分析产品，但是都还没有做到整合画面和码流参数显示。
(2)自动参数分析和辅助设置
如果借助数据库，系统则可以保存每一个节点的理想参数和范围，当实际工作参数与此不符或者超出预先设定范围，就会自动报警。如果值班人员对参数设置心中没底，还可以提供几组数据做参考，起到辅助设置的作用。
(3)故障排除专家系统
所谓故障排除专家系统，就是在故障发生时提供一个经验参考库，帮助故障抢修人员在最短时间里挑出最佳的方案，以便及时排除故障。并且，当本次故障排除方案尚不在专家系统库中时，能将之自动记录进专家系统库，从而达到自动更新、自动充实系统库而不断完善整个系统的目的。
本文作者陶勇、彭成先生，上海文广新闻传媒集团技术运营中心传送播出部工程师；徐晓枫先生，系统工程师。
摘自《世界广播电视》
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