论文部分内容阅读
【摘要】本文主要阐述了邢台广播电视台地面数字电视的建设情况，简单介绍了地面数字电视的工作原理，重点介绍了项目中各个设备的性能指标，实现了对台站发射机的动环监测，以及对各个节点信号的实时监测。
【关键词】地面数字电视;AVS+;单频网;编码复用;发射机;监测
中图分类号：TN94 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2020.21.011
为加快构建技术先进、传输快捷、覆盖广泛的无线数字广播电视公共服务体系，实施国标地面数字电视覆盖建设，国内多家电视台开展了地面数字电视建设的相关工作邢台广播电视台历时一年，先后完成了地面数字电视设备招标、信号源安装调试、发射机安装调试、电视屏幕墙的调试以及监控设备的安装调试等工作。2018年12月，邢台地面数字电视正式开播，提供18套无线数字电视节目，用户免费收看，覆盖距离达30多公里，取得了良好的社会效益。
1. DTMB地面数字电视的工作原理
地面数字电视覆盖工程的前端信源编码，采用国标AVS+，即DTMB标准（GB20600-2006），我国自主研发的数字电视地面传输标准，在相同的无线频谱中，其数据传输带宽更高、信号覆盖范围更大、频率资源节约更好。该系统工程，采用了基于卫星传输链路DTMB单频网技术方案，在传输过程中，首先对中央电视节目进行加密，然后利用卫星传输链路将加密节目码流传输至全国各个发射台站;最后，各发射台站使用AVS+专用卫星接收机对中星6A上的12套标清央视节目（除CCTV-3、5、6、8外）进行解调，然后打包复用成2路TS码流送到发射系统。其中一路含8套央视节目，以单频网方式发射;另一路含4套央视节目，利用频点带宽，在总前端加入省台、地方台，通过复用器传输到发射机以多频网方式发射，如图1。
2. 邢台广播电视台地面数字电视建设情况
邢台广播电视台地面数字电视工程共设两个频点：17频道（中心频率502MHZ）和24频道（中心频率558MHZ）。节目数量18套，含央视节目12套，省台节目3套，邢台本地节目3套。一个频点含8套央视节目（中央第一路码流）送入同方吉兆发射机以单频网方式发射，另一个频点含4套央视节目（中央第二路码流）、微波回传的省台3套节目，邢台本地台3套节目送入凯腾四方发射机以多频网方式发射。
2.1 项目主要设备及技术性能指标
根据国家广电总局和省局的规划和部署，国标地面数字电视提供免费标清节目，设备主要包括：AVS+卫星接收机、台站适配解码器8120、ASI切换分配器、编码复用器EMR，监控系统、发射机等，如图2：
AVS+卫星接收解码器，选用神州电子SABSS-48345A，拥有一个ASI输入接口，两个ASI输出接口，一个最高码率为200Mb/s的IP输出接口。拥有两个CI接口，支持NDS解扰功能，节目解扰后经ASI接口输出的TS码流保留了原始码流中的PID数据包，不插入新的数据包，不对PCR进行调整，且不改变TS包的顺序。
台站适配器，选用数码视讯8120，可将IP信号适配为4路ASI输出，支持2路AVS+标清节目解码，具备解复用功能。一方面完成接收上级下传的节目信号，另一方面可将节目适配后以ASI形式分发给下一级。
数码视讯ASI切换分配器，配置了两块ASI板卡，每块板卡实现1组切换分配，能够接收央视卫星节目以及经台站适配器解码后的央视、省台节目。其中，有两路卫星节目分别为两路央视8套节目、两路央视4套节目，两路微波下传节目分别为一路下传央视8套节目以及一路下传央视4套节目，共4路ASI信号。分别将两路8套节目和两路4套节目源进行二切一，再对节目进行一分二的分配，共分配4路ASI节目下传。由此可见，本次项目用到4路ASI输入和4路ASI分配输出。
编码复用器，针对本次项目需求，数码视讯采用嵌入式设备EMR，为插板式结构，通过配置不同板卡实现不同的功能。每台设备可配置6块板卡，提供2组千兆的1+1备份IP接口，机框支持复用和解复用功能，单台最大支持46个频点的复用输出及30套节目的统计复用输出。
数字电视发射机，选用同方吉兆GME11D13和成都凯腾四方KFS-II-813，均为1KW UHF地面数字电视广播发射机，主备激励器可自动切换;支持热插拔;开关电源具有欠压、过压、过流显示报警和自动保护功能;末级功放具有过载、过激励、过热显示报警和自动保护功能;整机具有高驻波、本振失锁等报警显示和自动保护功能;支持单频网、多频网工作模式;激励器能够自动检测并调整输出功率，使发射机保持输出稳定。
2.2 地面数字电视监控系统
除了传输对信号的影响外，保证优质的前端信号源也是确保电视节目安全优质播出的一个重要环节。邢台广播电视台在传输系统中加入了博汇检测系统，该系统中的语音报警服务器软件，通过网络对多个监测点反馈的报警数据进行汇总，能够及时发现信号故障、查看故障时间、判断信号故障点等，保障了广播电视信号传输的稳定性和安全性。
2.2.1 DTMB信号监测
博汇BHDT56，为多通道DTMB国标地面数字电视监测终端，支持6路国标地面数字电视信号接收、信道指标监测、码流分析，码流TS over IP输出功能;采用SNMP/Web协议实现对码流分析设备工作情况和码流节目单的监看。其中，码流分析软件依据DVB组织定义的TR101290测试标准，对码流进行实时分析，将DVB/MPEG-2TS复用流的测试错误指标分为三个等级，按照DVB-SI标准将其内容解析出来存入数据库，通过EPG应用程序对数据库中的SI数据进行操作，形成EPG显示在监测页面上，可以详细了解当前信道测量的关键指标情况及故障发生情况的详细信息，如图3：
2.2.2 台站发射机及动环监控
博汇BHET103多接口采集监测终端，为全嵌入式设备，可采集发射机工作状态，包括发射功率、反射功率、温度等指标，可以控制发射机开关机，预留自动倒备机和倒天馈接口;可采集链路上关键设备工作状态，包括卫星接收机、编码器、复用器、单频网适配模块等;可采集温湿度、烟感等环境指标。
2.2.3 TrinityAres-Display 多画面显示监测报警系统
监测报警系统基于IP技术进行架构，实时监测设备运维情况，并进行数据分析，如字符、标题栏、语音、日志等报警管理机制，可以实现故障同期声监听、故障语音报警、故障画面全屏分析等功能，并且在每个码流中，TrinityAres-Display 多画面显示监测报警系统还增加了PID和视音频内容结合分析的方法，把视音频报警反应时间缩短，将误报率、漏报率降到最小。如图4：
3. 总结
DTMB地面数字电视技术能够有效抵抗无线通道的多径干扰，确保数字电视信号接收质量，节约了频谱资源。基于AVS+标准的地面无线数字电视在邢台成功开播后，不但有效提高了电视覆盖率，还能提供优质可靠的视音频节目，可随时满足人们免费收看，取得了良好的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]常江，刘骏，高杨.地面数字电视广播单频网“智慧运维”平台建设思考[J].广播与电视技术，2020，47（09）：26-29.
[2]常江，高杨，刘骏，李厦，樊刚，吴雪松，周浩.分布式數字电视智能监测系统研究[J].广播与电视技术，2012，39（S1）：148-153.
[3]孙运浩.浅谈临沂地面数字电视覆盖方案设计与实施[J].电子世界，2017（01）：61-62.
[4]徐静.浅析地面数字电视标准与单频网SFN[J].西部广播电视，2020（16）：245-247.
[5]李益业.AVS+技术在地面数字电视中的有效运用[J].传播力研究，2017，1（07）：174.
[6]陈永业.厦门市地面数字电视系统[J].电子世界，2020（17）：
155-157.
【关键词】地面数字电视;AVS+;单频网;编码复用;发射机;监测
中图分类号：TN94 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2020.21.011
为加快构建技术先进、传输快捷、覆盖广泛的无线数字广播电视公共服务体系，实施国标地面数字电视覆盖建设，国内多家电视台开展了地面数字电视建设的相关工作邢台广播电视台历时一年，先后完成了地面数字电视设备招标、信号源安装调试、发射机安装调试、电视屏幕墙的调试以及监控设备的安装调试等工作。2018年12月，邢台地面数字电视正式开播，提供18套无线数字电视节目，用户免费收看，覆盖距离达30多公里，取得了良好的社会效益。
1. DTMB地面数字电视的工作原理
地面数字电视覆盖工程的前端信源编码，采用国标AVS+，即DTMB标准（GB20600-2006），我国自主研发的数字电视地面传输标准，在相同的无线频谱中，其数据传输带宽更高、信号覆盖范围更大、频率资源节约更好。该系统工程，采用了基于卫星传输链路DTMB单频网技术方案，在传输过程中，首先对中央电视节目进行加密，然后利用卫星传输链路将加密节目码流传输至全国各个发射台站;最后，各发射台站使用AVS+专用卫星接收机对中星6A上的12套标清央视节目（除CCTV-3、5、6、8外）进行解调，然后打包复用成2路TS码流送到发射系统。其中一路含8套央视节目，以单频网方式发射;另一路含4套央视节目，利用频点带宽，在总前端加入省台、地方台，通过复用器传输到发射机以多频网方式发射，如图1。
2. 邢台广播电视台地面数字电视建设情况
邢台广播电视台地面数字电视工程共设两个频点：17频道（中心频率502MHZ）和24频道（中心频率558MHZ）。节目数量18套，含央视节目12套，省台节目3套，邢台本地节目3套。一个频点含8套央视节目（中央第一路码流）送入同方吉兆发射机以单频网方式发射，另一个频点含4套央视节目（中央第二路码流）、微波回传的省台3套节目，邢台本地台3套节目送入凯腾四方发射机以多频网方式发射。
2.1 项目主要设备及技术性能指标
根据国家广电总局和省局的规划和部署，国标地面数字电视提供免费标清节目，设备主要包括：AVS+卫星接收机、台站适配解码器8120、ASI切换分配器、编码复用器EMR，监控系统、发射机等，如图2：
AVS+卫星接收解码器，选用神州电子SABSS-48345A，拥有一个ASI输入接口，两个ASI输出接口，一个最高码率为200Mb/s的IP输出接口。拥有两个CI接口，支持NDS解扰功能，节目解扰后经ASI接口输出的TS码流保留了原始码流中的PID数据包，不插入新的数据包，不对PCR进行调整，且不改变TS包的顺序。
台站适配器，选用数码视讯8120，可将IP信号适配为4路ASI输出，支持2路AVS+标清节目解码，具备解复用功能。一方面完成接收上级下传的节目信号，另一方面可将节目适配后以ASI形式分发给下一级。
数码视讯ASI切换分配器，配置了两块ASI板卡，每块板卡实现1组切换分配，能够接收央视卫星节目以及经台站适配器解码后的央视、省台节目。其中，有两路卫星节目分别为两路央视8套节目、两路央视4套节目，两路微波下传节目分别为一路下传央视8套节目以及一路下传央视4套节目，共4路ASI信号。分别将两路8套节目和两路4套节目源进行二切一，再对节目进行一分二的分配，共分配4路ASI节目下传。由此可见，本次项目用到4路ASI输入和4路ASI分配输出。
编码复用器，针对本次项目需求，数码视讯采用嵌入式设备EMR，为插板式结构，通过配置不同板卡实现不同的功能。每台设备可配置6块板卡，提供2组千兆的1+1备份IP接口，机框支持复用和解复用功能，单台最大支持46个频点的复用输出及30套节目的统计复用输出。
数字电视发射机，选用同方吉兆GME11D13和成都凯腾四方KFS-II-813，均为1KW UHF地面数字电视广播发射机，主备激励器可自动切换;支持热插拔;开关电源具有欠压、过压、过流显示报警和自动保护功能;末级功放具有过载、过激励、过热显示报警和自动保护功能;整机具有高驻波、本振失锁等报警显示和自动保护功能;支持单频网、多频网工作模式;激励器能够自动检测并调整输出功率，使发射机保持输出稳定。
2.2 地面数字电视监控系统
除了传输对信号的影响外，保证优质的前端信号源也是确保电视节目安全优质播出的一个重要环节。邢台广播电视台在传输系统中加入了博汇检测系统，该系统中的语音报警服务器软件，通过网络对多个监测点反馈的报警数据进行汇总，能够及时发现信号故障、查看故障时间、判断信号故障点等，保障了广播电视信号传输的稳定性和安全性。
2.2.1 DTMB信号监测
博汇BHDT56，为多通道DTMB国标地面数字电视监测终端，支持6路国标地面数字电视信号接收、信道指标监测、码流分析，码流TS over IP输出功能;采用SNMP/Web协议实现对码流分析设备工作情况和码流节目单的监看。其中，码流分析软件依据DVB组织定义的TR101290测试标准，对码流进行实时分析，将DVB/MPEG-2TS复用流的测试错误指标分为三个等级，按照DVB-SI标准将其内容解析出来存入数据库，通过EPG应用程序对数据库中的SI数据进行操作，形成EPG显示在监测页面上，可以详细了解当前信道测量的关键指标情况及故障发生情况的详细信息，如图3：
2.2.2 台站发射机及动环监控
博汇BHET103多接口采集监测终端，为全嵌入式设备，可采集发射机工作状态，包括发射功率、反射功率、温度等指标，可以控制发射机开关机，预留自动倒备机和倒天馈接口;可采集链路上关键设备工作状态，包括卫星接收机、编码器、复用器、单频网适配模块等;可采集温湿度、烟感等环境指标。
2.2.3 TrinityAres-Display 多画面显示监测报警系统
监测报警系统基于IP技术进行架构，实时监测设备运维情况，并进行数据分析，如字符、标题栏、语音、日志等报警管理机制，可以实现故障同期声监听、故障语音报警、故障画面全屏分析等功能，并且在每个码流中，TrinityAres-Display 多画面显示监测报警系统还增加了PID和视音频内容结合分析的方法，把视音频报警反应时间缩短，将误报率、漏报率降到最小。如图4：
3. 总结
DTMB地面数字电视技术能够有效抵抗无线通道的多径干扰，确保数字电视信号接收质量，节约了频谱资源。基于AVS+标准的地面无线数字电视在邢台成功开播后，不但有效提高了电视覆盖率，还能提供优质可靠的视音频节目，可随时满足人们免费收看，取得了良好的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]常江，刘骏，高杨.地面数字电视广播单频网“智慧运维”平台建设思考[J].广播与电视技术，2020，47（09）：26-29.
[2]常江，高杨，刘骏，李厦，樊刚，吴雪松，周浩.分布式數字电视智能监测系统研究[J].广播与电视技术，2012，39（S1）：148-153.
[3]孙运浩.浅谈临沂地面数字电视覆盖方案设计与实施[J].电子世界，2017（01）：61-62.
[4]徐静.浅析地面数字电视标准与单频网SFN[J].西部广播电视，2020（16）：245-247.
[5]李益业.AVS+技术在地面数字电视中的有效运用[J].传播力研究，2017，1（07）：174.
[6]陈永业.厦门市地面数字电视系统[J].电子世界，2020（17）：
155-157.