数字电视前端播出系统组建与维护

88《广播电视网络》 2020年第12期 总第372期·冀广网络专栏·聚焦运营商

1 引言河北广电网络集团省中心数字电视前端播出系统为全省数字电视用户提供节目信号源及收视保障，也给互动点播系统及IP播出系统提供信源支撑。该系统采用IP化组网方式，主要设备均采用主、备路1+1备份方式，对不同来源的节目信号进行信号接收、信号处理及复用分发，之后通过传输网络传送给用户进行收看。本系统除自身信源外，又接入秦皇岛异地备份信号及备份播出前端信号作为备路信源，并配有一套清流备份系统，多路信源保障信号安全播出，是一套安全可靠、层级分明、集成化高的数字电视前端播出系统。2 系统组建河北广电网络集团省中心数字电视前端播出系统按功能可分为：信源接收子系统、信号主播出子系统、清流备份子系统、信号分发子系统、监测子系统、网管及时钟子系统。河北省中心数字电视前端播出系统信号流程简图如图1所示。2.1 信源接收子系统信源接收子系统是最基础，也是最大、最复杂的子系统，主要接收和处理通过3种不同方式传送过来的信源信号：一是通过光纤传送的信源信号，二是通过SDH传输网络传送的信源信号，三是通过卫星传送的信源信号。此外，还包括一套用于接收EPG信息的EPG系统。光纤传送的信号有两种：一种是ASI光端机传送的ASI信号，另外一种是直接传送的IP信号。ASI光端机传送的ASI信号经过切换器和数字分配放大器进入预复用器接收，IP信号通过交换机进入预复用器接收。SDH传输网络传送的信号通过DS3适配器、切换器、数字分配放大器进入预复用器接收。卫星传送的信号使用卫星接收天线进行接收后经L波段光端机传送至前端设备机房，经过两级切换器进行主、备辅路切换，切换后的信号再通过多级功分器分别接入各类卫星接收机进行接收。卫星接收机采用两个厂商的产品，按信号类型分别接收AVS+格式高清节目的卫星信号、中9直播星信号及其他格式（H.264、MEPG-2等）的高、标清信号。3种方式传送的信号接收后进入后级的编码、转码及码率压缩等设备对音、视频及基本码率等进行二次处理。重要节目采用编码器进行处理，输出的码率更稳定。其他节目使用转码器进行处理，转码器相对来说单台处理能力更强，性价比更高，有利于控制成本。部分标清节目基础码率较数字电视前端播出系统组建与维护张红晶 河北广电信息网络集团股份有限公司摘要：本文以河北广电网络集团省中心数字电视前端播出系统项目为基础，对有线数字电视前端播出系统的组建进行了简要分析，并分享了实际工作中对播出系统及设备的维护经验。关键词：数字电视前端 播出系统 组建与维护

图1 河北省中心数字电视前端播出系统信号流程简图

89《广播电视网络》 2020年第12期 总第372期聚焦运营商高（如CCTV-1标清流），需要通过码率压缩复用器进行处理，降低码率，节省带宽资源。二次处理后的信号通过交换机传送至信源切换复用器先进行信源级备份切换，信源切换完成后的信号再进入另一组切换复用器与异地备份系统信号进行节目级备份切换，经过两次切换后的信号再传送给后级核心复用器。2.2 信号主播出子系统主播出子系统负责插入CA信息、EPG信息等相关信息，并按照规划对节目码流进行编辑及复用加扰等操作，生成符合规划的MPTS流后，最终传送至数字电视机顶盒进行节目实际播出情况（用户收视视角）的监看。CA信息是由3个厂家各自的CA系统提供的。CA系统信息及EPG系统信息分别接入主、备核心复用器，核心复用器输出复用加扰后的MPTS流经核心复用交换机传送给信号分发复用器及IPQAM，IPQAM再传给混合器、分配器等设备，最终接入数字机顶盒进行实际播出情况的监看。2.3 清流备份子系统清流备份子系统的功能很简单，就是提供清流备份，传送的节目信息与主播出系统相同，但是不进行加扰。系统使用清流核心复用器接收信源子系统IP信号，按规划对节目信息进行编辑后，清流复用输出给信号分发复用器做备份信号。2.4 信号分发子系统信号分发子系统主要负责信号主播出子系统、清流备份子系统和备份前端信号切换及系统间隔离，也负责与互动点播系统及IP播出系统间隔离。主播出子系统、备份前端及清流备份子系统主、备路信号分别接入主、备信号分发复用器进行系统间信号备份切换，切换后主路信号通过波分设备下传至各地市，备路信号先传送给光切换器，在光切换器与备份前端实际播出信号进行光路切换设置后，通过路由设备下传至各地市。互动点播系统及IP播出系统需要的信号通过单独的分发复用器从信源交换机收取后再传送至相应系统，实现系统间的物理隔离。2.5 监测子系统监测子系统负责收集各环节信号做监测，检测信号状态并进行告警。采用的监测系统主要设备有QPSK信道监测设备、防非监测设备、ASI监测设备及各级IP信号监测设备，这些设备分布在相应环节进行信号采集，采集的各环节监测信号通过监测系统交换机传送至多画面显示设备，在监测大屏进行各环节信号的显示，另外还有配套的语音报警系统对监测到的告警信息进行语音报警。2.6 网管及时钟子系统网管及时钟子系统负责对系统内各设备进行网管以及同步时钟，包含一套GPS时钟同步系统、思科ROSA网管系统及网管交换机，GPS时钟同步系统包括两台GPS/北斗天线及一套时钟服务器。ROSA网管系统可实现对思科设备的集中网管，包括网管服务器和网管客户端及一台运维终端（其他非思科设备也可在运维终端采用浏览器登录方式进行管理）。

此外，播出系统还部署有运维审计堡垒机、日志审计、双重杀毒、综合安全网关、安全管理平台等安全设备，提供信息安全方面的防护和保障。设备所在机房也提供了很好的基础环境保障，安装有科学的空调系统及消防系统，电力系统是主、备双路市电接入，并配备大功率UPS电池组及大功率发电机进行应急电力保障。3 系统维护系统维护工作主要包括日常维护及故障排除两部分，日常维护要从点滴做起，强化责任感，小隐患不处理就会慢慢积累成大隐患，以至于最终成为影响播出的实际故障。故障排除往往是在紧急情况下发生的，非常考验处理人员业务能力及心理抗压能力，面对问题不能慌乱，要做到胆大心细有条理，迅速恢复信号正常播出。3.1 日常维护日常维护主要包括日常检修及日常值班两方面，日常检修工作主要有清扫设备及机房环境，检查各设备状态和告警情况并对配置进行备份，检查各种线缆有无破损，检查接头连接是否稳固，检查各环节信号情况并对各切换点进行切换测试，按检修计划对设备进行重启，做好检修记录等，每一项都要细致认真，不能怕费时费力。日常检修在时间上分为周检、月检、季检和年检，通常情况下周检在每周二进行，月检在每月第一周的周二进行，季检在每季度第一个月第一周的周二进行，年检在12月第一周的周二进行，如遇特殊情况检修将错时进行。每逢重大节日及重要保障期来临之前还要增加临时性系统大检修。日常值班是24小时常态化的工作，保障不停、制度先行，制度管人、流程管事。制定科学的运维制度、值班流程，应急预案等是运维安全的重90《广播电视网络》 2020年第12期 总第372期·冀广网络专栏·聚焦运营商要保证，值班应该做什么，怎么做，遇到问题怎么办，问题解决后如何报告等都要有明确指导要求，每过一段时间要进行岗位培训及应急演练，熟悉并强化这些内容。值班时按时按规进行巡检能及时发现问题、排除隐患。我们通常要求一小时一巡检。基础环境巡检主要包括电力系统、空调系统、消防系统等的巡检。电力系统主要检查主、备路市电的电压、电流是否稳定，UPS功率状态是否良好，是否能支持规定时间的紧急供电。空调系统主要查看空调运行是否正常，有无漏水，有无压缩机及加湿器告警，确保温度、湿度保持在恒定范围。消防系统主要查看应急灯及应急开关状态是否正常，气体储存钢瓶及手持灭火器是否在正常压力范围内。设备巡检主要包括各设备运行状态，电源是否正常，有无宕机，指示灯状态是否正常，是否有告警指示，是否有告警音等。节目巡检一方面需要及时关注监测系统大屏监控及语音报警是否有报警，有报警及时查看相关告警情况及机顶盒节目实际播出状态；另一方面需要利用机房监测使用的机顶盒对所有在播节目进行轮巡，查看节目实际播出状态是否正常。3.2 故障排除故障排除的首要原则是优先恢复节目正常播出。当节目出现告警并影响到实际播出时，技术人员一定要第一时间进行相关切换操作，将节目切换至正常信号，保证节目的正常播出。切换完成后再对故障进行排查诊断，找到故障点，及时解决问题。故障排查一般分为两种情况，具体如下。一种情况是能快速定位故障点在哪，这种情况故障处理相对容易，定位故障点后通过网管对相应设备进行排查及相应操作，排除故障后按规定进行报告和记录。例如，监测系统告警某节目接收环节信号丢失，系统自动切换节目播出正常。通过提升能迅速定位故障点在接收环节，通过网管查看相应节目接收机状态，发现告警解密卡未解开，对解密卡进行重启操作后告警恢复，同时监测告警恢复，通过码流分析仪及VLC播放器查看码流状态正常，检查信源切换复用已自动切回主路信号，按规定对故障进行记录并报告后本次故障排查完成。 另一种情况是不能快速定位故障点在哪，这就比较复杂，通常需要从发现故障的最后一级设备开始逐级向前进行排查。通过码流分析仪及VLC播放器逐级查看码流状态及节目声音、画面情况，直至发现问题故障点，通过网管对相应设备进行操作，排除故障并按规定进行记录并报告。例如，发现备路某节目流出现马赛克现象，主路正常不影响播出，该故障不能快速定位故障点，使用码流分析

仪及VLC播放器对故障进行逐级排查，首先查看备核心复用输出信号发现有较多CC错误（连续计数错误），继续排查上一级备切换复用发现仍有较多CC错误，VLC播放节目有马赛克，再继续查看上一级信源接收输出发现码流分析正常，VLC播放节目正常。判断故障点在切换复用设备，通过网管查看切换复用设备发现该节目切换至异地备份信号，将信号换回主路后观察输出信号码流恢复正常，马赛克现象消失，后级码流也恢复正常，问题解决，继续追查异地备份系统信源，查看设备发现该节目信号质量较差，联系当地得知当地下雨较大，判断应该是雨衰导致节目信号质量较差，造成马赛克，进行记录后排查告一段落但仍需继续关注后续情况。1小时后当地反馈雨势减小，查看信号质量恢复正常，马赛克现象消失，按规定对故障情况记录并报告后排查正式结束。4 结语数字电视前端播出系统承载信号接收、信号处理、信号分发工作，涉及的设备种类多、专业性强，安全播出要求高。我们要不断优化各种制度、流程及应急预案，不断提升员工综合素质及业务能力，时刻绷紧安全播出这根弦，保障节目播出质量，为数字电视用户提供优质信号及良好的收视体验。参考文献[1]崔岩.有线数字电视前端设备的维护与管理[J].西部广播电视,2016(8):205.[2]邵新强.有线电视前端信号系统的构建与维护[J].中国有线电视,2013(2):155-157.RTN说明：本刊于2020年07期刊登的论文《HINOC2.0技术在河北广电网络的组网方案及实网验证》所属项目为“国家重点研发计划（2018YFB1801401）”。