地面數字電視自告警系統設計與實現

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摘要：本文介紹設計的地面數字電視臺內自告警方案，實現對臺站內地面數字電視信號源、播出信號和發射機播出功率的監測報警。詳細闡述了方案功能、方案架構和工作原理。

關鍵詞：自告警；信號源；發射機；播出信號

一、引言

目前，廣西廣播電視技術中心所轄廣播電視無線發射臺除中波臺和部分鄉鎮發射臺外，均已完成中央廣播電視節目無線覆蓋工程的地面數字電視廣播系統建設。根據技術中心要求，“有人留守、無人值班”的一二級發射臺站，數字電視播出監控除了建設遠程監控系統外，需同步建設完善的臺站內自告警系統，作為遠程監控系統的有效補充，以提高數字電視播出監測能力，保證遠程監控系統故障時依然能對數字發射機的運行和播出情況進行實時有效預警，提升安全播出保障水平。本文基于河池二五〇臺地面數字電視信號源、播出信號和發射機監測需求，設計臺內自告警系統。

二、功能分析

臺內自告警基于實現對臺站內數字電視發射機的播出功率、信號源和播出信號進行監測以及故障報警而設計，使用的技術方案應該與遠程監控系統不同，其運行具有獨立性、穩定性和可靠性。河池二五0臺目前播出兩個頻點的數字電視節目，共發射播出十二套中央電視節目和兩套廣西電視臺節目、兩套河池市電視臺節目。臺內自告警系統需實現以下功能：1.監測信號源和播出信號無音頻、無視頻故障時，啟動聲光告警；2.監測信號源和播出信號視頻靜幀故障時，啟動聲光告警；3.發射機播出降功率故障時，啟動聲光告警；4.信號源和播出信號顯示于監視屏幕。

三、架構設計和工作原理

根據功能分析，臺內自告警架構設計包括信號源、播出信號監測架構和發射機播出降功率聲光告警兩個部分。信號源與播出信號監測架構如圖1所示。圖1信號源與播出節目監測架構圖高斯貝爾GC-1803B型多路數字電視解碼器，具有3路ASI輸入、1路IP輸入、2路DTMB射頻輸入接口，可從各個輸入流中，選擇多達8路透明數字電視節目進行解碼，輸出模擬AV和ASI信號。方案設計選用兩臺該型設備，一臺使用ASI或IP輸入接口完成對信號源解碼，輸出8路AV信號（編號①~⑧），送至后續設備對信號源信號進行監測和預警。信號源可從信號源臺站三層交換機取IP數據流或從數碼視訊IP復用器取ASI數據流。另一臺使用DTMB輸入接口，開路接收發射播出節目的射頻信號，解調輸出8路AV信號（編號a~h），送至后續設備實現播出信號的監測和預警。由于GC-1803B解碼器無法解碼臺站播出的全部16套數字電視節目的信號源和播出信號，設計中選取每個發射頻點的至少各兩套信號源節目和發射播出節目進行監測。如果條件允許，可增加解碼器，實現對臺站全部播出節目的監測。選用16路HC-SL型海康威視網絡硬盤錄像機實現對數字電視信號視頻靜幀故障告警。該型設備具有移動偵測報警功能，即啟用此功能的通道監測到視頻畫面移動時，可觸發報警信號量輸出閉合開關量。為實現視頻靜幀告警，如圖1所示，需要在報警信號量輸出接口增加一個繼電器和時控器。當視頻發生靜幀時，報警信號量輸出接口斷開，繼電器常閉點閉合，若此時為時控器設置的監測時間表內，AV220V電源將通過時控器啟動聲光報警器，實現視頻靜幀告警。相反當檢測到視頻移動即電視視頻信號正常時，報警信號量輸出接口閉合，繼電器常閉點斷開，聲光報警器不報警。選用8路音頻視頻功率報警器實現監測信號源、播出信號無音頻和無視頻告警。該設備通過監測視頻無同步頭，音柱無擺動或無音頻等方式監測節目。如圖1所示，當監測節目無音頻無視頻告警時，通過報警輸出接口啟動外接的聲光報警器。監測時間表可以在設備內，針對每一個通道分別設置。選用多畫面分割器實現監測信號源和播出節目顯示于監視電視屏幕，該設備與監視電視通過VGA線連接。發射機播出降功率聲光告警設計如圖2所示。臺站當前配備1KW德芯數字電視發射機，該設備本身引出發射機狀態和參數采集接線柱，如圖2所示的發射機接線柱。圖中輸出功率檢波電壓和反射功率檢波電壓為直流電壓值，其值隨發射機播出情況變化。利用此檢波電壓與電壓比較器的基準電壓作比較，實現發射機播出降功率聲光告警功能。發射機播出功率低于其額定輸出功率值的60%左右時，啟動發射機聲光自告警報警器。其工作原理是當發射機功率為額定輸出功率值的60%左右時，通過調節可變電阻Rw，使得聲光報警器處于啟動臨界點，取此時的輸出功率檢波電壓值作為基準電壓，然后恢復正常播出功率。當發射機發生故障導致播出功率檢波電壓降至臨界點以下就會啟動聲光報警器。選用KG316T微電腦時控開關時控器設置監測時間表，監測時間按表內，時控器開關閉合，220V交流電源通過。反之，監測時間表外，時控器開關斷開，聲光報警器無工作電源。為便于區分不同監測節目、發射機產生的告警，方案設計中選取多種發光顏色和聲音的聲光報警器對應不同的告警源。

四、功能驗證

臺內自告警系統需實現無音頻、無視頻、視頻靜幀和發射機降功率故障啟動聲光告警功能。功能驗證測試情況如表1所示。

五、結束語

設計的臺內自告警方案獨立于遠程監控系統，選用設備和技術可靠、穩定。全區地面數字電視節目播出試運行已有一段時間，發展和完善臺內自告警建設是提高安全播出保障水平的重要舉措。文章通過簡述設計的方案，希望能拋磚引玉，為完善臺內自告警系統建設提供更多借鑒。

作者:吳建賓 韋選平 潘國勝 蒙權 單位:廣西廣播電視技術中心河池分中心