吉林電視臺AVS+高清編碼及信號監測系統

張志華

摘 要 AVS+是我國自主知識產權的視頻編碼技術，AVS和AVS+標準的推出，打破了外國對數字音視頻核心技術的壟斷。原國家廣電總局和工信部對此十分重視。為響應號召，吉林電視臺也進行了高清AVS+編碼系統升級，本文對吉林電視臺高清頻道AVS+高清編碼及信號監測系統進行了簡單介紹。

關鍵詞 AVS+；高清編碼；信號監測

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）199-0091-02

2012年7月10日，原國家廣電總局正式頒布了AVS+行業標準，AVS+在編碼效率上與國際通用標準H.264/AVC基本相當，AVS+的相關產品也已經相當成熟，經受住了市場考驗，原國家廣電總局已經要求高清頻道逐漸向AVS+編碼過渡，為響應原國家廣電總局和工信部的號召，推動AVS+技術發展，吉林電視臺也對高清頻道進行了AVS+編碼系統升級改造。

1 系統需求

1）建立高清頻道的AVS+編碼系統；

2）輸出ASI和TS流IP信號；

3）系統關鍵設備按主備配置，不能出現單點崩潰，提高安全性；

4）使用三路信號源：播出機房高清SDI主路，播出機房高清SDI備路，總控矩陣高清SDI作為次備；

5）在各關鍵節點處可以實時對信號進行監聽監看，及碼流質量監測。

2 系統設計

系統設計以“安全性、先進性、擴展性”為基本指導原則，對編碼復用設備進行選型及設計，以提高衛星電視節目安全播出能力。

2.1 安全性

安全性是播出系統的基本要求，而播出系統的安全性主要取決于設備的穩定和可靠性、控制系統的合理性以及應急處理能力。吉林電視臺編碼傳輸設備均采用經過國家標準測試并符合國家標準的設備，具有完整的控制邏輯和處理各種應急事件的能力，系統結構多路并行，關鍵設備均有備份，整個系統不會因任何單臺設備出現問題而影響業務流程。

2.2 先進性

先進性是系統改造的追求。我們在設備選型上適應廣電行業的發展潮流，兼顧了先進技術和市場考驗。

2.3 擴展性

在滿足目前需要的前提下，系統結構設計和選擇的設備均具有良好的擴展性和升級能力，充分考慮到今后增加頻道數量以及新業務的開展。

3 系統結構

系統包括兩大部分：

3.1 AVS+編碼系統

包括信號源輸入部分、AVS+編碼部分、信號源切換部分、設備機房監看部分，設計理念是最大程度地保證信號的傳輸安全。

1）信號源輸入部分

信源輸入分別為播出機房視分輸出主備各一路、總控機房矩陣一路，分別作為AVS+高清編碼系統的主、備、次備信號源，經過Imagine的1：8有源分配器后，輸出至編碼器，同時預留了一塊應急視分板卡作為主信號的備份。

2）AVS+編碼部分

編碼器采用柯維新的KU-E2000，輸出信號為ASI信號，共有5臺，分別定義為編碼器主1、主2、備1、備2和次備。其中主信號源接入編碼器主1和備1；備信號源接入編碼器主2和備2；次備信號源接入編碼器次備。

3）信號源切換部分

共采用4臺ASI二選一切換器，切換器可以通過手動或者自動切換，可以保證至少有一路穩定的信號給后級傳輸。其中兩臺分別作為主備切換器，另兩臺作為冷備，有需要時接線即可使用，編碼器主1和主2信號接入切換器主，編碼器備1和備2信號接入切換器備，編碼器次備直接連接到跳線板備用。這樣可以保證無論是編碼器還是切換器出現故障，都不會影響系統正常運行。

4）設備機房監看部分：

除ASI信號外，編碼器和切換器還分別輸出主備路TS 流IP信號，進后級主備數據交換機，可以在Web管理平臺上監看。在設備機房還配置了4臺AVS+解碼器，分別對編碼器輸出的ASI碼流解碼，連接到監視器進行監看監聽，檢查編碼器的視頻、音頻處理是否正常。

3.2 信號質量監測部分

多畫面監看子系統，語音告警平臺，收錄控制平臺，Web管理平臺，內容對比平臺

1）監測系統構成

我們采用了16X16高清SDI矩陣，對各節點的高清SDI信號進行視音頻的監測；同時部署了高清SDI嵌入式監測設備，通過多畫面分割器對視音頻信號進行監看。

針對ASI信號，部署有ASI信號監測系統，對編碼后的ASI信號進行實時監測，發現錯誤可以及時告警，還可以對碼流信號進行全協議解析，對傳輸的相關指標進行統計。

采用多畫面實時報警系統，可以檢測設備的工作狀態，能夠實現對無視頻、畫面彩條、畫面靜幀、黑場、無音頻、馬賽克、臺標丟失等錯誤的實時檢測和自動報警。

Web管理平臺可以接收編碼器和切換器輸出的IP信號，實時監看視音頻狀態，實時接收語音報警平臺的報警信息。

系統配備了節目錄制服務器，對SDI信號及AVS+轉碼后的信號全程實時收錄，可存儲長達30天以上的節目。

2）監測系統功能

（1）SDI信號監測分析及告警

我們采用嵌入式SDI監測硬件對信號進行直接分析，且支持SDI斷電直通；支持高標清SDI信號，并支持自動檢測SDI視頻格式。支持SDI視頻信號的編碼（H.264）；帶有1路千兆以太網口；支持黑場、白場、靜幀檢測和報警，并支持指定矩形區域中的上述報警；支持臺標和馬賽克檢測和報警；支持音頻分析報警功能，包括信號電平過低、反相等；用戶可自定義報警門限和報警過濾。

（2）IP信號監測分析及告警

可以實時監測IP信號，統計信號帶寬，支持設定帶寬越限告警，支持檢測TR101290三級錯誤并告警，支持IP傳輸相關指標統計，支持碼流全協議解析。

（3）多畫面組合監看及報警

同時支持SD、HD、MPEG2、MPEG4、AVS+等各種數字視頻文件格式。支持可編碼率（VBR），204/188包長自動判定的基本功能，同時自適應單聲道、雙聲道、組合立體聲、立體聲和DolbyE 5+1聲道的音頻編碼。每一類報警都可以由用戶設置門限和時間參數來減少誤報。

（4）信號錄制（實時/觸發）

采用NAS進行收錄節目的存儲，全程實時收錄SDI信號和AVS+轉碼后的信號，節目可以存儲30天以上，支持自定義節目存儲最大時限，支持定時自動刪除過期節目。

（5）語音報警平臺

虛警是目前困擾數字電視安全播出的一個重要因素，大量的虛警不僅給維護人員帶來困擾，而且還降低了維護人員對異常事件的敏感度。本平臺可以通過配置報警條件，根據報警類型和系統建模，通過比對技術、報警自適應以及報警策略算法，將告警信息分成多個等級，屏蔽無用報警信息、過濾虛警，使報警系統能夠真正有效的對維護人員進行及時的提示和警告。

在本系統內，報警管理進程會將具備時間和路徑相關性的報警進行整合，形成事件報警，并且支持事件查詢。這樣，維護人員可以清楚的看到某時某刻，一個異態對哪些系統節點（設備）造成了影響，便于定位故障原因并對異態影響進行評估。

4 結論

原國家廣電總局與工信部聯合大力推動AVS+技術在廣播電視領域的應用，電視臺播出系統、有線、衛星、地面數字電視及互聯網電視、IPTV等都在開展AVS+技術的應用實施。相關研發機構和生產企業也加大了研發生產力度，不斷提高產品性能。隨著AVS+產品線的成熟，以及AVS2標準的逐步推動，我國自主知識產權AVS標準在國內和國際產業化道路將更上一層樓。

參考文獻

[1]劉勇.AVS%2b視頻編解碼技術在播出系統中的應用及思考[J].現代電視技術，2017（4）：22-24.endprint