引言
保證廣播電視安全播出是至關重要的，如今廣電總局、電臺、電視臺對安全播出的要求是零秒停播，特別是重大事件安全播出的要求更高，其責任可謂是重于泰山。隨著有線前端系統數字化改造的步伐加快，數字電視前端安全播出的復雜性越來越明顯，除了要考慮到人為的因素，還要考慮設備故障和自然災害對安全播出造成的影響。
一直以來，播出單位都是通過增加人員值班，24小時不間斷工作的方式來保證安全播出，但是很多事故是突發的，比如設備故障是不可避免的。當事故發生時，怎樣以最快的時間切換到備用設備或系統，以保證不出現停播現象，這些是需要完善的監測系統來保障。
一個完善的數字前端系統，除了要對系統中的核心設備、唯一設備、易發故障設備進行重點備份外，必要的監測手段也是不可缺少的。廣電總局對各個播出單位的要求是至少要對三個點進行監測：1.節目輸入信號監測；2.節目輸出信號監測；3.受眾接收端的接收監測。通過監測可以迅速有效的確定故障源，對其進行快速處置。但是如何對數字電視前端系統進行監測呢？
一般數字電視前端系統的監測分為兩個層次：
（1）碼流分析：側重點是碼流深度分析，需完成MPEG-2和DVB標準各個層次的分析，甚至要求精確到BIT位，以便在必要時候按照標準和規范對碼流進行逐位分析，以定位和解決問題，保障前端系統的標準性和開放性。
（2）TS流監測：重點是系統的安全播出，要求做到快速反應，快速定位故障點，縮短排除故障時間。
對于多數數字電視前端系統而言，碼流分析這一層次較易達到，而TS（傳輸）流監測則較為困難，理論上衛星接收機、編碼器、復用器、加擾器、適配器、調制器的輸出信號都需要被監測，監測點較多。考慮到監測設備的價格較為昂貴，因此在系統設計時，通常對系統中重要的通道、重要的設備輸出信號進行實時分析、監測和自動應急切換，而其他通道只做簡單的實時監測，并自動應急切換，不對其進行深層次的分析，這樣可以控制系統建設成本，使系統設計更加合理。
在數字電視前端系統中信源和復用是最重要的兩個環節，從安全的角度考慮，必須對其進行設備備份，并對輸出的TS流（傳輸流）進行實時監測，一旦TS流出現錯誤，應立即切換到備用設備，保證安全播出。
TS流的監測應符合TR101-290監測標準，該標準分為三級錯誤檢測：第一級監測（第一級錯誤包括：同步丟失錯誤、同步字節錯誤、PAT錯誤、連續計數錯誤、PMT錯誤及PID錯誤）集中了所有基本的參數，這些參數保證TS流能夠被解碼；第二級（第二級錯誤包括：傳輸錯誤、CRC錯誤、PCR間隔錯誤、PCR抖動錯誤、PTS錯誤及CAT錯誤）集中了一些附加參數，這些參數推薦用來進行連續性監測；第三級（第三級錯誤包括：NIT錯誤、SI重復率錯誤、緩沖器錯誤、非指定PID錯誤、SDT錯誤、EIT錯誤、RST錯誤、TDT錯誤、空緩沖器錯誤及數據延遲錯誤）是依賴于應用的幾個參數。其中第一級錯誤會導致下游設備無法對TS流進行正常解碼，該錯誤屬于致命錯誤，會影響播出機構的安全播出，而第二三級錯誤是不會影響到下游設備的正常解碼，不會導致播出事故。
在數字電視前端系統的重要通道中，既要保證對TS流進行實時監測，又要保證監測發現問題后，立即切換到備用設備，保證安全播出。基于PC硬件平臺來完成TS流監測的設備，可以實現TR101-290的三級錯誤監測，但是無法滿足長期安全穩定的工作，而且價格不菲；以FPGA為基礎的純硬件平臺可以對TR101-290的第一級錯誤進行完全檢測，其檢測和應急切換的時間可以縮短到毫秒等級，唯一缺點是無法實現TR101290的第二、三級檢測，但是由于TR101290的第二、三級錯誤不會影響到安全播出。綜合考慮，依靠硬件來實現監測和切換更加適合系統安全播出的要求。
大連捷成在其i-MOD智能信號處理平臺上新推出一款TDS-5103 TS流智能監測應急切換模塊，它是基于FPGA來實現對輸入的TS流進行實時監測和自動應急切換，此功能模塊不僅具有較好的系統穩定性、安全性，同時還具有較高的性價比。其功能框圖如下：
TDS-5103 TS流智能監測應急切換模塊的功能特點如下：
A.TDS-5103 TS流智能監測應急切換模塊的切換規模為3×1和4×1可選，支持手動、自動應急切換，還可以通過控制計算機對其進行控制。當主路TS流出現錯誤后，模塊會自動切換到備路信號源，當主路信號恢復后，可以自動返回主路信號，也可以保持備路信號輸出不變。是否返回到主路取決于模塊的設置。
B.TDS-5103 TS流智能監測應急切換模塊分為兩種切換模式：整流切換、單節目切換。當主、備、輔路的TS流完全相同時，可采用整流切換，這是一種常規的切換模式，實現起來較為容易；當主、備、輔路的TS流不相同時，我們采用把備路信號解復用，再復用到主路TS流進行單節目的SPTS切換，我們稱之為單節目切換，這是一種創新的切換模式，具有較高的技術難度。
之所以提出單節目切換模式，有以下幾個原因：
1.在系統設計時，考慮到系統安全，設計人員通常會設想最壞的可能性。在有線前端系統中最壞的可能性是當主、備、輔路TS流全部出現錯誤（TS流的各種參數完全一致），且出現錯誤的節目各不相同，此時模塊不得不將一路有錯誤的TS流進行輸出，雖然會有相應的報警作為提醒，但是技術人員無法立即解決故障，直至信號源恢復正常。如果模塊支持單節目切換，則可以將主路有錯誤的節目用備路對應的節目進行替換，將一個正常的TS流輸出到下級。
2.當主、備路的TS流參數完全一致，主路TS流內一個節目出現錯誤后，采用整流切換到備路TS流時，通常會使流內所有節目出現靜幀、黑場、馬賽克等現象，肉眼可以明顯看出變化。如果采用單節目切換，只將錯誤的節目用備路TS流中的相應節目替換，則主路其它正常的節目不需要被替換，也就不會出現靜幀、黑場等現象。
3.如果主、備路TS流參數不一致，當主路TS流發生錯誤時，對其進行整流切換是不現實的，這樣會將流內沒問題的節目也進行切換，而且是不同節目之間進行切換，這樣就會造成播出混亂的現象。此時需要用單節目切換來解決這個問題，將有錯誤的節目用備路指定的節目替代，雖然也會引起部分節目混亂，但是將影響降到了最低。
當主備路節目不一致，其PID值也不會相同，如果不修改PID值，直接對單節目進行置換，后級設備怎么能對TS流進行正確解碼呢？ [Page]
在模塊進行正常工作狀態之前，我們會將主路TS流內的PID值與備路TS流內的PID值做一個映射關系。當主路TS流內某個節目出現錯誤，模塊會按照預先設定好的PID映射關系，在主路與備路的TS流內對應的節目之間進行置換。眾所周知，在復用的過程中是可以對節目的PID值進行修改的，也就是說我們在進行單節目切換、再復用的同時，將其PID值置換為主路對應的PID值，這樣就不會影響到后級設備對其進行正確解碼。
C. TDS-5103 TS流智能監測應急切換模塊支持當前路斷電直通傳統的應急切換器都是支持主路斷電直通，即設備斷電后，不管主路信號是否正常，輸出的只能是主路信號，這樣難免會出現將故障信號輸出給下級設備的情況，影響節目正常播出。而大連捷成的TDS-5103功能模塊，對斷電直通進行重新定義，將其斷電之前最后輸出的信號作為斷電之后的直通輸出，確保將正常信號進行輸出，提高系統的安全性。
D.依靠FPGA實現對TS流實時監測，具有較高的穩定性；其監測時間可以精確到毫秒級，用最短的時間發現并解決系統故障，將系統故障造成的影響降到最低。
E.模塊內置彩條信號發生，當切換到最后一路輸入無信號時自動輸出彩條。
F.模塊與平臺的以太網控制卡進行通訊，可以實現詳細的操作及故障日志記錄和查詢。可通過控制計算機對模塊進行監控。
總結
大連捷成作為國內為數不多的具有工廠的研發型企業，大連捷成擁有一流的生產線，全套泰克的先進測試設備，產品的質量和工藝在業內首屈一指。大連捷成已從單一矩陣產品制造商，發展為播總控、演播室、有線前端、會議電視、監控系統的周邊設備專業制造商。