在各種不同的數字電視傳輸系統中,我們應當重視那些可能會對系統的完整性產生影響的一些重要因素,這樣才能確保可靠的,高質量的服務。
那么,問題的關鍵是使用性價比優異的測試設備,在恰當的位置去監視那些重要的參數是否正確。運營商應當盡早地發現問題,在這些問題演變為故障之前就應提供成本低、性能優的解決方案。
這就是說,可能要采用帶有告警功能的實時監視工具,它能夠記錄一些傳輸關鍵點上有問題的MPEG碼流,這些關鍵點也許遠在幾英里之外,在記錄后進行離線分析,從而找出故障的根源。
當今的壓縮視頻分配系統可能包括視頻點播業務、數據輪播業務和交互業務的數字服務器,也許采用了基于千兆以太網或ATM網的IP基礎設施,在這些網絡的輸出終端提取碼流并用于廣播傳送。它們可能是具有迂回通道或回傳通道的系統,因此,一些信號和控制信息就能返回到起始端的源服務器。
這樣,就可以將監視設備置于網絡中任意位置,即便是在RF通路中也是如此,監視設備應能返回分析數據——即便是碼流樣本自身——通過網絡內部的回傳通道。
在大型的多通道傳輸系統中,運營商可能需要一種性能優異的RF和IP監視解決方案,以對關鍵MPEG參數進行全面的監視并能對某一單個節目或單個通道提供深入的MPEG分析。這種監視解決方案利用擴展的、時間取樣的RF通道或IP流全面監視,并且能夠由RF/IP層深入至MPEG層,從而能夠快速地解決故障。
MPEG監視器能夠對多個傳送流進行順序取樣,它可以同時監視多達500個IP話路,包括關鍵的MPEG傳送流錯誤(同步字節錯誤和連續計數錯誤)、IP錯誤(RTP包丟失和無序、包CRC錯誤),還能進行包到達時間間隔容限測試。傳送流的出錯測試應當在PID級上進行,并且支持多節目傳送流(MPTS)和單節目傳送流(SPTS)測試。
IP、RF和MPEG層之間可能存在無縫鏈接,這時提供的是帶有公共時間標記的連續性出錯日志,網絡運營商可以迅速查明RF、IP或MPEG層中的故障。
MPEG“關鍵的”測量和策略
用戶利用監視設備和分析儀器,可以執行為數眾多的MPEG測量項目。不過,重要的是在設計測試設備時特別是在用戶界面設計時,應當提供一種概略的顯示屏幕(Summary Screen),使得用戶一眼就能觀察到那些最關鍵的、最重要的測量項目。
圖2以餅狀圖的形式給出了碼流比特率的分配情況。用戶一眼就能看出碼流是否處于“實況”和解碼狀態。比特率和節目/服務名稱雖然重要但并非是關鍵參數。
某些MPEG監視器和分析儀可以配置為碼流觸發記錄模式以跟蹤難以發現的故障。在進行任一項測試時均可指配為觸發記錄,利用預觸發緩存器以觀察故障是如何產生的。監視器提供的出錯日志有助于跟蹤故障狀態的發生及其出現頻率。
注意,在概略屏幕(Summary Screen)底部顯示的告警指示器給出了明顯的出錯信息。在DVB標準TR101 290中,將這種碼流錯誤劃分為三個優先級。
優先級1指的是不可解碼的錯誤——即黑屏。這種錯誤包括包頭錯誤,例如同步字節錯誤或連續性計數錯誤(用于指示數據包的丟失),也可能是節目映射錯誤,例如節目分配表(PAT)錯誤、節目映射表(PMT)錯誤或碼流標識符(PID)的丟失。
優先級2指的是對解碼造成損害的錯誤,它可能會引起解碼圖像的失真或者造成解碼的不連續性。
優先級3指的是出現在編碼器或復用器中的錯誤,但不至于影響碼流的解碼(例如:會影響電子節目指南中的表錯誤)。
在概略屏幕顯示中,也可以按照用戶定義的錯誤類別進行配置,允許用戶指定那些對他們系統特別重要的特定測試項目——它們可能是包含在條件接收中的特定PID,沒有它們觀察者什么也看不見——這樣配置之后,將明顯地提高技術人員和運行人員的工作效率。
PCR(節目時鐘參考)是很重要的測量項目嗎?
PCR使MPEG解碼器與編碼器保持同步。系統時鐘(STC)即主時鐘鎖定于碼流PCR。在編碼器中,PCR是系統時鐘正弦波的42比特采樣值,在解復用器中,它是恢復系統時鐘的參考。PCR指示解碼器接收每一時鐘參考時的STC時間。如果復用器產生的PCR值不準確,或者因抖動造成的網絡延時而使接收延遲,就會出現解碼與編碼之間的同步錯誤。
STC用于產生彩色色同步和同步信號,它是音/視頻解碼和顯示時間標記的參考。抖動和不準確性錯誤均會導致解碼器出錯。
PCR錯誤來自哪里?它有可能來自于編碼器中PCR電路的故障,也許是再復用器中PCR電路的故障,或者是傳輸文件的無縫環路的失效所致。各種類型的PCR抖動是怎樣產生的?抖動可能來源于RF解碼器的不穩定,或者因不穩定的光纖解復用器而造成,也有可能是因為ATM網絡中的包抖動而產生。機頂盒中的緩存器能夠處理和平滑PCR抖動,但也會出現一些問題,特別是當出現大的PCR尖脈沖時。圖3給出了一編碼器出現故障時的測試顯示。
在現代的H.264系統(例如IPTV系統)中,對PCR的要求可能不那么嚴格,但是編碼器仍需提供PCR,因為它是IP路徑傳送系統的定時完整性(以及抖動)是否良好的指示,當容限超出導致標志錯誤時,一些測試設備會發出告警,這樣運營商就必須弄清輸出中是否存在PCR。
按照標準的優先級測試(例如TR101 290)所進行的測量能夠滿足您的工作需求嗎?
為了確保傳送流內容的正確性,要求監視設備事先對廣播電視業主計劃發送的碼流內容有所了解。為此,一個方法是廣播電視業主憑借少量的關鍵參數就能夠驗證傳送流的內容。這些參數來自于服務計劃或者是模板,運營商在模板中輸入該傳送流所要求的數值,而后監視設備從傳送流中提取實際數值并與模板中的數值進行對照比較,這樣就可以發現什么時候會出現差異。服務計劃也可以按照服務區域和DTV標準而改變,例如,SDT(業務描述表)就是DVB標準中的一個例子。在ATSC或日本的ISDB服務中也有類似的業務信息表。
圖4給出了模板屏幕的一個例子——注意在概略屏幕顯示中有一簡單的單個“Template Error”(模板錯誤)告警提示,運營商看到這個顯示后,就會深入查明傳輸中的故障。在這種情況下,一旦對照服務計劃發現了問題,在服務中就很容易發現不正確的“Stream Type”(碼流類型)錯誤。當服務計劃發生變化時(例如插入了本地新聞),監視設備也應當按照預定的時間自動地改變模板。
可能要求廣播電視業主去驗證本地內容是否正確地按時插入——這可以通過上述的模板來處理。按照合法的服務級別要求,也可能要跟蹤某一時間內傳送的數據包——用以指示占有的帶寬。
大多數測試設備均含有出錯日志記錄,廣播電視業主利用出錯日志記錄,根據檢測時間、日期和錯誤的性質,就可以很容易地跟蹤不常出現的間斷性錯誤。錯誤過濾是很有用的,因為它可以把出錯記錄類型限制在一些關鍵的錯誤類型上。當然,廣播電視業主也可能要了解所有的錯誤,利用加亮的方法或用彩色標記出他最關心的關鍵錯誤類型。參見圖5。
結語
本文僅涉及到一些基本的關鍵測試,它們也是大多數DTV系統中的常用測試。這些測試是由TR 101 290標準所規定的三個優先級測試。監視設備和分析儀應當支持所有的這三個優先級測試,并以顯著的方式將測試結果顯示在概略屏幕(Summary Screen)上。
除此以外,還有一些附加測試,這些測試對于某些運營商的特定業務來說可能是非常重要的。例如有線運營商非常關心MER測試,不過,一旦他們了解MER在規范之內后,就會退出RF層測試菜單。此后,他們會關心傳送比特率是否保持在合適的容限內