Профессиональное телевизионное оборудование

 
 
 

 

Продукция по семействам

 

Продукция по категориям

 
 

Главная >  Резерваторы видео, звука, SDI, синхросигналов  PAC-4220

 

Коммутатор резерва DVB-ASI (MPEG, T2-MI) бесшовный
PAC-4220

 

  

Сдвоенный коммутатор резерва DVB-ASI (MPEG, T2-MI) двурежимный PAC-4220 (далее по тексту - 'коммутатор резерва' или 'резерватор') предназначен для резервирования одного или двух критически важных потоков DVB-ASI TS (MPEG T2-MI).

Имеет два режима автоматического резервирования: режим бесшовной коммутации, режим базовой коммутации.  Переключение режимов ручное.

Бесшовная коммутация осуществляется, только если основной и резервный потоки удовлетворяют определенным требованиям: должны быть идентичны, то есть источник потоков один, например, мультиплексор, и их задержка друг относительно друга не превышает 8 периодов следования таблиц PAT. Теоретически, взаимное расхождение каналов может достигать 3.9 с.
В этом случае производится анализ потоков на наличие критических ошибок из перечня '
ETS1 TR101290 Level1', их выравнивание по времени и бесшовный переход с дефектного потока на недефектный, с последующим возвратом на основной поток, когда в нем перестанут обнаруживаться ошибки.

В режиме базовой коммутации потоки могут быть идентичными или разными.  Осуществляется точно такой же анализ ошибок в основном и резервном каналах и переключение на резервный канал при отсутствии в нем ошибок и наличии их в основном канале за определенный промежуток времени.

Коммутатор резерва PAC-4220 является самостоятельным изделием и может монтироваться в стандартную 19-дюймовую стойку.  Блок состоит из 4 функциональных узлов: система питания, модуль соединений (плата-носитель), модуль анализа и коммутации потоков и микропроцессорный модуль управления. Устройство размещается в укороченном корпусе 1U.

Резерватор предназначен для круглосуточной работы в стационарном помещении с температурой окружающего воздуха от +5 до +45оС, относительной влажности не более 80% при температуре 25оС, атмосферном давлении 750+30 мм рт. ст.

 

 

 Лицевая панель PAC-4220

 

Задняя панель  PAC-4220

 

 

Функциональные возможности

 

Анализ потоков основного и резервного каналов на наличие ошибок I уровня ETS1 TR101-290

  • TS_Sync_loss,

  • Sync_byte_error,

  • PAT_error,

  • PAT_error_2,

  • Continuity_counter_error,

  • PID_error,

а также

  • T2-MI_MIP_Pkt_Num_error

  • T2-MI_MIP_CRC_error

Два режима автоматического резервирования: режим бесшовной коммутации, режим базовой коммутации.

Бесшовная коммутация - замещение дефектного потока на выходе устройства на бездефектный при соответствии входных потоков критерию бесшовной коммутации. В режиме бесшовной коммутации невозможно настроить набор критериев перехода на резерв. Он однозначно задан и определяется ограничениями алгоритма выравнивания и представляет собой выявление одной из 4-х критических ошибок в потоке или любой их комбинации: LOSS (потеря сигнала), TS Sync Loss - потеря синхронизации потока (байтовой, пакетной, а так же установление тишины в канале, когда есть несущая, есть код молчания и больше никаких данных нет), Sync Byte Error (ошибка синхробайта), Continuity Count Error (нарушение счетчика последовательности пакетов в PID'e, распространяется на весь поток без ограничений на количество передаваемых PID'ов, набор контролируемых PID'ов не настраивается - проверяются все, что есть).

Компенсация расхождения основного и резервного потоков до 3.9 сек при соблюдении периода следования таблицы PAT в потоке менее 500мс - чем больше период следования таблиц PAT, тем большее расхождение можно компенсировать (8 периодов PAT).


 

В режиме базовой коммутации обеспечивается переключение с основного на резервный вход по следующим критериям либо их комбинации:

  • пропадание входного сигнала (LOSS);

  • отсутствие более 0,1с блоков данных ASI при сохранении кодирования 8/10 бит (TS_Sync_Loss);

  • ошибка синхробайта блока данных ASI Sync_byte_error;

  • ошибки PAT_error и PAT2_error;

  • нарушение последовательности Continuity_counter в любом активном PID'е потока;

  • ошибки PMT_error и PMT2_error (пока не определяется);

  • ошибка PID_Error (пока не определяется);

  • T2-MI_MIP_Pkt_Num_error

  • T2-MI_MIP_CRC_error

  • комбинация из перечисленных ошибок (задается пользователем).

Обратный переход выполняется при восстановлении качества потока в основном канале или при возникновении ошибок в резервном канале при исправном основном - в зависимости от выбранной схемы коммутации. Указанные критерии (за исключением первых двух) имеют возможность включения/отключения по усмотрению оператора.

 

Управление и мониторинг осуществляются через интерфейс Ethernet - WEB интерфейс, SNMP и интерфейс GPIO.

Через WEB интерфейс доступны настройки и статусы:

  • режим резервирования - бесшовное резервирование/базовое резервирование;

  • наличие сигналов на входе;

  • активный вход 'A/B';

  • состояние ошибок на каждом входе;

  • битрейт потока;

  • состояние синхронизации (устройство принимает сигнал и компенсирует задержку);

  • индикатор задержки между каналами;

  • настройка NTP клиента;

  • кнопки ручной коммутации;

  • выбор режима работы при стандартном резервировании: авто, ручной, с возвратом и без;

  • задание времени возврата (предполагается в более поздних версиях);

  • доступ к логгеру событий.

Резерватор отдает по SNMP:

  • состояние входа 'А';

  • состояние входа 'В';

  • активный канал 'A/B'.

Интерфейс GPIO:

Выходы:

  • состояние 'А';

  • состояние 'В';

  • активный канал 'A/B'.

Входы: (пока не опрашиваются)

  • включить 'А';

  • включить 'В';

  • включить режим 'A/B'.

Встроенные часы реального времени с поддержкой NTP.

Релейный обход при выключении питания.


 
Технические характеристики

 

Входы:

 

Поддерживаемые стандарты

DVB-ASI

Количество

4 (2 основных и 2 резервных)

Входное сопротивление, разъём

75 Ом, BNC

Автоматическая коррекция кабеля

до 100 м (для кабеля 8281 или аналогичного)

Максимальная длина кабеля в режиме релейного обхода

до 100 м, длина участка до входа резерватора  + длина участка от выхода до нагрузки (для кабеля 8281 или аналогичного)

Затухание несогласованности

не менее 15 дБ до 1,5 ГГц

 

Выход:

 

Стандарт

DVB-ASI

Количество

6

Размах

800 мВ +10%.

Разъем

BNC

Время нарастания и спада

700 пс

 

Технические характеристики внешней линии управления

 

Характеристики сигналов GPI

 

Входные сигналы

Внешнее управление режимом работы основного выхода MAIN/STBY/AUTO и управление работой мониторного выхода MON MAIN/MON STBY (замыкание на землю соответствующего контакта).

Уровни

Совместимы с уровнями ТТЛ

 ('Лог.1': 2: 5,5В; 'Лог.0': 0: 0,7В).

Уровень передачи

Лог. 0

Вид сигнала*

Импульсный

Длительность импульса

Не менее 100 мсек

Входное сопротивление

10 кОм

Разъём

DB15F 15pin

*) Допускается формирование сигнала GPI кратковременным замыканием цепи сигнала на "общий".

 

Характеристики сигналов GPO

 

Выходные сигналы

Управление ведомыми устройствами.

При прохождении на выход канала 'MAIN' замкнуты контакты 'MAINOUT' и 'COM'.

При прохождении на выход канала 'STBY' замкнуты контакты 'STBYOUT' и 'COM'. 

Вид сигнала

"Сухие контакты" реле

Максимальная коммутируемая мощность:

10 Вт

Максимальное коммутируемое напряжение

100 В (I max = 0.3A)

Максимальный коммутируемый ток

0,5A. (U max = 30В)

Разъём

DB15F 15pin

 

Потребляемая мощность: не более 15Вт.

Диапазон рабочих температур: от +5 до +45°С.

Время непрерывной работы: 24 часа.

Габаритные размеры:  430x250х45 мм.

Масса: не более 4 кг.

 

 

Общее устройство и принцип действия

 

Блок резервирования серии PAC-4220 выпускается в виде отдельного устройства в корпусе 1U, предназначенного для установки в стандартную 19-дюймовую стойку.

 

 

Структурная схема прохождения сигналов одного канала

 

Входные сигналы DVB-ASI основного 'A' и резервного 'B' каналов подаются на автоматические корректоры коаксиального кабеля и в узел электронного коммутатора. После чего эти данные поступают в блок анализаторов, который выполняет проверку пришедших потоков на наличие критических ошибок, буферизацию, подготавливает данные для их выравнивания, осуществляет выдачу результатов анализа входных потоков в узел подготовки сведений к отображению и в узел выравнивания и коммутации потоков.

 

 

 

Внешние разъёмы блока резервирования PAC-4220

 

'A IN' и 'B IN' - входы основного и резервного каналов.

'A OUT', 'B OUT' и 'C OUT' - выходы основного, резервного и дополнительного каналов. Когда отключено питание, на выходы 'A OUT' и 'B OUT' через контакты транзитных реле поступают данные, приходящие со входов 'A IN' и 'B IN' соответственно. Выход 'C Out' не задействован, на него ничего не поступает.

После подачи питания, транзитные реле переводят сигналы на узел электронного коммутатора (4x4), который обеспечивает постоянное поступление входных данных в анализатор и, одновременно, на заданный пользователем выход.

 

 По окончании процедур первичного анализа, буферизации, выравнивания и сравнения потоков, электронный коммутатор подключает на выходы 'A Out', 'B Out' и 'C Out' потоки, заданные в блоке конфигурирования выходов.

'ETHERNET' - индивидуальный интерфейс блока. Его IP-адрес можно увидеть в нижней части страницы мониторинга. Если открыть этот адрес с помощью стандартного web-браузера, можно увидеть протокол текущих и архив последних 2000 событий.

'GP I/O' - интерфейс внешней индикации и дистанционного управления.

Мониторинг и управление может выполняться на удаленной ПЭВМ, с помощью стандартного web-браузера.

 

Алгоритм перехода на резерв

 

В режиме бесшовной коммутации

          В случае выявления критической ошибки в основном канале, происходит переход на резервный канал с таким расчетом, чтобы выявленная ошибка не успела проникнуть на выход. Для этого, в том числе, сделана системная задержка потока на 1 с. Как только в основном канале исчезли критические ошибки, выполняется процедура перевыравнивания и оценки идентичности потоков и, по ее завершении - автоматический возврат на основной канал. В случае выявления одинаковых ошибок в обоих каналах в течение времени компенсации расхождения, переключения не происходит в силу нецелесообразности - в обоих каналах одна и та же ошибка и парировать ее имеющимися средствами невозможно.

 

В режиме базовой коммутации

В блоке 'Switching reasons' пользователь выбирает набор ошибок (устанавливая 'Enable' или 'Ignore' в соответствующем пункте), на которые нужно реагировать и осуществлять переключение на резерв, но только в случае, если в резервном канале нет аналогичной ошибки:

  • пропадание входного сигнала (LOSS) - переход на резерв разрешен всегда, при наличии сигнала в резервном канале;

  • отсутствие более 0.1с блоков данных ASI при сохранении кодирования 8/10b (TS_Sync_Loss) - переход на резерв разрешен всегда, при наличии сигнала в резервном канале, и наличии блочной синхронизации в резервном канале;

  • ошибка синхробайта блока данных ASI: Sync_byte_Error (≠ 47h);

  • нарушение последовательности 'Continuity counter';

  • ошибки PAT Error и PAT Error2 определяется пунктом 'PAT Errors';

  • ошибки PMT Error и PMT Error2 определяется пунктом 'PMT Errors' (предполагается в следующей версии);

  • ошибка PID Error (предполагается в следующей версии);

  • ошибка T2-MI Packet Numbering error;

  • ошибка T2-MI CRC error;

  • комбинация из перечисленных ошибок (задается пользователем).

Общие указания:

В случае режима стандартной коммутации, при появлении любой из разрешенных для реагирования ошибок, кроме пропадания входного сигнала (LOSS), потери синхронизации потока или замирания данных в потоке (TS_Sync_Loss), где переход разрешен всегда, выполняется немедленный переход на резервный канал, затем запускается таймер (пока что на 1.5 с, в следующих версиях можно будет настраивать) ожидания повтора ошибки или выявления другой ошибки в этом же канале, и по истечению этого времени, если ошибки не повторились, канал признается пригодным для трансляции. Каждая новая возникшая ошибка перезапускает таймер и не позволяет признать канал исправным.

 

Конструктивное исполнение

 

Конструктивно, коммутатор PAC-4220 построен в виде самостоятельного устройства, предназначенного для установки в стандартную 19-дюймовую стойку.

 

Управление

 

Управление с лицевой панели

Минимальный визуальный контроль работы устройства можно осуществить с помощью светодиодных индикаторов на передней панели.

.

Индикация (для одного канала)

  • MODE: двухцветный светодиод. Отображает 3 состояния: светится красным цветом - включен режим бесшовной коммутации, но она не возможна или выполняется процедура выравнивания потоков по времени. Светится зеленым цветом - включен режим бесшовной коммутации, потоки выравнены по времени и возможен бесшовный переход на резервный поток в случае повреждения главного. Не светится - режим бесшовной коммутации не активен.

  • IN A и IN B: двухцветные светодиоды. Показывают состояние соответствующих входов. Зеленый - поток на соответствующем входе исправен и пригоден к трансляции. Красный - поток содержит ошибки и к трансляции не пригоден или условно пригоден, если другой поток содержит более грубые повреждения.

  • Светодиоды в кнопках 'IN A', 'AUTO', 'IN B'. Оранжевого цвета. Сигнализирут о выбранном режиме работы коммутатора: подавать на выход поток с однозначно заданного входа (можно переключить с помощью кнопок 'IN A' и 'IN B') или осуществлять автоматическую коммутацию согласно заданной через web-интерфейс схеме (кнопка 'AUTO').

 

 

Управление от ПЭВМ с помощью встроенного web-интерфейса.

 

Управление резерватором PAC-4220 и его мониторинг посредством ПЭВМ может осуществляться через встроенный в устройство WEB-интерфейс. Рассмотрим его на примере одного канала - второй полностью идентичен.

 

 

Окно WEB-интерфейса PAC-4220 для конфигурирования резерватора в бесшовном режиме работы

 

В первом блоке показан переключатель режима работы коммутатора: 'Switching mode', который может принимать значения 'Seamless' - бесшовной коммутации и 'Basic' - базовый, обычной, 'грубой' коммутации. В первой части описания интерфейса представлен режим бесшовной коммутации.

Дальше идет панель управления режимом работы устройства с потоками, содержащими T2-MI. Можно разрешить анализировать мультиплекс T2-MI, задать PID, в котором ожидается обнаружить этот мультиплекс. Увидеть результаты попытки его обнаружения можно на странице статусов в соответствующем разделе. Функция анализа мультиплексного потока T2-MI выполняет проверку контрольных сумм составляющих этот поток блоков данных и правильной последовательности нумерации этих блоков в рамках мультиплекса. В случае обнаружения нарушений по этим параметрам, выполняется индикация этих нарушений и производится переключение на резервный поток, при условии, что в нем таких нарушений не выявлено. Если в обоих потоках выявлены одинаковые нарушения - переключение не производится вследствие нецелесообразности.

Следует отметить, что при сохранении целостности транспортного потока, несущего  в себе мультиплекс T2-MI, выявление нарушений в последнем, является, чаще всего, следствием ошибки в работе оборудования, формирующего этот мультиплекс. В этом случае, поток, пришедший разными путями, имеет одинаковые нарушения и вызовет лишь индикацию данного обстоятельства. Однако, в очень редких случаях могут возникать одиночные ошибки в единичном канале передачи транспортного потока, которые не приводят к его разрушению, а, лишь, искажают в нем отдельные байты данных. Такие нарушения можно выявлять и парировать с помощью данной функции.

Если разрешить анализ T2-MI и указать PID, в котором этого мультиплекса нет, но присутствуют какие-либо данные, то возможно хаотическое изменение поля индикации обнаружения мультиплекса с 'None' на 'Present' - это связано с тем, что в потоке данных вполне может появляться комбинация байтов, которая может идентифицироваться как сигнатура пакета T2-MI.

Такое обнаружение может приводить к ложным переключениям вследствие выявления ошибок контрольных сумм и пропущенных пакетов в потоке T2-MI (которого, на самом деле, нет) и полному разрушению выходного потока. Поэтому, запрещается включать анализ мультиплекса T2-MI на транспортных потоках, не содержащих такового и, рекомендуется точно указывать PID, в котором этот мультиплекс должен передаваться (чаще всего его номер равен 4096). Если в транспортном потоке присутствует мультиплекс T2-MI, но его анализ не активирован, то такой поток проверяется на целостность на общих основаниях, без проверки специфических для T2-MI деталей.

 

 

Еще, включение дополнительного анализа целостности потока T2-MI, на странице состояния, дополняет список индицируемых ошибок сведениями о целостности данных этого типа.

 

В следующей панели можно выбрать одну из 6 схем переключения:

'Only A' - разрешено использование только входа 'A', поток будет пробуферизирован и задержан на 1 секунду для обеспечения возможности перехода к режиму бесшовной работы с двумя потоками. В это время другой канал тоже анализируется, но его использование запрещено вне зависимости от его состояния;

'Only B' - разрешено использование только входа 'B', поток будет пробуферизирован и задержан на 1 секунду для обеспечения возможности перехода к режиму бесшовной работы с двумя потоками. В это время другой канал тоже анализируется, но его использование запрещено вне зависимости от его состояния;

'A - Main, B - Reserve, autoreturn after recovery main' - разрешено использование обоих потоков, главным назначен поток на входе 'А', резервным - поток на входе 'B', в случае выявления ошибок в главном потоке, осуществляется бесшовный (если такая возможность есть и подтверждена соответствующей индикацией) переход на резервный вход, с последующим возвратом к главному, после его восстановления;

'B - Main, A - Reserve, autoreturn after recovery main' - разрешено использование обоих потоков, главным назначен поток на входе 'B', резервным - поток на входе 'A', в случае выявления ошибок в главном потоке, осуществляется бесшовный (если такая возможность есть и подтверждена соответствующей индикацией) переход на резервный вход, с последующим возвратом к главному, после его восстановления;

'A - Main, B - Reserve, return after reserve corrupted' - разрешено использование обоих потоков, главным назначен поток на входе 'A', резервным - поток на входе 'B', в случае выявления ошибок в главном потоке, осуществляется бесшовный (если такая возможность есть и подтверждена соответствующей индикацией) переход на резервный вход, возврат к главному осуществляется после того, как обнаружится ошибка в потоке на резервном входе;

'B - Main, A - Reserve, return after reserve corrupted' - разрешено использование обоих потоков, главным назначен поток в канале 'B', резервным - поток в канале 'A', в случае выявления ошибок в главном потоке, осуществляется бесшовный (если такая возможность есть и подтверждена соответствующей индикацией) переход на резервный канал, возврат к главному осуществляется после того, как обнаружится ошибка в потоке на резервном входе.

Далее идет панель конфигурирования выходов 'Outputs configuration', где можно выбрать поток, который будет выдаваться на каждом из 3 выходов ('A', 'B' и 'C', см. рис. 2). Для каждого из выходов можно выбрать 4 значения:

'No Out' - ничего не выдавать на данный выход;

'Protected Main' - на данный выход будет выдан защищенный главный канал, целостность которого требуется обеспечить;

'Direct A' - на данный выход будет выдан поток, который приходит на вход 'А', в том же виде, в котором он поступает на вход устройства, независимо от выбранной схемы переключения.

'Direct B' - на данный выход будет выдан поток, который приходит на вход 'B', в том же виде, в котором он поступает на вход устройства, независимо от выбранной схемы переключения.

В случае отключения питания устройства, на выходы 'A' и 'B' через схему релейного обхода, поступят потоки, приходящие, соответственно, на входы 'A' и 'B'. На выход 'С' ничего выдаваться не будет.

 

 


 

На рисунке приведены панели отображения некоторых измеренных параметров поступающих потоков. Битрейт, усредненный период следования байт, усредненный период следования пакетов, период следования пакетов, содержащих фрагменты PAT (если эта таблица содержит более 44 записей и дробится на части) и период следования самой таблицы.

 

 

 

 

Далее идут блоки индикации обнаруженных ошибок. Там высвечиваются выявленные и действующие ошибки в каждом канале. Если выключить режим  анализа T2-MI, то строки, в которых упоминается T2-MI будут скрыты.

 

 


 

 

 

 

  На рисунке показаны дополнительные сведения о работе резерватора В строках 'A-B diff' и 'A-B order' указывается величина и направление расхождения каналов по времени. Это расхождение будет скомпенсировано средствами устройства. Максимальная величина гарантируемо компенсируемого расхождения определяется как 8 периодов следования PAT (можно увидеть в панелях 'Input * Status').

Ниже, в строке 'Max. align depth', отображается максимальная величина компенсируемого расхождения каналов.

В строке 'Seamless switching' индицируется возможность осуществления бесшовного перехода на резервный канал в случае отказа основного ('Possible' - возможен, 'Impossible' - невозможен). Для этого должны быть выполнены следующие условия: оба канала должны быть активны, исправны (не содержать критических ошибок), должна быть завершена процедура выравнивания и заголовки пакетов в обоих каналах должны быть идентичны. Содержимое поля данных не проверяется, но возможность реализации такой функции есть.

В строке 'Aligning' отображается состояние процедуры выравнивания потоков между собой: завершена (Complete) и выполняется (In Progress).

В строке 'Output stream' индицируется состояние выходного потока: 'Running' (передается) и 'Destroyed' (разрушен). Качество выходного потока встроенными средствами пока не контролируется, определяется только факт передачи пакетов данных. Теоретически, есть возможность контроля качества выходного потока.

В строке 'Active channel' выполняется отображение активного канала - того, из которого в данный момент времени идет трансляция защищенного потока.

Следующий блок, посвященный T2-MI, показывает результат попытки обнаружения этого типа данных в заданном (в разделе конфигурирования) PID'е. Может принимать значения 'None' - не обнаружено и 'Detected' - обнаружено. В случае отключения функции анализа T2-MI, этот блок не отображается.


 

В случае режима базовой коммутации, в разделе настроек добавляется блок 'Switching reasons', который позволяет выбрать набор ошибок, выявление которых должно вызывать переключение на резервный вход, переведя переключатель в одно из состояний ('Enable' - разрешить переход на резерв при обнаружении этой ошибки, или 'Ignore' -игнорировать возникновение этой ошибки):

'Sync Byte error' - контроль ошибки синхробайта;

'PAT errors' - контроль ошибок PAT и PAT2;

'Cont. Count error' - контроль ошибки счетчика последовательности блоков данных;

'PMT errors' - контроль ошибок PMT и PMT2. Выявление этой ошибки планируется в следующей версии;

'PID error' - контроль ошибки PID. Выявление этой ошибки планируется в следующей версии;

'T2-MI packet numbering error' - контроль ошибки нумерации пакетов T2-MI;

'T2-MI CRC error' - контроль ошибки контрольной суммы блоков данных T2-MI.

Контроль ошибок 'LOSS' и 'Transport Stream Sync loss' отключить невозможно - их обнаружение всегда будет приводить к переходу на резерв, если есть такая возможность.

 

 

 


 

 

В разделе 'System'  отображаются номера версии ПО web-интерфейса и даты и времени сборки прошивки ПЛИС, обеспечивающей функциональность.

В текущей версии ПО web-интерфейса реализовано только отображение IP-адреса, сетевой маски и шлюза для индивидуального Ethernet-интерфейса блока. В перспективе будет реализована возможность настройки индивидуального адреса через web-интерфейс.

Из панели 'Diagnostics' можно открыть протокол последних 2000 событий. Он един для обоих каналов, в записях о событиях есть сведения о том, в каком канале они произошли.

 

 

 

^Наверх