JP4817872B2 - データ信号監視装置および信号監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル放送の冗長化送信系統におけるデータ信号監視装置および信号監視方法に関する。

デジタル放送では、映像信号をデジタル符号化した信号と合わせて各種のデジタルのデータ信号が多重して放送される。放送信号は、事故に備え２重化等の冗長化が行われており、デジタルのデータ信号も２台のデータ送出装置から多重装置であるＭＵＸへデータ信号が出力されている。コンピュータを用いた情報処理システムの２重化されたデータ伝送系では、冗長伝送の動作が正常で有ることを確認するためにデータ照合等を行う（例えば、特許文献１。）。

デジタル放送では、受信機におけるエラーの自己訂正のための誤り制御符号が付加されているので、各冗長系の送信系統それぞれをエラーチェックして詳細に異常を検出出来る。しかしながら、両系統に放送受信機と同様な復号回路を備えるためデータ信号監視装置が大型化すること、また伝送系統途中で信号を取り出して確認することが困難な問題が有った。
特開２００４−１７８０４８号公報 （第２４頁、第２図）

デジタル放送設備では、各冗長伝送系それぞれにデータ監視装置を設けるが、放送受信機と同様な復号回路を備えるためデータ信号監視装置が大型化すること、また伝送系統途中で信号を取り出して確認することが困難な問題があった。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、デジタル放送設備の送信系統上で、簡易にデータ信号の冗長伝送系に異常があることを検出出来るデータ信号監視装置および信号監視方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本願発明のデータ信号監視装置は、デジタル放送の放送信号を２重化して伝送する２重化伝送系を監視するデータ信号監視装置において、それぞれ、第１と第２の系統の前記放送信号の映像信号に多重されるデジタルデータが入力され、前記入力されるデジタルデータをベースバンドの第１と第２の系統のデータ信号にして出力する第１、第２の入力部と、前記第１の入力部から入力される前記第１の系統のデータ信号を検波整流して第１の直流信号として出力する第１の検波整流部と、前記第２の入力部から入力される前記第２の系統のデータ信号を検波整流して第２の直流信号として出力する第２の検波整流部と、前記第１と前記第２との直流信号が入力され、それらの直流信号間のレベル差を測定し、そのレベル差が所定の差よりも大きい場合、前記デジタルデータを伝送する前記２重化伝送系に異常があると判定してアラーム信号を出力するコンパレータとを備える比較判定部とを、具備することを特徴とする。

また、本願発明のデータ信号監視装置の信号監視方法は、第１、および第２の入力部と、比較判定部とを備え、デジタル放送の放送信号を２重化して伝送する２重化伝送系を監視するデータ信号監視装置の信号監視方法において、前記第１、および第２の入力部は、前記放送信号の映像信号に多重されるデジタルデータをそれぞれ入力し、各前記入力されるデジタルデータを第１、第２の系統のベースバンドのデータ信号にして前記比較判定部へ出力し、前記比較判定部は、前記第１の入力部から入力される前記第１の系統のベースバンドのデータ信号を検波整流した第１の直流信号と、前記第２の入力部から入力される前記第２の系統のベースバンドのデータ信号を検波整流した第２の直流信号とのレベル差を測定し、そのレベル差が所定の差よりも大きい場合、前記デジタルデータを伝送する前記２重化伝送系に異常があると判定してアラーム信号を出力することを特徴とする。

本発明によれば、デジタル放送設備において、簡易にデータ信号の冗長伝送系に異常があることを検出出来る冗長伝送系のデータ信号監視装置および信号監視方法を提供することが出来る。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明の実施例に係るデータ信号監視装置が適用されるデジタル放送送信設備の構成を示す系統図である。
図１においてデジタル放送送信設備は、カメラ、ＶＴＲ等のコンテンツ出力機器Ｃ１〜Ｃｎ、スイッチャＳＷ、符号化装置Ｅ（＃１、＃２）、データ信号監視装置１、データ送出装置２（＃１、＃２）、ＭＵＸ（多重装置）３、送信器４（＃１、＃２）とからなる。ここで（＃１）、（＃２）は、放送信号を伝送する２重化された各伝送系統の機器（装置）で有ることを示している。

デジタル放送は、コンテンツ出力機器Ｃ１〜Ｃｎから放送番組の時刻表に応じてスイッチャＳＷが選択する映像信号は、２系統の符号化装置Ｅ（＃１、＃２）で所定の符号化が行われＭＵＸ３へ入力される。一方、データ信号は、２系統のデータ送出装置２（＃１、＃２）から、ＭＵＸ（多重装置）３へ入力される。ＭＵＸ３では、符号化された映像信号と、データ信号を多重し、送信器４（＃１、＃２）へ出力する。

これらの冗長化系統では、上記２系統のうち、（＃１）又は、（＃２）の系統のいずれか一方の信号が放送信号として送信器４のいずれか一方からオンエアされ、オンエアされている系統（現用系）に異常が発生した場合でも信号が常に連続するシームレス切換が行われる。従って、同じデジタル信号が（＃１）、（＃２）の系統で伝送されねばならないことから、冗長系の両者が常に正常であることを確かめる必要がある。

冗長系の両系統が正常に動作しているか否かを確認するには、冗長系統の最終段で、デジタル放送に用いられているインターリーブなどエラー訂正のためのエラー検出機能を用いて、詳細に伝送状態を観察することが出来る。しかし、この方法では復号化など実際の放送受信機と同様に符号化復元を行うのに加えて、更に解析機能などを備えなければならず監視装置規模が大きくなり、また、伝送路上での監視ポイントを自由に選ぶことが困難である。

本発明は、冗長系を構成する伝送系統上、同じ伝送ステップ、言い換えると各系統での同じ機器の出力か、入力点などの測定点（以下、監視ポイントと称する。）でのデータフロー量を測定比較し、２者の間に所定以上の差が有れば、現用、又は予備系に異常が有ることをアラーム出力することにより、容易に冗長系動作が出来るデータ信号監視装置を提供するものである。

即ち、図１においてデータ信号監視装置１は、データ送出装置２（＃１、＃２）の各出力端に接続され、各系統のデータ信号を入力し、両データ送出装置２が出力するデジタル信号のデータ量を測定比較し、一致しない場合に異常と判定して警報を出力する。この方法では、デジタル信号の誤り訂正機能を利用しないので装置が小型化出来る効果がある。

図２は、本発明の実施例に係るデータ信号監視装置の機能構成を示すブロック図である。
図２においてデータ信号監視装置１は、入力部１１ａ、入力部１１ｂ、比較判定部１２と、測定出力部１３とを備えている。

入力部１１ａ、入力部１１ｂは、それぞれデータ送出装置２（＃１）とデータ送出装置２（＃２）の各出力との電気的インタフェース整合をとってデータパルスを取り出す回路である。

例えば、データ送出装置２のデータ出力を分岐出力するコネクタと、分岐された電気信号を所定のインピーダンス、又はハイインピーダンスで取り出し元のデータ送出装置２のデータ出力に影響を与えないようにしてデータ信号を取り出して比較判定部１２へ出力する変換回路とで構成される。

この入力部１１ａ、１１ｂは、データ送出装置２のデータ出力がベースバンド出力の場合は、上記の様な、レベル、インピーダンス変換のみでも良い。そして、例えば、データ送出装置１（＃１、＃２）の入力側など、冗長系を構成する任意の伝送途中のポイントでも監視が必要な場合には、監視ポイントでの符号化復元、クロック再生機能等を備えるように予め符号化復元機能を備えて、ベースバンドでのデータ信号が得られるようにして置けば良い。なお、ここでは、低速のデジタルデータ信号を例にデータ信号監視装置１の動作説明をしているが、本発明によるデータ信号監視装置１は、符号化映像信号と多重された信号を送受信する送信器４（＃１、＃２）の入力に適用されても良い。

比較判定部１２は、入力部１１ａ、入力部１１ｂから入力されるデータ信号のパルスカウントを行い、両者のパルスカウントに所定以上の差がある場合、異常と判定してアラーム信号を生成して測定出力部１３へ出力する。

測定出力部１３は、アラーム信号を更にブザー音や、警報ランプ、または、所定のレベルの電気信号にしてオペレータや外部の制御器に警報を出力する。

図３は、比較判定部１２の１つの回路例を説明するブロック図である。
図３において、比較判定部１２は、それぞれの系統からのデータ信号を変換出力する入力部２ａと入力部２ａに接続されるカウンタ１２１ａ、カウンタ１２１ｂと、タイマ１２２、および差分検出部１２３とからなる。

タイマ１２２からは、パルスカウントを比較するためのタイミング信号が、カウンタ１２１ａ、カウンタ１２１ｂと、差分検出部１２３とへ出力され、一定の間隔のタイミングで各系統から入力されるパルスがカウントされる。

カウントされるパルスは、入力部１１ａ、入力部１１ｂでベースバンドに変換され、「１」のレベルのパルス数がカウントされる。理由は、例えば、バイフェーズ符号化でのパルスをそのままカウントすると、データの有無に拘わらず常に一定のパルスカウントをしてしまうのでそれを防ぐためである。なお、データが無信号で有る場合には出力レベルが「０」に保たれるものであれば、ベースバンドに復元しなくてもパルスカウントを行うことは出来るので符号化復元は省略しても良い。

こうして、カウンタ１２１ａ、１２１ｂが「１」のレベルのパルス数をカウントし、差分検出部１２３でタイマ１２２を参照し、例えば、０．１秒間隔のパルスカウント数を単位として２つの系統でのパルスカウント数を照合比較して、その差が一定数値以上になった場合、異常と判定してアラーム信号を測定出力部１３へ出力する。

デジタル放送のデータ形態によってデータ送出装置２（＃１、＃２）のデータ出力速度（伝送速度）が、例えば、数ｋｂｐｓから数百ｋｂｐｓの様に異なったり、監視ポイントによってデータ出力速度も異なる場合がある。その場合、パルスカウント時間（タイミング）を同一のままカウントすると、パルスカウントは、伝雄速度によって異なってしまう。

そこで差分検出部１２３が異常と判定する基準は、両系統のパルスカウント数の比率を求めて、例えば差が１０％異常になった場合アラームを出力するようにすると誤警報発生確率を下げ、安定運用をすることが出来る。

一方、パルス数そのものの差でアラームを出すようにする場合は、感度の高い検出をすることが出来る。このパルス数の判定基準の設定は、差分検出部１２３に接続される図示されないスイッチ等の入力手段によって調整出来る様にすればよい。もしくは、タイマ１２２へ図示されないスイッチ等によってデータ伝送速度の違いに応じてパルスカウントをする時間間隔を変更出来るようにしても良い。

図４は、比較判定部１２の他の回路例を説明するブロック図である。
図４において、比較判定部１２は、それぞれの系統からのデータ信号を変換出力する入力部２ａと入力部２ａに接続される検波整流部１２１ｘ、検波整流部１２１ｙと、コンパレータ１２４とからなる。

入力部１１ａ、入力部１１ｂでベースバンドに変換された各系統のパルス信号は、それぞれの検波整流部１２１ｘ、１２１ｙで直流レベルに変換され、コンパレータ１２４へ入力される。このコンパレータ１２４は２入力の信号レベル差に応じて動作するので、この方法は、間接的にデータ送出装置２から出力されるパルスをカウントしていることになる。

即ち、両系統が異常なく動作していれば、「１」になるマーク率が等しいので検波整流された直流レベルも等しいが、いずれか一方に異常が有ればこの直流レベルのバランスが崩れるので異常を検出することが出来る。この第２の方法では、タイマ１２２が不要でクロック速度によることなく簡便に伝送データ量を比較出来る特徴がある。なお、タイマのカウント時間単位に相当するものとして整流検波部１２１の積分時定数をデータ伝送速度を変える様にしてもよい。

以上説明した如く、本発明のデータ信号監視装置は、容易に冗長系の２系統での伝送データ量の差を簡単に測定することにより、冗長動作の異常を検出することが出来る。

本発明の実施例に係るデータ信号監視装置が適用されるデジタル放送送信設備の構成を示す系統図。 本発明の実施例に係るデータ信号監視装置の機能構成を示すブロック図。 比較判定部の回路の１例のブロック図。 比較判定部の回路の他の例のブロック図。

符号の説明

１ データ信号監視装置
１１ａ、１１ｂ 入力部
１２ 比較判定部
１２１ａ、１２１ｂ カウンタ
１２１ｘ、１２１ｙ 整流検波部
１２２ タイマ
１２３ 差分検出部
１２４ コンパレータ
１３ 測定出力部
２ データ送出装置
３ ＭＵＸ（多重装置）
４ 送信器
Ｃ１〜Ｃｎ コンテンツ出力機器（装置）
ＳＷ スイッチャ
Ｅ 符号化装置Ｅ

Claims (2)

1. デジタル放送の放送信号を２重化して伝送する２重化伝送系を監視するデータ信号監視装置において、
   それぞれ、第１と第２の系統の前記放送信号の映像信号に多重されるデジタルデータが入力され、前記入力されるデジタルデータをベースバンドの第１と第２の系統のデータ信号にして出力する第１、第２の入力部と、
   前記第１の入力部から入力される前記第１の系統のデータ信号を検波整流して第１の直流信号として出力する第１の検波整流部と、前記第２の入力部から入力される前記第２の系統のデータ信号を検波整流して第２の直流信号として出力する第２の検波整流部と、前記第１と前記第２との直流信号が入力され、それらの直流信号間のレベル差を測定し、そのレベル差が所定の差よりも大きい場合、前記デジタルデータを伝送する前記２重化伝送系に異常があると判定してアラーム信号を出力するコンパレータとを備える比較判定部とを、
   具備することを特徴とするデータ信号監視装置。
2. 第１、および第２の入力部と、比較判定部とを備え、デジタル放送の放送信号を２重化して伝送する２重化伝送系を監視するデータ信号監視装置の信号監視方法において、
   前記第１、および第２の入力部は、前記放送信号の映像信号に多重されるデジタルデータをそれぞれ入力し、各前記入力されるデジタルデータを第１、第２の系統のベースバンドのデータ信号にして前記比較判定部へ出力し、
   前記比較判定部は、前記第１の入力部から入力される前記第１の系統のベースバンドのデータ信号を検波整流した第１の直流信号と、前記第２の入力部から入力される前記第２の系統のベースバンドのデータ信号を検波整流した第２の直流信号とのレベル差を測定し、そのレベル差が所定の差よりも大きい場合、前記デジタルデータを伝送する前記２重化伝送系に異常があると判定してアラーム信号を出力する
   ことを特徴とするデータ信号監視装置の信号監視方法。

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