王 君 杨婧茹

1.国家新闻出版广电总局呼和浩特地球站 内蒙古 呼和浩特 010070 2.国家新闻出版广电总局694台 内蒙古 呼和浩特市 010070

1 广播电视信号监测研究的背景

广播电视监测工作在广播电视节目传输上行的过程中，对节目播出质量和覆盖效果的改善、以及频谱资源和广电事业的管理，起到了重要的作用，是各广播电视节目传输单位和监测单位进行科学管理的现代技术手段，是保障广播电视播出质量和覆盖效果、完善广播电视系统自我监督体制的重要手段。

在广播电视节目上行的过程中，经常会遭遇到国内外反动组织的非法干扰和插播，也会因为大风、雨雪等恶劣天气或线路、设备异常、损坏等情况而影响节目正常播出，出现黑屏、静帧、马赛克等问题。及时发现问题并迅速做出判断、有效进行处置是广电工作人员一直努力的方向。

2 广播电视智能监测系统的设计

在地球站节目上行链路中，本系统主要在节目的传输和发射环节进行信号监测，完成信道、码流和节目内容的监测。它采用先进的架构监测前端，实现了对节目信号整体流程的监测，能极大地提高故障快速定位能力，并配备强大的综合管理能力。

本系统对地球站广播电视节目上行系统传输链路中的节目源、大小天线等相关环节的信号进行实时采集监测，完成节目视音频异态监测报警、节目录制、节目多画面组合显示、节目传输链路信号展示和集中监管等功能，并通过一块电视墙屏幕对所有的画面进行监测，实现轮巡功能，如图1所示。

图1 广播电视智能监测系统全景图

该系统提供数字电视节目制作、播出和传输网络各环节的信道、码流、视音频故障监测、监测数据记录、网络查询、集中监管等功能应用，适用于广电行业的网络中心、电视台、广播电台、发射台、地球站等单位。

3 广播电视智能监测系统框架构成

安全运维监控子系统、码流分析子系统、多画面监测报警子系统，三者相辅相成，共同构成了广播电视智能监测系统，完成了广播电视传输链路中所有信号的监测、采集以及异常情况的告警，满足了地球站值班员“快速反应、有效处置”的值班要求。

广播电视智能监测系统构成主要分为三个层面。

（1）接入层，即信号接入部分。主要功能为通过嵌入式监测板卡，完成ASI、DVB-S、ABS-S信号的接入、指标测量、TR101_290错误监测，并将TS码流以IP化的方式送入监测交换机，由多画面监测服务器、信道码流分析软件进行汇总监测。

（2）监测层，即监测信息采集部分。主要功能为通过码流分析系统软件采集各类包括TR101_290信息、MER告警等告警信息；同时把清流和解扰后加密流送入多画面监测报警系统，采集视频故障、音频故障等视音频类告警信息。

（3）展示层，即集中汇聚各类信息于一体的部分。主要功能为将所有上两层的设备采集的告警信息汇聚于一台服务器，进行告警信息的集中分析处理；同时，集中管理所有设备的业务配置。如图2所示。

图2 广播电视智能监测系统构成图

在广播电视节目传输中，TS流（Transport Stream）主要用来传输数字电视的视频节目、音频节目和一些用户信息，它是以包的方式存在的；IP（Internet Protocol）是为计算机网络相互连接而设计的协议。TS Over IP就是将TS流在以太网上传输，并遵循一定的IP协议，它的主要功能是实现数字电视传输协议转换和模式转换，通过把数字电视在网络里引出，进行业务模式的转换和传输协议的转换，使数字电视节目以适合宽带IP网络运营的形式输出。

系统采用了全面的IP化架构，既包括传统的TS Over IP（即将TS在以太网上传输，并遵循一定的IP协议）的监测技术，又包括Screen Over IP的屏幕显示技术。TS Over IP技术在本系统中的具体应用为：通过嵌入式监测板卡，完成ASI、DVB-S、ABS/S信号的接入、指标测量、TR101_290错误监测，并将TS码流以IP化的方式送入监测交换机，由多画面监测服务器、信道码流分析软件进行汇总监测；Screen Over IP技术在本系统中的具体应用为：多画面监测服务器在对各环节各类信号的视音频进行监测之后，合成后的画面及报警信息并不直接通过显卡输出，而是将其再打包成IP信号，送入监测交换机，由专门的画面展示终端设备来完成显示。

4 广播电视智能监测系统主要实现的功能

广播电视智能监测系统中管理部分在值班台建立一个独立的智能语音报警链路图，通过信号的智能语音报警链路图来展示整个信号环节，并且可以一目了然的观察哪一种信号类型存在报警。智能语音报警链路图是通过建立一个信号的链路图的模板，将每一种信号添加到模板对应的环节中。某一路的信号环节上报警后，对应的环节反馈到智能语音报警链路中，实现智能语音报警链路图展示报警过程。

系统主要从三个方面的创新来解决全面监测的问题，智能综合报警逻辑、全面的告警信息采集、可定制的触屏调度终端。

4.1 智能综合报警逻辑

综合报警的目的是提高报警的有效性，减少无效告警，增强报警的故障定位能力。实现方式是根据监测系统相关节点的信号状态信息，经过综合逻辑判断而得出的报警信息。综合报警具备客观准确的反映系统实时运行状态，同时具备故障定位、故障分析能力，在发生故障时可第一时间提供综合应急参考方案，并伴随声音、图标及文字报警提示。

综合报警功能的实现是根据设置好的规则，对信号及设备基础告警进行集中分析，给出综合报警提示，具体提供了以下功能：高度可定制化的综合报警规则设置功能，可根据监测的信号、设备的名称、故障类型来定义规则；支持报警间的多级规避，简化规则设置的难度。例如可设置A报警规避B报警，B报警规避C报警两条规则，即可自动实现A报警规避C报警的逻辑；支持无关报警透传的功能，对于规则无法覆盖到的基础报警，可自动设置为C类报警，避免因规则遗漏而导致报警无法报出的情况；所有的综合报警规则均提供可视化的配置界面，实时配置实时生效。

4.2 全面的告警信息采集

现在很多地球站业务较多，为实现最终系统能够监测所有现有传输业务，工作人员使用了支持直播星业务的嵌入式监测卡，此卡可实现信号解调、信道监测、码流分析、打包输出等功能，保证信号指标采样与测量的精确度和一致性。

系统实现了对各子系统报警信息的整合，在系统统一架构下，系统设计统一的报警接口，约定了信号、节目、故障类型、故障的全局唯一标识。通过这些唯一标识，将不同系统的信号和告警实现了有机的关联，并最终实现了报警信息通过统一的语音报警平台输出，并可在统一平台汇集、展示、查询、生成报表的功能，为实现智能综合报警逻辑提供了基础。

4.3 可定制化的触屏调度终端

系统的全IP化架构为各环节视音频的便捷调度提供了可能，为此本项目开发了可定制化的触屏调度终端软件与多画面监测软件配合可实现节目音视频内容的快速调度。与地球站业务相关的所有节目均可利用此终端进行调度查看，想要将任何一条节目链路里面的具体节目切换至大电视进行监看时，仅需轻触界面上的相应转发器，便可从中调取相应节目，便于值班人员对多个节目进行调度监看。如图3所示。

图3 触屏调度终端界面效果图

触屏调度终端具备以下功能特点：

（1）可定制化：为满足业务扩展的需求，调度终端软件的界面布局可以灵活定制，包括分组的维度、展示的名称，每个分组中包括的频道信息等，都可以通过配置文件的调整实现定制化。

（2）便捷性：终端软件转为触屏设计，充分考虑触屏操作的特点，对可确保在三步以内完成所有节目的调度显示。

（3）一致性：调度终端软件和监测管理平台共享数据，监测和调度任务可以统一管理。

5 应用情况

为解决实际工作中多数监测系统误告警多发，不能有效快速定位相关故障原因的问题。实际做出如下工作：通过上述三个方面的创新，工作人员在监测数据更全面、更完整的基础上，通过将报警分为三个级别：A类、B类、C类。A类为通过灵活的与、或、非综合策略，按照不同故障现象进行准确的定义的组合报警现象。B类为重要的需要关注的非严重（规避A类）现象。C类为未被A类、B类定义的其他告警，C类报警规则的设定保证了全面的工作记录，为实际工作提供了重要的参考手段。

如此设置三级报警机制，充分考虑实际工作的需要。建设完成后运行阶段表现良好，达到了预期的目标。使整个广播电视智能告警监测系统相对类似系统更为实用，极大便利了各类节传单位的值班维护工作。

结束语

广播电视智能监测告警系统自开始计划实施至完成，中间经历了漫长的过程，遇到很多难题，通过不断的理论学习、框架构建、思路研讨、设备调试，系统正式进入运行，且试运行效果良好。通过对卫星广播电视各环节24小时实时监测，能够准确及时发现节目异态，并有效减少了误报警，极大提高了故障排查和处置效率，为值班人员第一时间判断处理故障提供重要依据，现已成为保障安全播出的重要辅助工具，有力地保障了卫星广播电视的安全传输发射工作。