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广电省网安全播出监控系统的分析与研究

李燕
摘要：随着“三网融合”的不断推进，数字电视节目的发展越来越快，用户的覆盖范围越来越广，用户对数字电视节目播放质量要求越来越高，更加凸显出安全播出监控系统在广播电视信号中的重要性。本文主要在“三网融合”背景下，设计及分析针对广电集团省公司建设的一套安全播出监控系统，对电视信号的音视频内容、信道参数质量等进行全面监控，从而实现对节目更加安全可靠的运营。
关键词：三网融合；数字电视节目；监控系统
：TP277 ：A ：1007-9416（2017）07-0091-02
随着社会的数字化进程不断加快，人民对于数字电视的质量体验要求不断提升。广电网络运营商也在新形势下，不断挑战自己，提高自身企业竞争力，建立数字电视安全播出监测系统，旨在提供安全可靠的运营环境，根据信号质量传输流相关监测标准，从信道传输质量和播出内容两个层面上面进行故障定位和识别报警，建立信号的多级误差错码机制，从而实现数字电视信号的播出安全，以便带给客户更好的视听感受。
1 监控系统的需求分析
在目前的广电体系中，市级、县级前端机房都配有各自的监测系统，各自为政，互不干扰，无法做到资源的有效整合和统一调配，不利于资源的有效使用，会影响广电的长期发展。为了更好保障电视信号的安全播出，建立一套省级安全播出监控系统，它要充分利用现有的地、县前端已有设备，避免重复建设，在省级监控平台实现对地市，县级的播出信号进行实时监控，并将所有地市分前端的数据进行转码回传，在省中心屏幕上进行集中画面展示和故障录像存储功能。
面对监测信号的实时性，准确性、可靠性等要求，设计原则具体如下：
（1）整个系统要保证测量数据的准确性，使系统可以稳定无误运行，保证操作速度响应及时。
（2）该系统采用全IP架构，具备分布、业务抽象的概念，并支持行业内所有广电信号的接入，使用转码模块及其他软硬件设备实现系统的可扩展性。
（3）在协议层上具有开放性，可与其他协议接入并得到不断完善。
（4）系统具有完善的访问机制，面对不同部门职能、不同权限的拥护，能够精简业务流程，在目标引导下完成日常工作。
（5）具有完善的自身诊断功能，便于针对故障进行精确定位，使用系统提供的可更换模块，快速解决故障问题，提高系统的维护性。
2 监控系统的总体设计方案
2.1 监控系统架构的设计
本系统采用分布式理念构架，由一个省级监测中心和各市地前端机房构成，省中心完成各地市监测数据对比展示，监测业务配置查询、监测设备远程处理等，各地市前端完成采集异态码流层、实时播放节目内容数据的监测，并将报警数据和监测内容进行转码回传，在省中心屏幕上进行集中画面展示和故障录像存储功能。具体模块如下图1所示。
2.2 监控系统功能描述
2.2.1 综合监管平台系统的实现与分析
综合监管平台系统基于B/S架构，主要由一套集中监管平台系统和一套大容量存储阵列系统构成。前者配备4台不同的服务器（包括集中监管平台服务器、数据库服务器、数据采集服务器以及应用服务器）构成，用于各地市分前段机房的各环节信号的信道码流和节目报警情况的逻辑处理，还可以快速浏览管理省直播机房相关录像和指标，能够完成实时故障记录展示，故障历史视频视图，设备运行状态视图，监测参数曲线显示，报警作业等功能。
后者用于存储分前端上传的监测报警数据和故障异态录像，按照使用情况合理计算存储空间的大小，同时还要考虑故障率和冗余率，才能保证存储系统符合实际需求。
2.2.2 地市回传显示系统的实现与分析
地市回传显示系统，从各地市前端采集的电视节目进行回传，通过转码技术处理后在省中心监管平台集中展示，包含转码后的实时视频监测报警视图和故障集中视图。
每个地市配备一套回传实时显示系统，转码后的视频按照实际需要决定回传的重点节目、轮巡节目的数量，在大屏上按照4*5多画面分割显示，同时方便后续升级要做到冗余机制。故障视图集中在一块大屏上进行展示，可以及时有效地发现节目的播出状态，进行后续处理。允许前端频道同步对比查看，画面轮巡显示、平滑切换，不会出现静帧和黑场现象；系统具备自动检测和处理机制，在画面出现由网络异常造成的画面中断后，能够自动连接。
2.2.3 地市分前端监测系统的实现与分析
地市分前端监测系统，采集前端地市的节目信号进行转码，并实时监测数字电视信号中的关键参数，在省级统一监测平台显示多画面视频和处理报警信息。
每个地市前端都配有监测系统，负责采集前端节目信号中的码流，音视频等进行监控，异常状态可以通过GIS地图、故障画面、弹出窗口、语音等显示在省级中央监控平台上。通过监控系统，对源音频信号和最终节目信号的内容进行监控、报警和记录，并通过多画面显示系统完成节目显示。通过在中心大屏进行重点节目实时播放和普通节目轮巡显示，能更加清楚各地市的运维情况。系统全程24小时录像，内容包含30s故障时间，存储采用磁盘预分配方案，可以边下边载，及时查看下载前5s的录像的文件，同时延长磁盘的寿命。
2.2.4 中心实时显示报警系统的实现与分析
实时显示报警记录系统，完成中央机房数字信号的多屏显示和录像功能，该体系在IP架构的基础上，监控程序需要在大屏幕上实时监控。每个屏幕将显示多通道图片，并支持各种接口格式（如DVI、HDMI等）的输出。对色彩格式异常报警、视频故障、音频故障等进行监测，格式有异常情况时支持多种报警方式，并在后台记入数据库。系统全程24小时录像，故障录像可实现提前30秒录像。支持原始码流录制及转码录制，录像分辨率、叠加OSD、码率、编码方式、录像时段等可自由设置。
2.2.5 信道码流监测分析系统的实现与分析
信道码流分析系统，对所有监测信号传输指标监测数据和故障报警信息进行汇总，完成集中故障报警、组态监控参数和监测阈值功能，为分析提供技术支持。根据实时变化的TS码流，从中深入分析和统计板卡的历史數据，利用在线分析功能进行全方位展示，对比各种业务传输信息、网络传输信息，进行各种加密类型，数据库跟踪记录各种故障、每次的操作记录，方进行故障定位和报表维护。
2.2.6 广电机房全景监测系统的实现与分析
广电机房全景监测系统，集合全部码流监测数据，对比标准的监测指标，将全部所需要的报警信息在大屏幕上进行集中展示，不同传输流的状态进行分组集合展示。对机房传输链路故障精确定位，对故障进行逻辑匹配对比和智能归并，实现故障画面弹出显示。
3 结语
该系统在实际的建设中，发挥最大的优势在于避免重复建设，充分利用现有的各地市前端设备资源，并在此基础上最大程度的调度重组资源，从市级向省级进行双向的互联互通。在省中心实现对信道传输质量和信号内容的监控，对信号传输多道安全保障。该系统实现了对重点节目的实时监测、轮巡监控、节目多画面实时回传监看等，有效帮助对全省电视信号的监听监看，准确发现监控内容的重大问题，及时准确锁定故障发生位置，快速的应急报警机制，在最短时间内解决问题，优越的工作效率使播出的安全性得到了更好的发挥。
参考文献
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