+ 關(guān)麗霞 國(guó)家廣播電影電視總局監(jiān)管中心

一、業(yè)務(wù)分析

安全播出日常管理和應(yīng)急處置是總局對(duì)全國(guó)實(shí)施安全播出管理的重要工作內(nèi)容，而地球站運(yùn)行管理是總局安全播出管理的重中之重。在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，往往需要總局直接指揮相關(guān)地球站進(jìn)行相應(yīng)處置，而只有掌握各地球站技術(shù)系統(tǒng)配置，實(shí)時(shí)了解技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，才能及時(shí)制定工作決策，第一時(shí)間應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，確保播出安全。

各省衛(wèi)視節(jié)目一般采用scpc方式由本省衛(wèi)星地球站上行，一般3至4個(gè)省衛(wèi)視節(jié)目共用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，共處一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的地球站運(yùn)行安全息息相關(guān)，往往某個(gè)地球站的播出異態(tài)會(huì)導(dǎo)致同轉(zhuǎn)發(fā)器所有地球站的播出異態(tài)，因此，掌握同轉(zhuǎn)發(fā)器各地球站運(yùn)行狀態(tài)是各地球站的現(xiàn)實(shí)需求。而監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)之前，各地球站往往是在發(fā)生事故后，手動(dòng)調(diào)整頻譜儀來(lái)觀察同轉(zhuǎn)發(fā)器地球站下行頻譜，既不及時(shí)又不直觀，能夠掌握的信息很少。監(jiān)測(cè)平臺(tái)的建設(shè)將很好地解決各地球站需求，它不僅能以圖形化的方式實(shí)時(shí)展現(xiàn)地將轉(zhuǎn)發(fā)器及各地球站上行系統(tǒng)狀態(tài)、下行接收狀態(tài)，還能進(jìn)行事后查詢，更好地為各地球站安全播出服務(wù)。

各省安全播出管理部門對(duì)本省地球站的運(yùn)行狀態(tài)缺乏了解，往往是發(fā)生事故后，人工電話報(bào)告，對(duì)事故的處置非常不利。監(jiān)測(cè)平臺(tái)根據(jù)用戶身份，自動(dòng)將本省地球站及同轉(zhuǎn)發(fā)器各地球站的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)展現(xiàn)給各省安全播出管理部門，各省安全播出管理部門隨時(shí)可查看本省地球站運(yùn)行狀態(tài)，使得安全播出管理過(guò)程化成為可能。

全國(guó)各地球站均部署了運(yùn)行控制系統(tǒng)和網(wǎng)管系統(tǒng)，為采集本站上行系統(tǒng)各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)提供了技術(shù)支撐。同時(shí)，總局建設(shè)開發(fā)的安全播出指揮調(diào)度平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)已連通至各地球站，且在各地球站部署了指揮平臺(tái)終端，該終端可實(shí)現(xiàn)與指揮平臺(tái)總局核心節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)互通，使得各地球站運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)回傳至總局成為可能。

二.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.總體設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)原則

監(jiān)測(cè)平臺(tái)僅接收各地球站技術(shù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出，而不應(yīng)向地球站技術(shù)系統(tǒng)輸出任何數(shù)據(jù)，以避免干擾地球站技術(shù)系統(tǒng)正常運(yùn)行；

各地球站技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的采集應(yīng)保證一定的頻度，以確?？偩终莆障嚓P(guān)數(shù)據(jù)的及時(shí)性；

全系統(tǒng)應(yīng)具備一定的校時(shí)機(jī)制，以保證數(shù)據(jù)的有效性；

地球站數(shù)據(jù)上傳應(yīng)采用一定的壓縮和鑒別機(jī)制，既保證有效數(shù)據(jù)及時(shí)上傳，又不占用太大帶寬。

（2）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

總局核心節(jié)點(diǎn)與各地球站互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如圖1所示。

地球站網(wǎng)管系統(tǒng)和運(yùn)行控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集本站上行系統(tǒng)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，并通過(guò)串口連接至本站指揮平臺(tái)終端，在指揮平臺(tái)終端上部署采集器軟件，采集器對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后，通過(guò)指揮平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)上傳至總局核心節(jié)點(diǎn)，部署在總局核心節(jié)點(diǎn)的服務(wù)器對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、分類、存儲(chǔ)等處理，并通過(guò)圖形化軟件進(jìn)行顯示。

圖1 監(jiān)測(cè)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

圖2 監(jiān)測(cè)平臺(tái)軟件功能模塊圖

2.功能設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)平臺(tái)從功能上分為采集子系統(tǒng)、繪圖子系統(tǒng)和展現(xiàn)子系統(tǒng)。主要內(nèi)容見(jiàn)圖2.

采集子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)地球站運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，包括地球站端的采集代理客戶端和總局核心節(jié)點(diǎn)的服務(wù)器端，其中地球站端的采集代理客戶端部署在地球站指揮平臺(tái)終端計(jì)算機(jī)上，負(fù)責(zé)收集各地球站網(wǎng)管系統(tǒng)和運(yùn)行控制系統(tǒng)推送的數(shù)據(jù)，通過(guò)指揮平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)傳送至總局核心節(jié)點(diǎn)應(yīng)用服務(wù)器；應(yīng)用服務(wù)器部署中心服務(wù)端軟件，負(fù)責(zé)接收各采集代理客戶端傳送的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)與繪圖子系統(tǒng)和展現(xiàn)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞。

繪圖子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各地球站上行系統(tǒng)鏈路圖的上傳、更新和審核，包括繪圖代理客戶端、繪圖中心客戶端和繪圖中心服務(wù)端，其中各地球站在繪圖代理客戶端繪制本站系統(tǒng)鏈路圖，完成后上傳至核心節(jié)點(diǎn)應(yīng)用服務(wù)器，相關(guān)人員通過(guò)中心客戶端審核后，通過(guò)中心服務(wù)端進(jìn)行存儲(chǔ)、記錄等。

展現(xiàn)子系統(tǒng)通過(guò)瀏覽器頁(yè)面以多種形式實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的展現(xiàn)：一是通過(guò)中國(guó)地圖的形式形象顯示各站運(yùn)行狀態(tài)；二是全景展現(xiàn),以一副頁(yè)面的形式，將所有地球站上行系統(tǒng)的上行功率等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行展現(xiàn)；三是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器展現(xiàn),以轉(zhuǎn)發(fā)器為單位，將該轉(zhuǎn)發(fā)器上相關(guān)地球站的上行功率、下行接收載噪比等參數(shù)進(jìn)行展現(xiàn)；四是系統(tǒng)鏈路圖展現(xiàn),顯示某站的上行系統(tǒng)鏈路圖。

三.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.采用可靠的系統(tǒng)架構(gòu)，確保監(jiān)測(cè)平臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定

監(jiān)測(cè)平臺(tái)服務(wù)器端，采用web層、應(yīng)用層、存儲(chǔ)層三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，且應(yīng)用服務(wù)器、web服務(wù)器、磁盤陣列均配置了主備冗余，應(yīng)用服務(wù)器主備兩臺(tái)服務(wù)器采用HA雙機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)主備切換，web服務(wù)器通過(guò)負(fù)載均衡設(shè)備F5實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)的均衡分配，存儲(chǔ)層采用雙主控，雙電源、雙盤箱的全冗余結(jié)構(gòu)，確保數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全。系統(tǒng)拓?fù)鋱D見(jiàn)圖3。

圖3 監(jiān)測(cè)平臺(tái)核心節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

2.通過(guò)串口采集數(shù)據(jù)，確保地球站技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行安全

地球站代理客戶端與地球站網(wǎng)管系統(tǒng)及運(yùn)行控制系統(tǒng)通信采用串口方式，且在焊接串口接頭時(shí)，僅焊接了地線和接收線，沒(méi)有焊接發(fā)送線，從物理上確保了雙方通信的單向性，保證了監(jiān)測(cè)平臺(tái)不給上行系統(tǒng)帶來(lái)任何安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.C/S與B/S技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各項(xiàng)功能

為確保數(shù)據(jù)通信的可靠性，采集客戶端與服務(wù)器的數(shù)據(jù)推送，采用了C/S架構(gòu)，并建立了TCP長(zhǎng)連接，中斷后可自行恢復(fù)。

監(jiān)測(cè)平臺(tái)用戶包括總局用戶、各省科技處、調(diào)度中心及地球站，各省接入計(jì)算機(jī)終端配置不盡相同，因此在系統(tǒng)展現(xiàn)環(huán)節(jié)采用了B/S架構(gòu)，降低了對(duì)客戶端計(jì)算機(jī)的配置要求，也提高了系統(tǒng)的通用性。

4.采用數(shù)據(jù)過(guò)濾功能，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬有效利用

由于各地球站代理計(jì)算機(jī)與總局服務(wù)器之間的帶寬有限，不能夠?qū)⒋碛?jì)算機(jī)串口接收到的所有數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)了根據(jù)數(shù)據(jù)變化量進(jìn)行過(guò)濾后上傳的功能。數(shù)據(jù)過(guò)濾定義是，界定各個(gè)傳輸參數(shù)的變化量范圍，對(duì)于過(guò)濾以內(nèi)的值不進(jìn)行上傳，只有功率變化量超出過(guò)濾值時(shí)才進(jìn)行過(guò)濾，數(shù)據(jù)過(guò)濾配置在采集中心服務(wù)端進(jìn)行設(shè)定，過(guò)濾包括所有上傳設(shè)備的所有參數(shù)信息。

5.設(shè)置自動(dòng)校時(shí)功能，確保系統(tǒng)時(shí)間的統(tǒng)一性

服務(wù)器定時(shí)向各地球站代理客戶端發(fā)送校時(shí)指令，校時(shí)指令中包括服務(wù)器的當(dāng)前時(shí)間，各客戶端收到校時(shí)指令后，自動(dòng)修改本機(jī)時(shí)間，以保證本機(jī)時(shí)間與服務(wù)器時(shí)間一致，從而確保了整個(gè)系統(tǒng)時(shí)間的統(tǒng)一性。

6.采用圖片、FLASH技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各頁(yè)面的美觀展現(xiàn)

為實(shí)現(xiàn)美觀、易用的目的，系統(tǒng)采用了大量圖片及flash技術(shù)，將枯燥的數(shù)據(jù)形象化，將復(fù)雜的業(yè)務(wù)抽象化，即直觀展現(xiàn)了各地球站運(yùn)行狀態(tài)，又將日常安全播出管理中需要關(guān)注的數(shù)據(jù)形象展示，保證了總局隨時(shí)掌握全國(guó)各地球站運(yùn)行狀態(tài)，提高了工作效率。圖4、圖5分別是以地圖形式和模擬載波形式展現(xiàn)各地球站運(yùn)行狀態(tài)。

監(jiān)測(cè)平臺(tái)的建設(shè)，為總局實(shí)時(shí)或事后了解各地球站運(yùn)行參數(shù)提供了依據(jù)，使得各省局了解本省地球站和同轉(zhuǎn)發(fā)器地球站實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)成為可能，同時(shí)促進(jìn)了各地球站網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)和完善。監(jiān)測(cè)平臺(tái)上線至今，多次在總局處置地球站突發(fā)事件和播出事故中發(fā)揮了重要作用，已成為總局安全播出指揮調(diào)度的重要技術(shù)支撐手段，是安全播出從結(jié)果化管理向過(guò)程化管理的成功實(shí)踐。

圖4 監(jiān)測(cè)平臺(tái)地圖展現(xiàn)形式

圖5 模擬載波形式展現(xiàn)各站運(yùn)行狀態(tài)