文丨徐 翔

（浙江省余姚市廣播電視臺，浙江余姚 315400）

1 系統(tǒng)背景概述

廣播電視傳輸網(wǎng)絡的安全，直接關(guān)系到國家安全、社會穩(wěn)定以及廣播電視宣傳工作的正常進行。目前數(shù)字化是當前世界科技發(fā)展的必然趨勢，是國家信息化的必然要求。整個廣電行業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型，數(shù)字電視的實施，徹底改變了廣播電視業(yè)務運營方式。在現(xiàn)階段我國大部分廣播電視播出監(jiān)控機房數(shù)字化播出改造后一般需要監(jiān)測的電視信號有幾十路到上百路，頻道數(shù)目越來越多的同時，也帶來了許多新的問題：

（1）傳統(tǒng)的CRT監(jiān)視器構(gòu)成的電視墻成本高、熱量高、體積大、功耗大，而且顯示單一；

（2）依靠人工職守，效率不高，無法顧及所有頻道的安全運行；

（3）現(xiàn)存設備功能單一，不適合國內(nèi)機房要求，不能有效輔助值班人員進行日常值守；

（4）監(jiān)測報警的智能化程度不足，不能及時提醒值班人員出現(xiàn)故障或無法準確告知故障類型。

基于以上目的及需求，為了確保有線電視節(jié)目高質(zhì)量安全傳輸，迫切需要建設一套有線數(shù)字電視、數(shù)字音頻廣播監(jiān)測系統(tǒng)。

2 總體思路和系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 QAM信號多畫面顯示與信道碼流監(jiān)測

要求監(jiān)測系統(tǒng)完成調(diào)制器輸出并混合后的末端QAM信號24路頻點的監(jiān)測（節(jié)目數(shù)量約160左右）。要求系統(tǒng)實時監(jiān)測QAM信號的信道同步鎖定、碼流同步丟失、信號強度（載波功率）、信號質(zhì)量（噪聲指示）、有效強度（載噪比）、MER、EVM、星座圖、誤碼率（RS糾錯之前和之后）、節(jié)目靜幀、黑場、靜音、音視頻丟失、聲道、音量大小等等參數(shù)，系統(tǒng)需要完成節(jié)目內(nèi)容和信號質(zhì)量的監(jiān)測，節(jié)目畫面通過大屏幕進行多畫面顯示。

2.2 RF模擬有線電視信號和自辦頻道的播出信號監(jiān)測

要求系統(tǒng)具備42套RF模擬有線電視節(jié)目的監(jiān)測功能及本臺3套自辦節(jié)目的畫面的監(jiān)測，可做到節(jié)目內(nèi)容多畫面顯示監(jiān)測和信號質(zhì)量參數(shù)的監(jiān)測。節(jié)目質(zhì)量監(jiān)測包括視音頻載波電平，V/A比等參數(shù)的監(jiān)測。

系統(tǒng)組成：

2臺BHC2000工業(yè)機箱

系統(tǒng)配備2臺BHC2000工業(yè)機箱，每臺機箱可放置4塊不同功能的板卡。

3塊BHQA28多通道QAM監(jiān)測卡

系統(tǒng)通過3塊BHQA28多通道QAM監(jiān)測卡，完成24個頻點QAM信號信道和碼流層面的實時監(jiān)測和分析。

3塊BHIP22多通道IP碼流解擾卡

系統(tǒng)通過3塊BHIP22多通道IP碼流解擾卡完成24個頻點碼流的實時解擾，將解擾后清流通過交換機發(fā)送給多畫面顯示主機完成節(jié)目畫面解碼顯示監(jiān)測。

6臺TrinityAres-Display多畫面顯示監(jiān)測報警主機

通過交換機接收監(jiān)測前端實時發(fā)送的組播TS流，完成視音頻內(nèi)容的解碼，通過大屏幕顯示設備完成節(jié)目多畫面顯示和實時監(jiān)測信息顯示。每臺主機可以支持40套數(shù)字電視節(jié)目的監(jiān)測和顯示，可輸出2路VGA/DVI信號到兩塊大屏幕進行顯示。4臺主機完成多達160套標清數(shù)字電視節(jié)目的多畫面顯示和監(jiān)測信息。對監(jiān)測到的故障和異常提供多種方式的報警，具備時段錄像和故障提前觸發(fā)錄像功能，通過數(shù)據(jù)庫對監(jiān)測信息和錄像文件進行存儲、管理和查詢，具備成熟的多級用戶管理功能，支持遠程訪問和操作

1臺TrinityAres-QAM信道碼流監(jiān)測集中監(jiān)管服務器

集中顯示所有信道碼流參數(shù)監(jiān)測信息和故障報警信息，實時監(jiān)測QAM信號的載波功率、信道同步鎖定、碼流同步丟失、信號強度（載波功率）、信號質(zhì)量（噪聲指示）、有效強度（載噪比）、MER、EVM、誤碼率（RS糾錯之前和之后）、流帶寬和節(jié)目帶寬等參數(shù)，通過網(wǎng)絡統(tǒng)一管理所有監(jiān)測前端和修改監(jiān)測參數(shù)。

1套42路RemoteAres模擬監(jiān)測系統(tǒng) 完成42路模擬電視節(jié)目信號

在信號出現(xiàn)黑場、靜幀、視音頻丟失、音頻過高過低、臺標異常時及時提供語音報警，提醒值班人員及時關(guān)注并解決故障。系統(tǒng)在提出報警的同時自動記錄故障發(fā)生時刻該頻道的提前30S錄像，保存完整的錄像記錄。同時利用射頻場強測量終端用于對返回的開路接收RF信號進行場強的測量，并將測量結(jié)果通過以太網(wǎng)分別送至各自監(jiān)測主機。并自動按時段設置自動對測量值進行數(shù)據(jù)庫記錄。

1臺千兆網(wǎng)絡交換機

整個監(jiān)測系統(tǒng)IP網(wǎng)絡構(gòu)架的樞紐，所有碼流和監(jiān)測信息通過交換機進行IP組播。

1套報警監(jiān)聽音箱

所有監(jiān)測主機輸出的報警語音和節(jié)目伴音音頻信號通過報警服務器軟件進行處理，集中輸出給1對報警監(jiān)聽音箱進行監(jiān)聽。

1臺KVM切換器

彈性模量是土體特征的一個關(guān)鍵參數(shù),反映了所敷設土的軟硬程度.為了研究對管道變形的影響,在保證其他參數(shù)不變情況下,從軟到硬對不同彈性模量的土基進行分析比較,得到對管道變形的影響關(guān)系曲線如圖6所示.

所有主機輸出VGA信號給KVM切換器，同時接入鼠標鍵盤控制線，這樣通過KVM切換器，僅僅使用一套鼠標、鍵盤和顯示器就可以完成對所有主機的操作控制和操作臺上的監(jiān)看。

3 播出機房監(jiān)測系統(tǒng)功能概述

3.1 數(shù)字多畫面顯示和視音頻監(jiān)測（TrinityAres-Display多畫面顯示監(jiān)測報警主機）

采用高性能硬件配置基礎(chǔ)，結(jié)合成熟和優(yōu)秀的系統(tǒng)軟件，可支持多達40套以上節(jié)目的視音頻組合顯示，并且跟隨硬件技術(shù)發(fā)展和軟件的升級，應具備相應的擴展能力，能輕松地實現(xiàn)將來增加節(jié)目的顯示和監(jiān)測的需求。

每臺主機可以輸出兩路VGA/DVI信號，把40套以上節(jié)目的畫面分別輸出到2個大屏上顯示。輸出畫面為原始無壓縮數(shù)據(jù)，指標清晰，支持分辨率高達1920×1080。可以任意選擇TS over IP組播碼流，任意選擇節(jié)目，進行畫面組合監(jiān)聽、監(jiān)看和監(jiān)測。實時顯示節(jié)目伴音音量柱、支持模擬/數(shù)字時鐘顯示，可以疊加自定義圖片。

支持畫面的任意組合，可以快速的配置顯示方案?？梢栽谌我庵鳈C上通過IP網(wǎng)絡對多畫面顯示監(jiān)測報警主機進行多畫面組合顯示的配置，而無需在監(jiān)測主機上操作。

任何一個電視頻道畫面可以放大到全屏，同時監(jiān)聽此頻道聲音。支持高清數(shù)字電視節(jié)目顯示和監(jiān)測，可以與標清節(jié)目同屏組合顯示。

節(jié)目內(nèi)容實時監(jiān)測報警，包括：靜幀、黑場、視音頻丟失、聲音過高/過低等。對音頻監(jiān)測分為左、右、雙聲道，三種方式監(jiān)測和監(jiān)聽。在畫面上顯示監(jiān)測信息和故障報警信息。

支持語音、日志、狀態(tài)燈報警，并可以擴展短信、電話等更多報警方式。

可以實時直接錄制碼流，沒有文件大小和時間的限制，只受硬盤空間的限制。

3.2 數(shù)字信道和碼流監(jiān)測集中顯示和報警（TrinityAres-QAM信道碼流監(jiān)測集中監(jiān)管主機）

所有信道和碼流監(jiān)測參數(shù)都可獨立設置故障觸發(fā)碼流錄制，可以對碼流錄制的文件大小、持續(xù)時間和提前錄制時間進行設定。

碼流帶寬分析信息顯示和統(tǒng)計，包括：最大值、最小值、當前值、CA信息占用帶寬。

CA監(jiān)測信息顯示，可以實時監(jiān)測ECM、EMM的有無、帶寬是否溢出和CW加密控制字是否按時間間隔發(fā)生變化等。

支持QAM信道參數(shù)、碼流的詳細分析。集中語音報警，支持語音、文字、日志、標識、網(wǎng)絡等多種報警方式，還可擴展電話、短信、報警燈等。

支持數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及可視化報表功能，支持表報打印輸出。

可以實時監(jiān)測所有監(jiān)測前端工作狀態(tài)，查詢?nèi)我忸l點和碼流的監(jiān)測數(shù)據(jù)，調(diào)用選定時段的故障觸發(fā)錄制存儲的碼流進行下載和播放。

可以從碼流中任選1套節(jié)目實時解碼顯示視音頻內(nèi)容。

根據(jù)分級用戶權(quán)限進行操作和管理。

4 總 結(jié)

本系統(tǒng)內(nèi)的所有設備工作在專用網(wǎng)絡內(nèi)，監(jiān)測設備與傳輸鏈路并行，不影響現(xiàn)有播出系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，在各個環(huán)節(jié)對信號進行有效的監(jiān)管，起到協(xié)助機房人員快速判斷故障點和均衡信道資源的作用。系統(tǒng)是一個監(jiān)測系統(tǒng)，它有別于目前市面存在的碼流分析儀器。它基于數(shù)字電視監(jiān)測的實際需求，非常適用于日常監(jiān)測工作。其次，系統(tǒng)充分考慮到了中國人的操作習慣，采用全中文操作界面，簡單易用，充分體現(xiàn)了人性化設計，使用者只需通過眼觀耳聽即可了解到數(shù)字信號在那個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，從根本上減輕了機房值班人員的勞動強度。