王 磊

（棗莊電視轉(zhuǎn)播臺，山東 棗莊 277000）

1 項(xiàng)目概述

棗莊電視轉(zhuǎn)播臺承擔(dān)棗莊市棗莊廣播電視臺的4 套調(diào)頻廣播節(jié)目和中央及山東省3 套地面數(shù)字電視節(jié)目的覆蓋任務(wù)，作為地市級的核心發(fā)射臺，安全播出保障工作的責(zé)任尤其重大。

為了更好地貫徹國家廣播電視總局《關(guān)于促進(jìn)智慧廣電發(fā)展的指導(dǎo)意見》中加快智慧廣電安全與監(jiān)管體系建設(shè)的要求，更好地提升對調(diào)頻廣播安全播出的保障能力，棗莊廣播電視臺技術(shù)團(tuán)隊(duì)設(shè)計了一套調(diào)頻廣播鏈路節(jié)點(diǎn)監(jiān)測系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)對整個調(diào)頻廣播傳輸鏈路的全景化監(jiān)管，進(jìn)一步提高對調(diào)頻發(fā)射工作的運(yùn)維管理手段能力和效率，達(dá)到高效、便捷、安全的監(jiān)測監(jiān)管目標(biāo)。同時，本系統(tǒng)也是下一步將要建設(shè)的棗莊電視轉(zhuǎn)播臺綜合播控監(jiān)控管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)之一，是本臺播出綜合監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對調(diào)頻廣播信號傳輸鏈路部分的監(jiān)測[1]。

2 建設(shè)目標(biāo)

根據(jù)廣播電視安全播出的技術(shù)要求以及當(dāng)前的工作需求，此次項(xiàng)目建設(shè)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對4 個調(diào)頻頻點(diǎn)節(jié)目源信號、入機(jī)信號、空收信號的監(jiān)測。4 個頻點(diǎn)的相關(guān)信息如表1 所示，具體監(jiān)測內(nèi)容如下。

表1 棗莊電視轉(zhuǎn)播臺具體監(jiān)測內(nèi)容

（1）監(jiān)測4 套調(diào)頻發(fā)射機(jī)主、備機(jī)AES/EBU 信號源及信號傳輸鏈路的各節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對信號傳輸?shù)娜^程監(jiān)控。目前，調(diào)頻廣播的每一套節(jié)目信號源都通過兩路光纜和一路數(shù)字微波傳輸，南北兩路光纜線路為一主一備，其中北路光纜作為主用信號源，數(shù)字微波作為第三備份。監(jiān)測系統(tǒng)需要對光接收機(jī)及數(shù)字微波的解調(diào)信號、切換器輸出信號、發(fā)射機(jī)播出信號三個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測的內(nèi)容包括信號源及空收信號的質(zhì)量、異常情況出現(xiàn)時信號狀態(tài)的記錄和存儲等[2]。

（2）實(shí)現(xiàn)對傳輸鏈路各節(jié)點(diǎn)直觀、可視化的監(jiān)測。系統(tǒng)實(shí)時展現(xiàn)各節(jié)目信號源的實(shí)際鏈路流程和信號實(shí)時流水走向，針對每一個節(jié)點(diǎn)，可選擇是否疊加節(jié)點(diǎn)音頻，并可選擇任意一路音頻信號進(jìn)行監(jiān)聽，支持對傳輸鏈路上各節(jié)點(diǎn)的設(shè)備如音頻處理器、編解碼器、微波接收機(jī)及光纖接收機(jī)等利用設(shè)備提供的通信協(xié)議實(shí)時工況進(jìn)行查看。

（3）建立數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲，包括正常信號數(shù)據(jù)、異常信號數(shù)據(jù)的存儲和查詢，以及對異常信號進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和比對；對各類監(jiān)控信息生成報表，并對報表進(jìn)行管理。

3 監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)整體的設(shè)計思路是：由現(xiàn)場控制級、集中操作監(jiān)視級、綜合信息管理級三層體系結(jié)構(gòu)的集散控制（Distributed System Control，DSC）技術(shù)與面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）相結(jié)合，保障系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，擴(kuò)展性強(qiáng)。軟件的設(shè)計基于Windows 運(yùn)行環(huán)境，核心代碼采用I/O 復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)對各部分的管理與控制。管理平臺采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）加客戶端/服務(wù)器（Client/Server，C/S）的架構(gòu)，B/S 端負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的配置、管理、查詢及部署任務(wù)，C/S 端負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的展示、控制及操作[3-4]。

3.1 系統(tǒng)整體設(shè)計

系統(tǒng)總體按照接入層、匯聚層、服務(wù)層三層結(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模式，由調(diào)頻節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)、多畫面監(jiān)測報警系統(tǒng)、節(jié)傳鏈路監(jiān)測子系統(tǒng)、多通道信號監(jiān)測主機(jī)及其他相關(guān)設(shè)備組成。接入層由光接收及微波等信號源設(shè)備、切換器、AES/EBU 信源編碼卡、FM 調(diào)諧編碼卡等設(shè)備組成，實(shí)現(xiàn)對各節(jié)點(diǎn)信源的采集和編碼；匯聚層由華為三層交換機(jī)和路由器組成，實(shí)現(xiàn)IP 數(shù)據(jù)流在以太網(wǎng)中的傳輸；服務(wù)層通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對匯聚層連接通信，獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲并實(shí)現(xiàn)監(jiān)控所需的各項(xiàng)功能[5]。

系統(tǒng)使用的多通道信號監(jiān)測主機(jī)采用插卡式設(shè)計，每張板卡獨(dú)立工作，維修容易且拓展能力強(qiáng)。同時，系統(tǒng)管理平臺的功能也具備可拓展性，滿足臺站節(jié)目管理、點(diǎn)播、報表統(tǒng)計等功能，系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D1 所示。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

兩路光纜及微波的每一路信號經(jīng)解調(diào)后輸出4路AES/EBU 信號共12 路信號，其中兩組光纜與一路微波傳輸相同節(jié)目的信號源，每三路為一組接入每一套節(jié)目對應(yīng)的切換器，作為四套調(diào)頻發(fā)射機(jī)播出的信號源。整改信號傳輸鏈路中，信號輸入端的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)有兩個，所以光接收機(jī)和微波解調(diào)器之后為第一節(jié)點(diǎn)，設(shè)置為第一個監(jiān)測點(diǎn)；切換器輸出與發(fā)射機(jī)激勵器之間為第二節(jié)點(diǎn)，設(shè)置為第二個監(jiān)測點(diǎn)；調(diào)諧接收發(fā)射機(jī)的播出信號為第三節(jié)點(diǎn)，設(shè)置為第三監(jiān)測點(diǎn)。第一、二節(jié)點(diǎn)通過AES 信源編碼卡編碼成mp3 格式的數(shù)據(jù)流輸出，以單播或組播方式發(fā)送編碼數(shù)據(jù)流到交換機(jī)。

3.2 硬件設(shè)備構(gòu)成

本系統(tǒng)使用4 塊AES/EBU 信號源音頻編碼板卡、1 塊廣播調(diào)諧監(jiān)測板卡采集全部所需監(jiān)測的信號，具有良好的冗余與拓展性。這些板卡安裝在MD7000 多通道信號監(jiān)測主機(jī)中，實(shí)現(xiàn)對調(diào)頻廣播的發(fā)射信號、接收解調(diào)信號進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)看、對ASI和IP 碼流信號進(jìn)行碼流信息監(jiān)測。該設(shè)備采用插卡式機(jī)箱設(shè)計，有9 個板卡卡槽，每塊板卡支持4 路音頻采集；機(jī)箱為標(biāo)準(zhǔn)4 U 機(jī)箱，可處理AES/EBU、模擬音頻/音視頻、ASI、IP、DTMB、模擬電視以及FM/AM 等多種封裝和編碼類型的信號。

設(shè)備主要有兩個特點(diǎn)：一是可通過1 臺設(shè)備監(jiān)測調(diào)頻廣播信號源與空收解調(diào)信號，兼容ASI 信號、DTMB 信號，采用插卡式設(shè)計，具有9 個板卡卡槽，本方案使用了5 塊板卡，在未來頻點(diǎn)增加或其他信號源及節(jié)點(diǎn)監(jiān)測時只需要增加相應(yīng)的板卡即可；二是設(shè)備易于維護(hù)，各路板卡獨(dú)立工作，拆卸方便。當(dāng)某塊板卡出現(xiàn)問題，只需將問題板卡寄回生產(chǎn)廠家維修，其他板卡仍可正常工作，能夠保證其他節(jié)目的正常監(jiān)測。

4 管理軟件系統(tǒng)

節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)采用一臺MD9000 多畫面監(jiān)測服務(wù)器運(yùn)行本監(jiān)管系統(tǒng)。系統(tǒng)采用B/S+C/S 架構(gòu)設(shè)計，通過網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)測主機(jī)的各個硬件，對其進(jìn)行設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、編碼及傳輸設(shè)置以及監(jiān)測設(shè)置。通過不同的設(shè)置，對所監(jiān)測各路信號的正常范圍和報警界限進(jìn)行設(shè)定，對音頻信號出現(xiàn)的無音頻、音量過高、音量過低等情況進(jìn)行監(jiān)測報警。當(dāng)信號鏈路各節(jié)點(diǎn)處于正常工作狀態(tài)，按照預(yù)設(shè)的程序進(jìn)行輪巡監(jiān)測。當(dāng)出現(xiàn)異常信息，系統(tǒng)立即將故障信息畫面顯示到對應(yīng)的窗口上，同時在畫面疊加顯示告警字符，發(fā)出音頻提示用戶進(jìn)行故障處理。軟件系統(tǒng)主要具有以下功能。

（1）顯示功能。對鏈路各個節(jié)點(diǎn)的AES 信號通過彩色音柱進(jìn)行顯示，最多以720×576 的分辨率顯示24 個窗口畫面，同時，系統(tǒng)支持以1 920×1 080的分辨率顯示5 個窗口。屏幕顯示的內(nèi)容可根據(jù)需要靈活布局，可以對全部的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)進(jìn)行隨意組合顯示，對任意的顯示窗口都可以全屏顯示。

（2）數(shù)據(jù)存儲功能。系統(tǒng)設(shè)置常規(guī)監(jiān)測錄音和故障報警觸發(fā)錄音功能，所有的錄音生產(chǎn)數(shù)據(jù)文件記入數(shù)據(jù)庫，常規(guī)監(jiān)測錄音的保存時間為一個月，故障信息數(shù)據(jù)保存一年。

（3）信號質(zhì)量監(jiān)測及功能。監(jiān)測各個節(jié)點(diǎn)AES信號的誤碼率、信號電平等信息，支持星座圖模式。可任意調(diào)整音頻信號故障的時間門限、電平幅度、載波等的閾值。超出設(shè)定參數(shù)，系統(tǒng)提供故障報警，報警方式為語音提示和顯示窗口提示。

（4）輪詢監(jiān)聽功能。根據(jù)工作需要設(shè)置不同節(jié)目及節(jié)點(diǎn)的聲音，按照設(shè)定的間隔時間輸出音頻信號到監(jiān)聽設(shè)備。可設(shè)定對重點(diǎn)節(jié)目進(jìn)行實(shí)時的不間斷監(jiān)聽，對非重點(diǎn)節(jié)目進(jìn)行輪巡監(jiān)聽。

5 傳輸鏈路節(jié)點(diǎn)監(jiān)測子系統(tǒng)

傳輸鏈路節(jié)點(diǎn)監(jiān)測子系統(tǒng)作為管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)模塊，實(shí)現(xiàn)對整個傳輸鏈路各個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直觀化的展示。通過仿真方式設(shè)計系統(tǒng)界面，把整個信號鏈路傳輸?shù)牧鞒?、三個節(jié)點(diǎn)的音頻監(jiān)聽和運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄等融于子系統(tǒng)中。監(jiān)測系統(tǒng)與監(jiān)控管理系統(tǒng)平臺共享數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)分級管理，可以直觀方便并實(shí)時掌握傳輸鏈路各節(jié)點(diǎn)設(shè)備的工作狀態(tài)與集中控制，進(jìn)一步與即將建設(shè)的綜合監(jiān)測管理平臺內(nèi)的其他子系統(tǒng)合并部署，從而不斷完善本臺對播出管理工作不斷提升的需求。

6 結(jié)語

本系統(tǒng)的設(shè)計緊緊圍繞棗莊電視轉(zhuǎn)播臺調(diào)頻發(fā)射監(jiān)控工作的實(shí)際需求，以分層式結(jié)構(gòu)、模塊化IP 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計思路，實(shí)現(xiàn)了對調(diào)頻廣播信號傳輸鏈路各個節(jié)點(diǎn)的實(shí)時監(jiān)測，進(jìn)一步完善了棗莊電視轉(zhuǎn)播臺原有的調(diào)頻廣播播出監(jiān)測系統(tǒng)，有效地幫助技術(shù)管理人員和值班人員對調(diào)頻節(jié)目播出情況進(jìn)行高質(zhì)量的監(jiān)管，極大地提高了技術(shù)保障水平和設(shè)備維護(hù)效率。