潘 麟，蘇 洪

（四川廣播電視臺(tái)，四川 成都 610041）

0 引言

四川廣播電視臺(tái)廣播傳輸和監(jiān)測系統(tǒng)負(fù)責(zé)對廣播信號(hào)進(jìn)行安全傳輸和自臺(tái)監(jiān)測管控。本系統(tǒng)與廣播總控機(jī)房、電視傳輸機(jī)房、調(diào)頻發(fā)射臺(tái)、省網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、701微波站、702衛(wèi)星上行站等有密切的業(yè)務(wù)往來，涉及的傳輸路由、傳輸方式、信號(hào)種類十分煩雜，技術(shù)環(huán)節(jié)多，安全播出任務(wù)重。

作為廣播節(jié)目信號(hào)傳輸樞紐和自臺(tái)監(jiān)測中心，本系統(tǒng)需要對傳輸鏈路不同方向、不同路由、不同類型的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測管控、切換調(diào)度。由于監(jiān)測節(jié)目套數(shù)、監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、信號(hào)路由多，本系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)測設(shè)備，對各節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測告警和節(jié)目轉(zhuǎn)發(fā)。同時(shí)，為便于排查處置故障，保證信號(hào)傳輸安全可靠，采用智能化的播出告警和切換系統(tǒng)。

1 傳輸鏈路

本系統(tǒng)選擇安全高效的傳輸方式，合理規(guī)劃傳輸路由，構(gòu)建多路由、多方式的廣播信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)，保證各節(jié)點(diǎn)信號(hào)安全傳輸，并為今后業(yè)務(wù)擴(kuò)展預(yù)留通道。本系統(tǒng)構(gòu)建了多技術(shù)手段、多傳輸路由的傳輸鏈路，完成各節(jié)點(diǎn)的冗余信號(hào)傳輸，如圖1所示。

圖1 傳輸鏈路

廣播總控機(jī)房將主備廣播節(jié)目信號(hào)通過數(shù)字音頻光端機(jī)送至調(diào)頻發(fā)射機(jī)房，通過數(shù)字音頻電纜和數(shù)字音頻光端機(jī)送至廣播傳輸監(jiān)測機(jī)房；廣播傳輸監(jiān)測機(jī)房將編碼復(fù)用后的多路廣播節(jié)目TS流信號(hào)通過TS流光端機(jī)送至電視傳輸機(jī)房，通過網(wǎng)絡(luò)適配器送至省網(wǎng)SDH光纖自愈環(huán)[1]，將電視傳輸機(jī)房回傳的廣播電視打包成TS流信號(hào)通過微波送至高塔發(fā)射臺(tái)和702衛(wèi)星上行站；電視傳輸機(jī)房將廣播電視打包成TS流信號(hào)通過TS流光端機(jī)送至高塔發(fā)射臺(tái)，通過網(wǎng)絡(luò)適配器送至SDH光纖自愈環(huán)。

2 信號(hào)監(jiān)測

在建設(shè)信號(hào)傳輸鏈路的同時(shí)，在傳輸監(jiān)測機(jī)房構(gòu)建集節(jié)目傳輸與網(wǎng)絡(luò)化智能化全域監(jiān)控為一體的技術(shù)平臺(tái)。通過在傳輸鏈路各節(jié)點(diǎn)設(shè)置監(jiān)測監(jiān)控點(diǎn)，將傳輸核心業(yè)務(wù)與監(jiān)測監(jiān)控有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣播信號(hào)源、TS流信號(hào)、上星信號(hào)、衛(wèi)星下行信號(hào)、開路FM信號(hào)等全流程智能化監(jiān)測監(jiān)控。本系統(tǒng)建立了關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)音頻、碼流錄制系統(tǒng)和用于存儲(chǔ)操作記錄、定時(shí)數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)、報(bào)警信息等的數(shù)據(jù)庫，方便事件回溯查詢。同時(shí)，通過統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng)對機(jī)房電源、機(jī)房環(huán)境、設(shè)備/接口工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測告警。如圖2所示。

圖2 監(jiān)測拓?fù)鋱D

為減輕服務(wù)器的運(yùn)算工作量和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，系統(tǒng)采用具有不同功能的嵌入式監(jiān)測板卡，以分布式的方式對各節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行采集、分析、告警、壓縮、轉(zhuǎn)發(fā)。所有監(jiān)測板卡的監(jiān)測數(shù)據(jù)、告警信息、節(jié)目轉(zhuǎn)碼數(shù)據(jù)都通過機(jī)房千兆以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸，經(jīng)彩條監(jiān)看服務(wù)器、多畫面服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、錄制服務(wù)器、Web服務(wù)器處理之后，在監(jiān)測大屏、監(jiān)測客戶端上對各節(jié)點(diǎn)信號(hào)狀況、參數(shù)信息、告警信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)化、智能化展示，對告警日志、操作日志和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)音頻、碼流、參數(shù)進(jìn)行錄制記錄。值班人員能通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽監(jiān)看各節(jié)點(diǎn)監(jiān)測信號(hào)，以及聲光告警、監(jiān)測界面彩條、視頻畫面、參數(shù)信息、動(dòng)態(tài)流程圖、系統(tǒng)智能提示等，對各類故障進(jìn)行快速判斷處置。

（1）AES/EBU信號(hào)監(jiān)測。廣播總控機(jī)房送來的主備AES/EBU信號(hào)源經(jīng)分配后進(jìn)入數(shù)字音頻監(jiān)測板卡，構(gòu)成包含主、備AES/EBU信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)矩陣，實(shí)現(xiàn)對信號(hào)源的監(jiān)測[2]和智能調(diào)用。

（2）TS碼流信號(hào)監(jiān)測。在主備編碼復(fù)用器輸出、TS流自動(dòng)切換板卡輸出、切換矩陣輸出、回傳TS流光端機(jī)輸出設(shè)置了監(jiān)測點(diǎn)，通過TS流監(jiān)測板卡對廣播傳輸監(jiān)測機(jī)房多路正傳TS流信號(hào)和電視傳輸機(jī)房回傳TS流信號(hào)進(jìn)行分析、監(jiān)測和告警。監(jiān)測板卡具備碼流結(jié)構(gòu)分析、PSI/SI表格分析、碼率分析、PCR分析、TR101290三層告警、TS over IP等多種功能[3]，能將分析告警結(jié)果和監(jiān)測TS流匯總到網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中處理。

（3）衛(wèi)星下行信號(hào)監(jiān)測。QPSK監(jiān)測板卡對機(jī)房衛(wèi)星接收機(jī)的環(huán)出L波段信號(hào)進(jìn)行分析、監(jiān)測和告警，實(shí)時(shí)監(jiān)測碼流參數(shù)和星座圖。

（4）開路信號(hào)監(jiān)測。接收成都地區(qū)發(fā)射的四川廣播電視臺(tái)廣播FM信號(hào)，經(jīng)過分配放大后，送入開路監(jiān)測板卡。各監(jiān)測板卡按照預(yù)設(shè)頻點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容包括電平、調(diào)制度等。

（5）設(shè)備/環(huán)境監(jiān)測。本系統(tǒng)建立了統(tǒng)一的網(wǎng)管軟件，通過環(huán)境監(jiān)測板卡、設(shè)備串口/網(wǎng)口，對機(jī)房電源、機(jī)房環(huán)境、系統(tǒng)各設(shè)備/接口工作狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一的呈現(xiàn)、管理和告警。

3 信號(hào)切換調(diào)度

本系統(tǒng)利用AES/EBU網(wǎng)絡(luò)矩陣、編碼復(fù)用平臺(tái)信號(hào)切換、TS流自動(dòng)切換板卡構(gòu)建了完善的三級(jí)智能切換調(diào)度系統(tǒng)。信號(hào)傳輸故障如發(fā)生在本機(jī)房內(nèi)，監(jiān)測系統(tǒng)將對故障進(jìn)行智能化判斷和處理，按照事先設(shè)置好的應(yīng)急操作流程和處置程序提供一鍵式智能應(yīng)急處置方案，提醒工作人員及時(shí)處置。如在限定時(shí)間內(nèi)（預(yù)先設(shè)定）值班人員不進(jìn)行確認(rèn)，則自動(dòng)進(jìn)行應(yīng)急切換和處置，確保傳輸系統(tǒng)正常運(yùn)行，并將事件發(fā)生時(shí)間、故障原因、故障點(diǎn)、故障頻率、切換操作等進(jìn)行記錄，以備故障的回溯。如圖3所示。

圖3 信號(hào)切換調(diào)度圖

主備編碼復(fù)用平臺(tái)輸出TS流信號(hào)進(jìn)入TS流自動(dòng)切換板卡，根據(jù)預(yù)設(shè)閾值，在TS流自動(dòng)切換板卡完成智能監(jiān)測、判斷、切換和輸出。檢修編碼復(fù)用平臺(tái)以AES/EBU監(jiān)測板卡組成的網(wǎng)絡(luò)矩陣為信號(hào)源，輸出TS流同主備編碼復(fù)用平臺(tái)輸出TS流一起進(jìn)入切換矩陣，作為主備編碼復(fù)用平臺(tái)檢修或發(fā)生故障時(shí)的應(yīng)急信號(hào)。系統(tǒng)三套編碼復(fù)用平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行，經(jīng)過TS流自動(dòng)切換板卡或切換矩陣后，輸出多路TS流信號(hào)。

（1）AES/EBU網(wǎng)絡(luò)矩陣。AES/EBU信號(hào)源經(jīng)過分配后進(jìn)入AES/EBU監(jiān)測板卡，這些板卡除了采集功能，還同時(shí)具備完整的本地輸出、交叉網(wǎng)絡(luò)源輸出、本地分析、異常處理等功能。主備AES/EBU監(jiān)測板卡組成網(wǎng)絡(luò)矩陣，每一塊監(jiān)測板卡除了完成監(jiān)控任務(wù)，還對輸入的AES/EBU信號(hào)進(jìn)行切換調(diào)度，智能選取主備信號(hào)，為檢修平臺(tái)提供可靠的信號(hào)源。

（2）編碼復(fù)用平臺(tái)信號(hào)切換。主備編碼復(fù)用平臺(tái)可通過設(shè)備總線實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)SPTS層的切換，單塊編碼板對多路音頻編碼后也能夠通過MPTS方式輸出，編碼板與復(fù)用板相互獨(dú)立，通過DVB-ASI方式連接。

（3）TS流自動(dòng)切換板卡。TS流自動(dòng)切換板卡具備兩路TS流輸入與兩路TS流切換分配輸出功能，兩路輸出分別具有斷電直通功能，在輸入出現(xiàn)故障時(shí)可按設(shè)定的切換邏輯自動(dòng)切換到另一通道。同時(shí)還可進(jìn)行MPTS碼流到SPTS碼流的轉(zhuǎn)換，并把MPTS、SPTS碼流轉(zhuǎn)換成IP網(wǎng)絡(luò)信號(hào)輸出。切換方式包括手動(dòng)、自動(dòng)切換兩種模式。自動(dòng)切換參數(shù)可配置，包括信號(hào)中斷、同步字節(jié)錯(cuò)、傳輸錯(cuò)、PID碼率過低等。

4 監(jiān)測界面

本系統(tǒng)建立多種監(jiān)測界面，值班人員可通過其掌握傳輸鏈路各設(shè)備工作狀態(tài)和各監(jiān)測節(jié)點(diǎn)信號(hào)狀況，快速準(zhǔn)確地進(jìn)行信號(hào)切換調(diào)度和故障判斷處置。

監(jiān)測界面：①彩條監(jiān)看界面——按頻率劃分，展示各監(jiān)測節(jié)點(diǎn)音頻電平、相位、頻譜和李薩育圖；②視音頻多畫面大屏——衛(wèi)星下行信號(hào)和回傳TS流解碼后，音頻彩條和視頻畫面；③動(dòng)態(tài)流程圖大屏——以流程圖的形式，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)展示鏈路信號(hào)狀況；④監(jiān)測終端——包括故障告警、智能提示、信號(hào)切換一鍵處置程序；⑤播出信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)——監(jiān)聽監(jiān)看機(jī)房各節(jié)點(diǎn)碼流信號(hào)，查看詳細(xì)碼流參數(shù)；⑥告警記錄——包括告警時(shí)間、監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、監(jiān)測節(jié)目、告警內(nèi)容等信息；⑦切換監(jiān)聽程序——通過機(jī)房網(wǎng)絡(luò)選擇監(jiān)聽任意節(jié)點(diǎn)信號(hào)，具有自動(dòng)輪聽、手動(dòng)選擇、事件觸發(fā)三種方式；⑧慢錄系統(tǒng)——錄制關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)音頻、碼流和參數(shù)；⑨綜合網(wǎng)管系統(tǒng)——對機(jī)房電源、環(huán)境、設(shè)備/接口狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、管理、告警。

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)是一個(gè)集廣播信號(hào)編碼復(fù)用、傳輸和網(wǎng)絡(luò)化智能化監(jiān)測監(jiān)控、信號(hào)切換調(diào)度為一體的技術(shù)平臺(tái)，在傳輸鏈路各節(jié)點(diǎn)部署網(wǎng)絡(luò)化的嵌入式監(jiān)測設(shè)備，降低了系統(tǒng)傳輸路由復(fù)雜、監(jiān)測節(jié)點(diǎn)多、節(jié)目套數(shù)多帶來的監(jiān)測難度。分布式監(jiān)測設(shè)備的采用，使得監(jiān)測系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，維護(hù)更加簡單快捷，提高了監(jiān)測的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。本系統(tǒng)監(jiān)測信息詳盡，包含各節(jié)點(diǎn)音頻彩條、視頻畫面、參數(shù)信息、告警信息，值班人員可通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽監(jiān)看和調(diào)取各節(jié)點(diǎn)所需信號(hào)，根據(jù)監(jiān)測終端智能提示以及監(jiān)測大屏直觀、動(dòng)態(tài)展示，對各類故障進(jìn)行快速判斷處置。本系統(tǒng)提供多種信號(hào)切換調(diào)度手段，并能按照預(yù)設(shè)參數(shù)在AES/EBU以及TS流兩個(gè)層面進(jìn)行三級(jí)智能切換，減少停播時(shí)間，保障廣播節(jié)目安全傳輸播出?！?/p>