三网融合多业务统一监管平台探讨

黄渝沙

（黑龙江省广播电视安全播出调度中心，黑龙江 哈尔滨 150001）

随着广播电视技术的日益发展、IPTV用户数量的飞速增长，广电部门面临着越来越多的机遇与挑战。如何在现有传统广播电视监测系统的基础上全面整合资源，完成对IPTV、互联网的监测监管功能，满足广电系统各个职能部门对监管业务发展的新需求，成为需要面对的又一挑战。因此，为了保障广播电视安全播出以及互联网视听等业务的健康发展，有必要建立一个集技术监测、内容监管、安全调度于一体的三网融合多业务统一监管平台[1-3]。

三网融合多业务统一监管平台主要融合了传统的广播电视监测系统、IPTV监管系统及互联网监管系统等。通过资源的全面整合，实现统一的业务网络和存储网络，提供统一的音视频展示及网络安全管理。形成统一的信息平台和资源共享中心，使得机房值守人员能够及时了解实际播出情况，及时采取措施以减少由于播出故障造成的损失，同时提供准确便捷的数据全局视图，为以后的报表查证、决策支持等应用奠定坚实的基础。

1 项目概述

本次建设的黑龙江省三网融合综合监管平台，主要包括广播电视内容监测前端系统、IPTV六级监管前端系统、中心监管平台系统以及中心集中存储系统等四个部分。

1.1 广播电视内容监测前端系统

广播电视内容监测前端系统如图1所示。全省建设10个地市级/县级监测前端。实现对省内的数字电视信号、开路电视信号、CMMB信号和调频广播/中波信号进行安全、内容和质量监测。为确保安全播出，加强节目内容监管，提高传输覆盖质量，构建安全可靠、可控可管的广播电视监管体系，提供有力的支撑和保障。

图1 广播电视内容监测前端系统

系统实现对各类型信号进行采集、转码输出，每个监测前端实时回传3套节目的实时视音频到中心进行监听监看；每个监测前端配置6 Tbyte以上外置独立存储设备，录音录像文件保存15天以上。

对于节目录制，调频广播节目采用MP3格式存储，存储时长可调节；数字电视节目和模拟电视节目采用H.264存储；节目存储可以设置为按时间或者按容量自动覆盖，也可手动删除。

1.2 IPTV六级监管前端系统

黑龙江省IPTV监管系统包括中心集中监管平台、第二级监管前端、第三级监管前端、第六级监管前端等部分，如图2所示。

全省建设3个地市级监管前端，其中哈尔滨市3个、牡丹江1个、黑河1个，哈尔滨监管前端设备部署在省监测中心机房，和监管平台网络连接。牡丹江、黑河监管前端设备部署在市有线网络公司机房，利用广电SDH网络回传数据，在省有线网络公司汇聚后统一连接到中心集中监管系统。

IPTV六级监管前端采用先进的一体化设备，通过执行平台下发的采集任务完成从IPTV业务用户端采集点采集EPG信息、获取节目码流视音频数据、业务质量监测、节目录像、违规检测并上报中心集中监管平台，实现对IPTV用户终端信号的全自动监测。

图2 IPTV六级监管前端系统

1.3 中心监管平台系统

中心监管平台对所有监测前端的监测信息数据进行实时显示、存储、分析、统计、汇总、处理，并且按照相关规定形成报表进行打印、刻录、输出、上报。

中心平台可以通过网络对所有前端系统进行远程控制、管理、维护和系统升级。并且完成回传信号的多画面显示。

1.4 中心集中存储系统

中心集中存储系统在数据中心部署一套集中存储系统，将所有业务系统的数据集中存储在统一存储后端存储单元，对外同时提供IP-SAN/FC-SAN/CIFS/NFS多协议访问，并且支持后续的平滑扩容。统一存储方式，不仅可以解决数据多样性需求、本地扩容出现瓶颈等问题，还可以使业务系统的性能得到大幅提升，业务数据的安全性得到更为有效的保障。

2 系统功能介绍

2.1 广播电视内容监测前端系统

2.1.1 支持信号类型

系统支持ASI、DVB-C、CMMB、AM/FM、模拟RF等信号统一监测和管理，系统为全嵌入式结构，支持多种信号混插、支持监测资源的统一调度。

2.1.2 实时/轮巡监测

系统支持重点频道一对一实时监测和非重点频道轮巡监测。系统在接收到监管系统下发的监测命令后，将相关参数同步到板卡上，从而实现监测任务。对于实时监测和轮巡监测，系统会根据监管系统下发的报警开关、门限、运行图等进行监测，如果发现信号出现射频层面、码流层面、视音频层面故障或故障恢复，会主动上报监管系统。如果与监管系统网络不通，系统会将故障报警信息临时存储，待网络恢复后，重新上报，避免故障报警遗漏。

2.1.3 射频层面及码流层面监测报警

系统支持对不同信号进行不同形式的射频监测，根据监测开关、门限、运行图，实时进行监测，当故障发生或恢复时，系统自动上报给监管系统，监管系统实时展示并入库，便于以后查询管理。根据实际需求，可以通过监管系统对监测开关、门限、运行图进行设置，最大程度减少误报的发生。

系统对QAM、ASI、IP信号进行TR101 290三级错误监测，根据监测开关、门限、运行图，实时进行监测，当故障发生或恢复时，系统自动上报给监管系统，监管系统实时展示并入库，便于以后查询管理。TR101 290异态反应时间小于40 ms。

2.1.4 视音频层监测面报警

系统支持对不同信号节目进行视音频层面监测，根据监测开关、门限、运行图，实时进行监测，当故障发生或恢复时，系统自动上报给监管系统，监管系统实时展示并入库，便于以后查询管理。根据实际需求，可以通过监管系统对监测开关、门限、运行图进行设置，最大程度减少误报的发生。

2.1.5 自动/任务录像

系统接收硬件转码后的TS流，进行录像。系统支持对监测频道进行24 h实时录像，支持响应监管系统下发的时间段任务录像。

为了满足带宽限制需求，系统支持录像码率、分辨率设置，图像幅型比不变化。为了方便查看录像信息，支持OSD字符、时间位图叠加。

系统支持响应监管系统查看录像或回传录像的命令，通过IP网络实时上传到监管系统。另外，具备传输保护功能，保证当出现传输网络故障时，在故障恢复后系统仍可将录像数据上传至监管系统。

2.1.6 监测设备集中管理

系统提供标准SNMP服务（专门为网管系统设计），实时监测前端系统设备工作状态，包括供电系统状态（电源模块状态、输出功率、风扇状态等）、主控系统状态（主控系统CPU占用百分比、内存占用百分比等）、存储系统状态、功能板卡状态等，便于监管系统获取展示，进而方便管理和维护前端系统设备。

2.2 IPTV六级监管前端系统

如图3所示，IPTV六级监管前端的软件功能可详细分为登录鉴权模块、直播频道表采集模块、EPG采集模块、EPG预处理模块、违规检测模块、流请求模块、视音频异态监测报警模块、录像管理模块、流转发模块、特征提取模块、模拟点播模块、业务质量监测模块、程序接口模块和应用接口模块共14个功能模块。

图3 IPTV六级监管前端系统

其中登录鉴权模块通过信令交互实现IPTV账号鉴权认证，是所有模块的基础。

直播频道表采集模块、EPG采集模块、EPG预处理模块、违规检测模块、流请求模块、视音频异态监测报警模块、录像管理模块、流转发模块、特征提取模块、模拟点播模块和业务质量监测模块这11个模块是IPTV六级监管前端系统的主要业务模块，从直播列表、EPG的采集提取，到视音频内容、业务指标、违规信息的监测，再到录像管理、模拟点播，全面地对IPTV运营中所关注的所有业务、指标、参数进行监测。

最终，通过程序接口模块和应用接口模块，完成监测数据的汇总上传，以及远程配置管理等功能。

2.3 中心监管平台功能

中心监管平台系统采用B/S架构，主要实现实时监测、业务配置、数据查询等多种功能，对各前端上传的质量监测参数、异态报警数据进行逻辑处理，将结果报告集中存储，完成各类数据的统计和分析等。

所有设备通过内部网络和下一级监测前端相连，构成监管平台的监测网络。

2.4 中心集中存储系统

中心集中存储系统如图4所示。

图4 中心集中存储系统

在数据中心放置一套统一存储系统，将所有业务系统的数据集中存储在统一存储后端存储单元，对外同时提供IP-SAN/FC-SAN/CIFS/NFS多协议访问。

1）集群架构

全局引擎节点支持Active-Active架构，引擎节点可支持线性 Scale-out扩展，引擎节点可在线平滑扩展，系统性能随引擎节点增加线性增长。多节点全Active集群技术，集群中所有节点可协同工作，实现对数据的并发访问。全局共享存储空间支持所有节点可以同时访问相同的存储空间；引擎节点具备负载均衡功能，通过负载均衡把对热点数据的访问均匀分布到所有节点，提升热点数据访问效率。所有部件均为冗余设计，无单点故障；数据保险箱技术、文件系统镜像等软件技术进一步提高系统可靠性。

2）平滑扩展

NAS引擎、存储容量可以支持平滑扩容，NAS引擎可以支持Scale-out横向扩展，存储容量可以支持在线扩容。

3）统一存储

统一存储包含SAN和NAS存储协议的统一存储，同一存储系统支持结构化和非结构化数据存储。支持iSCSI，FC，FCoE，NFS，CIFS，HTTP和FTP等多种存储网络协议。

3 系统的建设与实现

三网融合综合监管平台系统采用分布式架构设计（见图5），整个监测系统由1个省中心监管平台和10地市级/县级监测前端组成。省前端可实现对各市级监测前端和县级监测前端的监测画面集中展示比对、监测报警数据统一查询、监测设备的远程配置及业务配置等；各市级监测前端和县级监测前端可实现本地各类型的实时与轮询监测，高、标清电视节目视音频内容监测，并将监测报警信息、数据采集信息和设备的运行状态参数反馈至省中心监管平台。

下面将结合系统的监测需求，以及中心监管平台与各个地市级/县级监测前端的设备部署情况，对QAM信号、CMMB信号、调频/调幅广播信号、开路模拟电视信号以及IPTV信号的监测方案进行简要介绍。

图5 黑龙江省三网融合综合监管平台系统拓扑图

3.1 QAM信号的监测

在哈尔滨、黑河、牡丹江、黑龙江省网、农垦前端、齐齐哈尔、大庆、绥化、伊春、加格达奇等10个地市级/县级监测前端均存在QAM信号监测的需求。本系统采用BHQA68多通道DVB-C有线数字电视监测解扰卡完成对QAM信号的解调、信道指标监测、解扰、码流分析告警及TS over IP打包输出功能，并将解调解扰后的节目组播清流（IP封装）送至BHIP35多通道高标清监测转码卡，完成对节目的内容监测和音视频的实时转码输出。其中，对于节目内容的监测包括：彩场、静帧、彩条、音频丢失、音量过高或过低等故障；而视音频的转码输出能够降低节目码率，节省视音频内容回传的带宽资源。最终，经过转码后的节目内容码流（IP封装，MPEG-2编码，码率约为700 kbit/s）以及各类报警信息通过BHX36监测主控板汇总监测报警数据、节目故障录像和采集信息，本地存储并实时上传中心监管平台，实现与中心监管平台的互联互通。

3.2 CMMB信号的监测

在哈尔滨、黑河、牡丹江、齐齐哈尔、大庆、绥化、伊春、加格达奇等8个地市级/县级监测前端存在CMMB信号监测的需求。本系统采用BHCM45多通道CMMB监测解扰卡配合外接的小型吸盘天线，完成CMMB广播信号接收与监测，并将多业务流打包成标准的PMS流通过网络输出。

3.3 AM/FM信号的监测

在哈尔滨、黑河、牡丹江、齐齐哈尔、大庆、绥化、伊春、加格达奇等8个地市级/县级监测前端存在AM/FM信号监测的需求。本系统采用BHAF33多通道AM/FM广播监测编码卡实现对调频/调幅广播信号的接收、解调和编码，完成信号功率、SNR、调制度、调幅度等参数测量。同时，具有噪声抑制、音频采集、音频监测及音频压缩编码等功能。值班人员可通过IP网络，在中心监测平台获得实时射频指标数据和Audio over IP的音频信号。

3.4 开路模拟电视信号的监测

在哈尔滨等8个地市级/县级监测前端存在开路模拟电视信号监测的需求。本系统采用BHRF34多通道模拟电视解调卡完成模拟电视信号的解调功能，并输出AV信号给BHCV37多通道模拟视音频监测编码卡进行内容监测和编码输出。同时，通过BHRF38广播电视信号射频测量卡，完成模拟电视中视频场强、音频场强及V/A比测量。最终通过BHX36监测主控板汇总监测报警数据、节目故障录像和采集信息，本地存储并实时上传中心监管平台，实现与中心监管平台的互联互通。

3.5 IPTV信号的监测

在黑龙江、黑河、牡丹江等3个监测前端，同时部署有TDIP81 IPTV多业务监测终端，完成对IPTV六级平台的监管功能。每个IPTV多业务监测终端由一块采集卡和一块监测卡组成，采用智能网络爬虫技术，自动对直播频道、回看节目、点播节目等IPTV业务的文字、图片和视音频内容进行采集和保存，自动按照敏感词对EPG违规内容进行截屏取证，自动发现新增直播频道和隐藏直播频道；通过对EPG的解析，自动发现点播节目的变化，提供详实的节目上线下线统计信息；通过扫描回看节目，可检查回看节目内容录制成功与否；可以直接请求并播放IPTV直播、回看和点播的音视频内容；可以通过内置的IPTV软终端，给用户提供方便的远程IPTV业务检查和体验功能；也可以通过红外控制机顶盒提供用户体验。

3.6 监测设备的集中配置管理

系统提供专门为网管系统设计的标准SNMP服务，实时监测前端系统设备工作状态，包括供电系统状态（电源模块状态、输出功率、风扇状态等）、主控系统状态（主控系统CPU占用百分比、内存占用百分比等）、存储系统状态、功能板卡状态等，便于监管系统获取展示，进而方便管理和维护前端系统设备。

同时，供统一的管理配置Web平台，对监测信号、监测设备、系统运行状态进行直观的显示。并且能够在Web界面上配置虚拟通道、通道业务、系统配置等，能够远程关闭软件、重启软件、初始化信息等。真正实现远端设备的远程维护、无人值守、自动运行。

4 后续技术升级和发展规划

随着广电技术的发展以及播出系统的升级换代，现有的监测系统也将面临更多、更复杂的挑战。因此系统的兼容性与可拓展性显得尤为重要。

本系统采用模块化设计，便于以后进行扩容升级。以后无论增加监测信号的类型，还是增加监测信号的数量，或者是增加监测前端的数量都十分方便，只需要增加对应的模块即可。

系统采用电信级嵌入式监测设备，支持将各种类型的广播电视信号监测板卡混插于同一监测机箱中，统一监测平台，全部基于IP网络架构，所有码流与数据都在网络中运行，可以灵活地调度与控制，便于今后广播电视业务的扩展和维护。

本系统采用开放的标准协议，可以根据实际需要进行定制开发，实现系统的自我升级，同时可以方便地和第三方的系统设备进行对接，打造全面的媒体内容监管系统。本系统不仅融合了各种类型的传统广播电视信号，而且随着技术的升级还能够融合各种类型的新媒体监测，如IPTV监测、高清互动节目监测、互联网视音频监测等。

5 结束语

本文介绍的广电统一监管平台，主要融合了广播电视监测系统、互联网监管系统、IPTV监管系统等，在这个三网融合进程刚刚起步的时期，可谓是一次成功的创新与尝试。由于采用开放的软件平台接口，可随着监测要求的不断发展在日后加入更多的监测功能模块，真正成为集广电监测、互联网监测与电信监测于一体的三网融合多业务统一监管平台。希望能够为今后同类系统的建设提供参考。

[1] 李国华，武爱敏.分布式IPTV监测监管系统的设计与实现[J].广播与电视技术，2012（S1）：154-159.

[2] 马海荣.宁波IPTV监管平台建设思路浅析[J].电视技术，2012，36（15）：84-86.

[3] 陈功.新一代广播电视集中监管平台架构剖析[J].电视技术，2013，37（10）：54-56.