天津广播电视台传输部信号监测系统

陈立伟

（作者单位：天津广播电视台传输部）

天津广播电视台传输部信号监测系统

陈立伟

（作者单位：天津广播电视台传输部）

本文基于天津广播电视台传输部的信号监测系统的设计与配置进行了分析和解读，阐述了系统的主要功能和应用。

信号监测；TSOverIP；故障报警；安全播出

天津广播电视台传输部是广播电视运行的中枢部门，承担着广播、电视信号的传输、调度任务。随着广电事业不断发展，传输部承担节目数量不断增多，原有以画面分割为主体的信号监看系统已无法满足安全播出的需要。为确保信号的安全稳定传输，快速准确地发现判断信号故障点，设计安装了广播电视监测报警系统。

1 系统结构

天津广播电视台传输部采用是博汇信号监测系统，系统基于TSOverIP技术，提供了对广播电视内容监测、多画面显示、转码录像、解密解扰、码流监测和网络监管等功能。

首先，根据传输部任务特点进行系统设计，传输部外来信号多样，有天津电视节目信号、天津广播电台信号、卫星、微波、郊县新闻回传信号、活动场馆演出比赛信号、国家干线网信号、气象和交管局传输信号、演播室和直播间等信号。所有节目信号全部经过传输部传输和调度。

根据传输部工作需求确定了需要监测的信号有：31路标清SDI信号、16路高清SDI信号、27路ASI信号、44路AES/EBU信号、8路QPSK信号和23路IP信号。

依据监测信号的数量和类型传输部监测系统配备了6套Display多画面显示监测报警服务器，1台Server集中监管平台服务器，1台Signaleye码流监测服务器和1台LX故障集中监视显示报警服务器。同时，配置了嵌入式监测板卡BHIP12板卡（IP）一块，每块有4个输入端口；BHIP22板卡（CA）一块，每块有8个输入端口；BHQP41板卡（RF）两块，每块有8个输入端口；BHDA54板卡（AES）两块，每块有16个输入端口；CI板卡（AES）一块，每块有20个输入端口；BHA31板卡（ASI）三块，每块有16个输入端口；BHSD29板卡（SDI）六块，每块有8个输入端口。BHC2000嵌入式机箱7台。

多画面监测报警系统主要由BHC2000嵌入式机箱、多通道嵌入式板卡、系统监测主机及网络连接设备组成见图1。

多通道嵌入式板卡主要对QAM、ASI、QPSK、IP_Monitor、FM/AM、CMMB等信号的解调、解扰、信道指标监测、码流分析告警，可完成对CVBS、HD/SD-SDI、IP、ASI、DVB-S/S2、模拟音频、AES/EBU、模拟RF、AM/FM等信号的监测及TSOverIP打包输出功能。

一台BHC2000机箱可插入4块功能模块，支持所有多通道嵌入式板卡，实现了不同接口类型的各种功能模块在同一机箱中的任意混插。机箱采用外部电源直流供电，提高了设备的供电可靠性和热稳定性。

图1 多画面监测报警系统主要组成

多通道嵌入式板卡将包括监测参数及TS码流输出到网络交换机，监测主机通过与网络交换机相连，接收TSOverIP流即可完成信号监测、画面显示、码流录制、故障记录查询和管理控制等全部功能。

系统完全基于IP构建，通过UDP协议，获取局域网络中的组播码流，进行信号的统一调度、多画面显示主机的配置部署，可以很好地适应信号规模的扩展。

系统支持MPEG-2、MPEG-4、H.264、AVS、H.265、AVS+的高标请视频解码；支 持MP2、MP3、AC3、AAC、DRA的音频解码。每套系统可以并行处理多路MPEG-2高清节目或多路H.264高清节目，支持5.1声道伴音的解码、监听、彩色音量柱显示。对于立体声节目，支持左右声道分别监听。

系统提供了语音、日志、OSD、数据库、标题栏和边框等多种报警方式，具有报警管理机制，包括故障循环语音报警、故障的人工确认与忽略、手工暂停监测、故障画面放大显示等功能。

系统可以高效的录像存储，对节目进行时段或触发录像。录像格式为H.264、MPEG-4、MPEG-2可选。天津广播电视台传输部设置为MPEG-2录像格式，采用了磁盘预分配、延时写入，提高了存储的稳定性，可以对任意时长录像的快速检索、调用。

2 系统功能

天津广播电视台传输部监测系统配备了6套Display多画面显示监测服务器，每台服务器对应一块显示屏。根据监测节目的类型分别为每台服务器配置了不同的监测节目源，分别为：天津本地节目主路信号、天津本地节目备路信号、中央台节目主备路信号、天津付费节目及国干网信号、电台广播信号和微波环网信号。

报警系统主机与嵌入式板卡配置了各自IP地址，每块监测板卡的每个信号输入端口配置了组播地址和数据组播端口号。多画面显示监测服务器与监测板卡设置在同一网络中且通讯地址位于同一网段，在服务器板卡设置中输入需要接收的组播地址并输入组播端口号，监测服务器即可获取该码流的节目信号。再根据需要上屏监看的节目进行多画面设置，将节目分别添加到各个窗格进行监看，单个窗格支持重复添加节目，系统运行时，添加到窗格中的所有节目轮巡显示，轮巡时间可设置，传输中心将天津付费节目设置为轮巡监看，轮巡时间为5秒。

2.1 码流监测

配置监测表可以配置码流层面报警参数，系统配合板卡使用支持对信道失锁、码流中断、传输带宽越界、TR101-290一、二、三级故障监测等内容层面监测报警。用户可根据节目监测需求进行自行设置，同时码流监测门限也可以根据需求设置。

2.2 视频监测

对于视频节目，监测系统支持黑场、静帧、视频丢失、视频解码异常、彩场、彩条、台标丢失、视频加扰、测试图异常等视频故障监测。用户可以根据需求自行配置监测参数，传输部设置为：视频丢失1秒，视频解码异常1秒，黑场3秒，静帧10秒。视频故障监测系统提供灵敏度设置，可以分别为马赛克、静帧、测试图设置灵敏度；灵敏度分为低、中、高三个等级，等级越高，相应报警越容易报出。

2.3 音频监测

对于音频节目，监测系统支持音频丢失、音量过高、音量过低、音频加扰等音频故障监测。传输部音频丢失设置为：电平门限-61dBFS，持续时间30秒，数据丢失5秒。立体声音频监测模式下，只要其中一个声道出现异常，就进行报警；只有当所有声道都恢复正常时，报警才恢复；5对于音频类型为5.1声道的节目，采用6个音量柱的方式来显示。播放音频时，播放所有声道的声音，对于5.1声道的，是针对左前和右环绕，进行双声道监测及录音。

2.4 台标监测

在需要进行台标监测的节目窗口进行台标采集，对于已经采集好的台标，先冻结台标，在台标附近会出现虚线框，显示蒙板，调节数值，直到台标周围的背景色都被蒙板的灰度色覆盖，显示出台标并保存。完成台标设置的节目出现台标消失或异常时会进行台标异常报警。

2.5 故障查询

既可根据时间段筛选码流和节目故障记录，也可以根据故障类型进行筛选，点击“检索记录”即可完成码流和节目故障的筛选操作。双击故障记录，可以查看码流和节目故障的录像情况，没有触发录像的故障无法查看。

录像查询时根据时间或频道范围查询码流和节目录像文件，选中节目后点击“查看”可以进行录像画面浏览，点击“导出”可以完成该段录像的导出操作。

SignalEye是数字电视码流监测报警系统，系统支持对多种信源实时监测与报警。可支持100个通道同时监测与报警。另外，软件还提供基于TS流的TR101-290三级错误分析、带宽分析、PCR分析和PSI/SI深度解析，系统具有扫描功能，支持对信源准确扫描，同时还具有码流录制功能。系统对发现故障的码流，可自动控制切换器软件对故障码流切换，实现安全播出。

LX故障集中显示报警服务器是与Agent配套使用的一款多画面故障报警系统。系统在运行状态下实时接收前端软件同步过来的节目报警、报警恢复信息、配置命令。

多画面轮巡显示报警系统的主要功能包括：单画面显示、双屏显示、多画面轮播、轮巡显示故障画面、集中显示故障画面以及OSD报警等，这些功能为用户查看和定位问题提供了很大的便利。另外，多画面轮巡显示报警系统还提供了锁定画面功能，方便查看某个节目的持续播出情况。

3 故障排查

系统运行中，当某路信号出现故障时，多画面监测服务器产生报警信息，语音报警程序发出语音报警，多画面显示屏相应信号显示区呈现红色报警提示，同时LX故障集中监视显示报警服务器显示相应节目画面，这样值班人员可以及时准确地发现故障点。例如：多画面显示屏显示报警目的通道号是0，通过系统框可以确定对应的组播地址是：226.41.104.101：5001。根据组播地址生成制定规则，我们可以找到这个是IP地址为192.168.15.104板卡的第2通道。组播地址第3位104为板卡IP地址最后一位，组播地址第4位101为板卡2通道。这时可以确定该板卡的第2通道输入信号出现故障，根据该通道信号采集点可立刻确定信号故障点，工作人员可及时的进行故障处理。

4 结语

天津广播电视台传输部信号监测系统已经运行了将近一年时间，根据实际使用情况对系统进行了设置调整和完善，提高了监测系统的有效性和准确性，保证了机房安全播出，提高了机房值班效率，减少播出事故的发生，提高了广播电视安全播出工作水平。

陈立伟（1970-），男，天津市人，本科，高级工程师，研究方向：信号传输 。