安徽卫星地球站综合监控系统的应用与分析

汪洋

【摘要】为了保证安全播出的要求，实现设备的自动化，减轻一线值班人员的压力，本文主要介绍安徽地球站标清技术改造后的综合监控系统，一方面是基于设备的监控监测，可以检测到设备的问题，帮助值班人员快速定位故障预警等问题发生的部位。另一方面，是基于IP的监控系统，通过网络将各模块的信息状态经过分析处理之后传送到服务器，然后在经过服务器的综合分析处理，进行报警提示等处理。会发出声光电等提示，给值班人员的工作起到了很大的辅助作用。

【关键词】卫星地球站;监控系统;声光预警

随着广播电视技术的发展，卫星通信成为我国电视节目传输覆盖的一种重要手段，而安全播出工作又是广播电视节目传输覆盖的重中之重，这就对我们地球站的值班工作提出了严格的要求，为保证安全优质的电视播出，实现设备管理的自动化、智能化就显得尤为重要。在标清系统改造中，我站就充分结合安全播出的要求，以及值班人员的工作强度，打造了全方位的地球站综合监控系统。监控系统通过网络将所有上行设备的关键状态和参数读取并显示在计算机监控软件上，让值班人员更方便的掌握机房的各个设备运行状况，值班人员也更加有精力分析应对出现的故障隐患，而不是一直要关注故障可能出现的问题。综合监控系统同时可以提供声光的预警提示功能和自动切换环节，全面提升了卫星地球站的安全播出保障能力。

一、基于设备的监控系统

安徽地球站标清系统涉及到3个机房：前级小信号机房、监看机房、高攻放机房。机房包含了众多设备环节，需要通过一套完整的网管监控系统来实时的对各个机房设备的状态进行监控和管理，并提供实时的告警提示。这样实行集中统一的监控管理，更加方便值班人员的工作。

（一）监控系统设备连接

监控系统对地球站的信源设备、编码器、复用器、调制器、上变频器、高攻放系统、天线接收信号、波导控制器、信标机、天控器和各个机房的温湿度检测设备等设备的各种工作状态和工作参数进行实时的采集、监测控制，可以将数据和故障预警信息进行存储。

系统的连接图如图1.1所示，各个机房的设备通过串口服务器和交换机设备连接，并最终连接到网管服务器，通过控制桌指挥平台计算机的网管监控软件进行各种操作。

（二）基本功能

在控制电脑的网管监控软件中，对设备进行拓扑连接，可以显示当前设备的状态和重要技术参数，整体效果图如图1.2。图中显示的设备根据其状态情况的不同可以显示不同的颜色：绿色表示设备在线正常运行;蓝色表示设备离线正常运行;黄色表示设备处于告警状态;红色设备故障;维护状态显示为灰色，不监控设备，不提供告警。

通过该监控系统，值班人员可以对存储的数据库进行数据查询、条件选择查询。对设备的重要技术参数可以实现历史趋势图观察。点击设备，设备的参数会显示在右下角的参数显示区域。直接右键点击非灰色设备，查看设备的数据和日志信息。也可以在菜单栏中选择查看以上各个信息。

在数据查询信息中，我们可以在数据曲线图上通过点击鼠标右键进行设备参数的选择。通过数据图形曲线，可以很清楚的看到相应设备参数在一个时间范围内的波动变化，该曲线是以时间为横坐标，参数值为纵坐标，如图1.3。对曲线图可以进行放大、移动等操作。

点击设备之后，网管右下角区域就是状态参数显示区，并且可以进行参数修改设置。参数修改需要有值班人员的账号登陆，此时对于可以修改的设备参数，就可以进行修改，如图1.2中所示高攻放的状态，可以修改高攻放的倒换模式、传输方式等状态。参数的更改如果没有确认还可以通过“取消编辑”来取消操作。

如果设备在运行中发生报警等现象，监控系统会发生报警声音，提示值班人员告警故障情况。如果要取消告警声音，可以在该设备图标上右键点击，然后选择“静音”选项;如果要对该设备长时间的关机维护等操作，可以右击选择“维护”选项，此时网管监控系统不对该设备进行监控管理。

（三）频谱监测功能

除了基本功能之外，该网管控制系统还包含了一个频谱监测功能，如图1.4。在网管系统的下方中部区域，是一个频谱监控模块。在通过改造前，频谱监测主要依靠值班人员的观察，对值班员的要求很高。改造之后，可以通过该模块辅助值班人员进行频谱监看，大大提高了监控效果。

在频谱显示区域，右击可以选择开始频谱扫描、暂停频谱扫描、录制频谱等操作。系统可存储多个频谱仪预设参数，并可根据选择的预设对频谱仪做相应的设置。每个预设都包含“预设名称”、“起始频率”、“终止频率”、“参考电平”、“视频带宽”、“分辨率带宽”和“轨迹标记”。

当设置完成后点击“添加”既可添加此预设。若想修改某一个预设，只需选中然后修改相应的值，最后点击“修改”即可。也可以通过鼠标右键的菜单，将当前选择的预设设置保存，也可将以往的预设设置调入到列表中。如果监测预设设置完成，点击“应用”可按预设调整频谱仪显示。

当频谱超出标准时，系统会自动发出报警音，同时频谱监测界线的颜色将变为红色。此时可以点击该项取消报警音。

二、基于IP的监控系统

为了进一步提高安全播出的可靠性，在改造中，我们还加入了一套基于IP的监听监看、报警录制和监控系统。对上行系统各主要节点和下行接收天线进行监测。该系统将各节点信号发送到信号采集卡，将数据传输到网络交换机上，前端服务器采集并分析这些数据信息，实现安全播出录制、报警处理等功能。

（一）系统设备连接

该系统的连接拓扑图如图2.1所示，主要包括各节点采集卡、视、音频多画面服务器、安播报警服务器、监控终端软软件等模块。

信号采集卡将TS流信号分析处理后，送入到网络交换机进行组播。组播数据中包含了码流层、高频层报警信息和转发节目信息。组播中的节目信息送给视频多画面服务器，用于大屏的监看和内容层的报警处理，并将报警信息记录到安播报警服务器中。组播中的其他码流层报警、高频层报警信息都会记录到安播报警服务器中。通过终端浏览器即可访问查询，并且实时的发出声光报警提示值班人员。

组播中的音频信息经过音频虚拟转发服务器的处理，转换成音频信号，再送入到音频多画面服务器和监听服务器。音频多画面服务器显示所有监测环节的双声道伴音音柱，当出现故障时，系统会有报警声提示，同时音柱通道会显示红色，提示报警信息。而监听服务器则可以对送入的音频信号进行选择性的监听。

以上所有的监测信息都是基于IP网络的基础，对个环节信息进行分析，报警处理，信号录制，监看监听。

（二）基本功能

支持多画面各种图像监测和音频监听功能，监测参数均可调整，为不同的应用需要设计出最佳效果。

可以监看设备的运行状态、信号内容，并且可以实现调制信号信道层指标的实时监测和报警处理，包括误码率、信道功率、载噪比等，以及传输层TS流个指标的实时监测，包括码流结构分析、PSI/SI表格分析、码率分析、PCR分析、TR101290三层报警等多种实时声光报警功能。

监控终端不需要安装软件，只需要使用浏览器，就可以进行访问，可以获取监测模块的实时报警信息，可获取多画面模块的内容层告警，可以查询历史故障记录，支持多条件组合搜索查询，查看实时录像，进行故障处理。

三、总结

本站目前高标清两套系统总共有36个监测点，其中标清19个，高清17个监测点。使用完整的一套综合监控系统，就会使安全播出工作得到很大的提升，同时使用设备信息监控和IP网络信息监控是当下一个很好的解决办法。即可以实时的监测到各个设备的运行参数状态，也可以通过网络来对码流层、高频层等数据信息提供声光报警。系统统一调度，辅助值班人员进行全方位的监控，起到了很好的辅助作用，效果还是很好的。

参考文献：

[1]安徽地球站2018年度技术培训资料汇编.119-125，132-134.

[2]張之国.卫星地球站上行网管监控系统设计与实现[J].广播与电视技术，2018，45（5）

[3]顾姚昊.安徽卫星地球站基于IP的监测系统设计与应用[J].电视技术，2015，39（14）