智能广播传输和监测系统建设

潘 麟，苏 洪

（四川广播电视台，四川 成都 610041）

0 引言

四川广播电视台广播传输和监测系统负责对广播信号进行安全传输和自台监测管控。本系统与广播总控机房、电视传输机房、调频发射台、省网络机房、701微波站、702卫星上行站等有密切的业务往来，涉及的传输路由、传输方式、信号种类十分烦杂，技术环节多，安全播出任务重。

作为广播节目信号传输枢纽和自台监测中心，本系统需要对传输链路不同方向、不同路由、不同类型的信号进行监测管控、切换调度。由于监测节目套数、监测节点、信号路由多，本系统采用网络化的监测设备，对各节点信号进行监测告警和节目转发。同时，为便于排查处置故障，保证信号传输安全可靠，采用智能化的播出告警和切换系统。

1 传输链路

本系统选择安全高效的传输方式，合理规划传输路由，构建多路由、多方式的广播信号传输网络，保证各节点信号安全传输，并为今后业务扩展预留通道。本系统构建了多技术手段、多传输路由的传输链路，完成各节点的冗余信号传输，如图1所示。

图1 传输链路

广播总控机房将主备广播节目信号通过数字音频光端机送至调频发射机房，通过数字音频电缆和数字音频光端机送至广播传输监测机房；广播传输监测机房将编码复用后的多路广播节目TS流信号通过TS流光端机送至电视传输机房，通过网络适配器送至省网SDH光纤自愈环[1]，将电视传输机房回传的广播电视打包成TS流信号通过微波送至高塔发射台和702卫星上行站；电视传输机房将广播电视打包成TS流信号通过TS流光端机送至高塔发射台，通过网络适配器送至SDH光纤自愈环。

2 信号监测

在建设信号传输链路的同时，在传输监测机房构建集节目传输与网络化智能化全域监控为一体的技术平台。通过在传输链路各节点设置监测监控点，将传输核心业务与监测监控有机结合，实现广播信号源、TS流信号、上星信号、卫星下行信号、开路FM信号等全流程智能化监测监控。本系统建立了关键节点音频、码流录制系统和用于存储操作记录、定时数据、事件数据、报警信息等的数据库，方便事件回溯查询。同时，通过统一的网管系统对机房电源、机房环境、设备/接口工作状态进行监测告警。如图2所示。

图2 监测拓扑图

为减轻服务器的运算工作量和网络负荷，系统采用具有不同功能的嵌入式监测板卡，以分布式的方式对各节点信号进行采集、分析、告警、压缩、转发。所有监测板卡的监测数据、告警信息、节目转码数据都通过机房千兆以太网进行传输，经彩条监看服务器、多画面服务器、数据库服务、录制服务器、Web服务器处理之后，在监测大屏、监测客户端上对各节点信号状况、参数信息、告警信息进行动态化、智能化展示，对告警日志、操作日志和关键节点音频、码流、参数进行录制记录。值班人员能通过网络监听监看各节点监测信号，以及声光告警、监测界面彩条、视频画面、参数信息、动态流程图、系统智能提示等，对各类故障进行快速判断处置。

（1）AES/EBU信号监测。广播总控机房送来的主备AES/EBU信号源经分配后进入数字音频监测板卡，构成包含主、备AES/EBU信号的网络矩阵，实现对信号源的监测[2]和智能调用。

（2）TS码流信号监测。在主备编码复用器输出、TS流自动切换板卡输出、切换矩阵输出、回传TS流光端机输出设置了监测点，通过TS流监测板卡对广播传输监测机房多路正传TS流信号和电视传输机房回传TS流信号进行分析、监测和告警。监测板卡具备码流结构分析、PSI/SI表格分析、码率分析、PCR分析、TR101290三层告警、TS over IP等多种功能[3]，能将分析告警结果和监测TS流汇总到网络进行集中处理。

（3）卫星下行信号监测。QPSK监测板卡对机房卫星接收机的环出L波段信号进行分析、监测和告警，实时监测码流参数和星座图。

（4）开路信号监测。接收成都地区发射的四川广播电视台广播FM信号，经过分配放大后，送入开路监测板卡。各监测板卡按照预设频点进行监测，监测内容包括电平、调制度等。

（5）设备/环境监测。本系统建立了统一的网管软件，通过环境监测板卡、设备串口/网口，对机房电源、机房环境、系统各设备/接口工作状态进行统一的呈现、管理和告警。

3 信号切换调度

本系统利用AES/EBU网络矩阵、编码复用平台信号切换、TS流自动切换板卡构建了完善的三级智能切换调度系统。信号传输故障如发生在本机房内，监测系统将对故障进行智能化判断和处理，按照事先设置好的应急操作流程和处置程序提供一键式智能应急处置方案，提醒工作人员及时处置。如在限定时间内（预先设定）值班人员不进行确认，则自动进行应急切换和处置，确保传输系统正常运行，并将事件发生时间、故障原因、故障点、故障频率、切换操作等进行记录，以备故障的回溯。如图3所示。

图3 信号切换调度图

主备编码复用平台输出TS流信号进入TS流自动切换板卡，根据预设阈值，在TS流自动切换板卡完成智能监测、判断、切换和输出。检修编码复用平台以AES/EBU监测板卡组成的网络矩阵为信号源，输出TS流同主备编码复用平台输出TS流一起进入切换矩阵，作为主备编码复用平台检修或发生故障时的应急信号。系统三套编码复用平台同时运行，经过TS流自动切换板卡或切换矩阵后，输出多路TS流信号。

（1）AES/EBU网络矩阵。AES/EBU信号源经过分配后进入AES/EBU监测板卡，这些板卡除了采集功能，还同时具备完整的本地输出、交叉网络源输出、本地分析、异常处理等功能。主备AES/EBU监测板卡组成网络矩阵，每一块监测板卡除了完成监控任务，还对输入的AES/EBU信号进行切换调度，智能选取主备信号，为检修平台提供可靠的信号源。

（2）编码复用平台信号切换。主备编码复用平台可通过设备总线实现输入信号SPTS层的切换，单块编码板对多路音频编码后也能够通过MPTS方式输出，编码板与复用板相互独立，通过DVB-ASI方式连接。

（3）TS流自动切换板卡。TS流自动切换板卡具备两路TS流输入与两路TS流切换分配输出功能，两路输出分别具有断电直通功能，在输入出现故障时可按设定的切换逻辑自动切换到另一通道。同时还可进行MPTS码流到SPTS码流的转换，并把MPTS、SPTS码流转换成IP网络信号输出。切换方式包括手动、自动切换两种模式。自动切换参数可配置，包括信号中断、同步字节错、传输错、PID码率过低等。

4 监测界面

本系统建立多种监测界面，值班人员可通过其掌握传输链路各设备工作状态和各监测节点信号状况，快速准确地进行信号切换调度和故障判断处置。

监测界面：①彩条监看界面——按频率划分，展示各监测节点音频电平、相位、频谱和李萨育图；②视音频多画面大屏——卫星下行信号和回传TS流解码后，音频彩条和视频画面；③动态流程图大屏——以流程图的形式，实时、动态展示链路信号状况；④监测终端——包括故障告警、智能提示、信号切换一键处置程序；⑤播出信号实时监测系统——监听监看机房各节点码流信号，查看详细码流参数；⑥告警记录——包括告警时间、监测节点、监测节目、告警内容等信息；⑦切换监听程序——通过机房网络选择监听任意节点信号，具有自动轮听、手动选择、事件触发三种方式；⑧慢录系统——录制关键节点音频、码流和参数；⑨综合网管系统——对机房电源、环境、设备/接口状态进行监测、管理、告警。

5 结束语

本系统是一个集广播信号编码复用、传输和网络化智能化监测监控、信号切换调度为一体的技术平台，在传输链路各节点部署网络化的嵌入式监测设备，降低了系统传输路由复杂、监测节点多、节目套数多带来的监测难度。分布式监测设备的采用，使得监测系统更加稳定可靠，维护更加简单快捷，提高了监测的稳定性、准确性。本系统监测信息详尽，包含各节点音频彩条、视频画面、参数信息、告警信息，值班人员可通过网络监听监看和调取各节点所需信号，根据监测终端智能提示以及监测大屏直观、动态展示，对各类故障进行快速判断处置。本系统提供多种信号切换调度手段，并能按照预设参数在AES/EBU以及TS流两个层面进行三级智能切换，减少停播时间，保障广播节目安全传输播出。■