天津廣播電視臺傳輸部信號監(jiān)測系統(tǒng)

陳立偉

（作者單位：天津廣播電視臺傳輸部）

天津廣播電視臺傳輸部信號監(jiān)測系統(tǒng)

陳立偉

（作者單位：天津廣播電視臺傳輸部）

本文基于天津廣播電視臺傳輸部的信號監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與配置進(jìn)行了分析和解讀，闡述了系統(tǒng)的主要功能和應(yīng)用。

信號監(jiān)測；TSOverIP；故障報警；安全播出

天津廣播電視臺傳輸部是廣播電視運(yùn)行的中樞部門，承擔(dān)著廣播、電視信號的傳輸、調(diào)度任務(wù)。隨著廣電事業(yè)不斷發(fā)展，傳輸部承擔(dān)節(jié)目數(shù)量不斷增多，原有以畫面分割為主體的信號監(jiān)看系統(tǒng)已無法滿足安全播出的需要。為確保信號的安全穩(wěn)定傳輸，快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)判斷信號故障點(diǎn)，設(shè)計安裝了廣播電視監(jiān)測報警系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

天津廣播電視臺傳輸部采用是博匯信號監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)基于TSOverIP技術(shù)，提供了對廣播電視內(nèi)容監(jiān)測、多畫面顯示、轉(zhuǎn)碼錄像、解密解擾、碼流監(jiān)測和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管等功能。

首先，根據(jù)傳輸部任務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，傳輸部外來信號多樣，有天津電視節(jié)目信號、天津廣播電臺信號、衛(wèi)星、微波、郊縣新聞回傳信號、活動場館演出比賽信號、國家干線網(wǎng)信號、氣象和交管局傳輸信號、演播室和直播間等信號。所有節(jié)目信號全部經(jīng)過傳輸部傳輸和調(diào)度。

根據(jù)傳輸部工作需求確定了需要監(jiān)測的信號有：31路標(biāo)清SDI信號、16路高清SDI信號、27路ASI信號、44路AES/EBU信號、8路QPSK信號和23路IP信號。

依據(jù)監(jiān)測信號的數(shù)量和類型傳輸部監(jiān)測系統(tǒng)配備了6套Display多畫面顯示監(jiān)測報警服務(wù)器，1臺Server集中監(jiān)管平臺服務(wù)器，1臺Signaleye碼流監(jiān)測服務(wù)器和1臺LX故障集中監(jiān)視顯示報警服務(wù)器。同時，配置了嵌入式監(jiān)測板卡BHIP12板卡（IP）一塊，每塊有4個輸入端口；BHIP22板卡（CA）一塊，每塊有8個輸入端口；BHQP41板卡（RF）兩塊，每塊有8個輸入端口；BHDA54板卡（AES）兩塊，每塊有16個輸入端口；CI板卡（AES）一塊，每塊有20個輸入端口；BHA31板卡（ASI）三塊，每塊有16個輸入端口；BHSD29板卡（SDI）六塊，每塊有8個輸入端口。BHC2000嵌入式機(jī)箱7臺。

多畫面監(jiān)測報警系統(tǒng)主要由BHC2000嵌入式機(jī)箱、多通道嵌入式板卡、系統(tǒng)監(jiān)測主機(jī)及網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備組成見圖1。

多通道嵌入式板卡主要對QAM、ASI、QPSK、IP_Monitor、FM/AM、CMMB等信號的解調(diào)、解擾、信道指標(biāo)監(jiān)測、碼流分析告警，可完成對CVBS、HD/SD-SDI、IP、ASI、DVB-S/S2、模擬音頻、AES/EBU、模擬RF、AM/FM等信號的監(jiān)測及TSOverIP打包輸出功能。

一臺BHC2000機(jī)箱可插入4塊功能模塊，支持所有多通道嵌入式板卡，實(shí)現(xiàn)了不同接口類型的各種功能模塊在同一機(jī)箱中的任意混插。機(jī)箱采用外部電源直流供電，提高了設(shè)備的供電可靠性和熱穩(wěn)定性。

圖1 多畫面監(jiān)測報警系統(tǒng)主要組成

多通道嵌入式板卡將包括監(jiān)測參數(shù)及TS碼流輸出到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，監(jiān)測主機(jī)通過與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相連，接收TSOverIP流即可完成信號監(jiān)測、畫面顯示、碼流錄制、故障記錄查詢和管理控制等全部功能。

系統(tǒng)完全基于IP構(gòu)建，通過UDP協(xié)議，獲取局域網(wǎng)絡(luò)中的組播碼流，進(jìn)行信號的統(tǒng)一調(diào)度、多畫面顯示主機(jī)的配置部署，可以很好地適應(yīng)信號規(guī)模的擴(kuò)展。

系統(tǒng)支持MPEG-2、MPEG-4、H.264、AVS、H.265、AVS+的高標(biāo)請視頻解碼；支 持MP2、MP3、AC3、AAC、DRA的音頻解碼。每套系統(tǒng)可以并行處理多路MPEG-2高清節(jié)目或多路H.264高清節(jié)目，支持5.1聲道伴音的解碼、監(jiān)聽、彩色音量柱顯示。對于立體聲節(jié)目，支持左右聲道分別監(jiān)聽。

系統(tǒng)提供了語音、日志、OSD、數(shù)據(jù)庫、標(biāo)題欄和邊框等多種報警方式，具有報警管理機(jī)制，包括故障循環(huán)語音報警、故障的人工確認(rèn)與忽略、手工暫停監(jiān)測、故障畫面放大顯示等功能。

系統(tǒng)可以高效的錄像存儲，對節(jié)目進(jìn)行時段或觸發(fā)錄像。錄像格式為H.264、MPEG-4、MPEG-2可選。天津廣播電視臺傳輸部設(shè)置為MPEG-2錄像格式，采用了磁盤預(yù)分配、延時寫入，提高了存儲的穩(wěn)定性，可以對任意時長錄像的快速檢索、調(diào)用。

2 系統(tǒng)功能

天津廣播電視臺傳輸部監(jiān)測系統(tǒng)配備了6套Display多畫面顯示監(jiān)測服務(wù)器，每臺服務(wù)器對應(yīng)一塊顯示屏。根據(jù)監(jiān)測節(jié)目的類型分別為每臺服務(wù)器配置了不同的監(jiān)測節(jié)目源，分別為：天津本地節(jié)目主路信號、天津本地節(jié)目備路信號、中央臺節(jié)目主備路信號、天津付費(fèi)節(jié)目及國干網(wǎng)信號、電臺廣播信號和微波環(huán)網(wǎng)信號。

報警系統(tǒng)主機(jī)與嵌入式板卡配置了各自IP地址，每塊監(jiān)測板卡的每個信號輸入端口配置了組播地址和數(shù)據(jù)組播端口號。多畫面顯示監(jiān)測服務(wù)器與監(jiān)測板卡設(shè)置在同一網(wǎng)絡(luò)中且通訊地址位于同一網(wǎng)段，在服務(wù)器板卡設(shè)置中輸入需要接收的組播地址并輸入組播端口號，監(jiān)測服務(wù)器即可獲取該碼流的節(jié)目信號。再根據(jù)需要上屏監(jiān)看的節(jié)目進(jìn)行多畫面設(shè)置，將節(jié)目分別添加到各個窗格進(jìn)行監(jiān)看，單個窗格支持重復(fù)添加節(jié)目，系統(tǒng)運(yùn)行時，添加到窗格中的所有節(jié)目輪巡顯示，輪巡時間可設(shè)置，傳輸中心將天津付費(fèi)節(jié)目設(shè)置為輪巡監(jiān)看，輪巡時間為5秒。

2.1 碼流監(jiān)測

配置監(jiān)測表可以配置碼流層面報警參數(shù)，系統(tǒng)配合板卡使用支持對信道失鎖、碼流中斷、傳輸帶寬越界、TR101-290一、二、三級故障監(jiān)測等內(nèi)容層面監(jiān)測報警。用戶可根據(jù)節(jié)目監(jiān)測需求進(jìn)行自行設(shè)置，同時碼流監(jiān)測門限也可以根據(jù)需求設(shè)置。

2.2 視頻監(jiān)測

對于視頻節(jié)目，監(jiān)測系統(tǒng)支持黑場、靜幀、視頻丟失、視頻解碼異常、彩場、彩條、臺標(biāo)丟失、視頻加擾、測試圖異常等視頻故障監(jiān)測。用戶可以根據(jù)需求自行配置監(jiān)測參數(shù)，傳輸部設(shè)置為：視頻丟失1秒，視頻解碼異常1秒，黑場3秒，靜幀10秒。視頻故障監(jiān)測系統(tǒng)提供靈敏度設(shè)置，可以分別為馬賽克、靜幀、測試圖設(shè)置靈敏度；靈敏度分為低、中、高三個等級，等級越高，相應(yīng)報警越容易報出。

2.3 音頻監(jiān)測

對于音頻節(jié)目，監(jiān)測系統(tǒng)支持音頻丟失、音量過高、音量過低、音頻加擾等音頻故障監(jiān)測。傳輸部音頻丟失設(shè)置為：電平門限-61dBFS，持續(xù)時間30秒，數(shù)據(jù)丟失5秒。立體聲音頻監(jiān)測模式下，只要其中一個聲道出現(xiàn)異常，就進(jìn)行報警；只有當(dāng)所有聲道都恢復(fù)正常時，報警才恢復(fù)；5對于音頻類型為5.1聲道的節(jié)目，采用6個音量柱的方式來顯示。播放音頻時，播放所有聲道的聲音，對于5.1聲道的，是針對左前和右環(huán)繞，進(jìn)行雙聲道監(jiān)測及錄音。

2.4 臺標(biāo)監(jiān)測

在需要進(jìn)行臺標(biāo)監(jiān)測的節(jié)目窗口進(jìn)行臺標(biāo)采集，對于已經(jīng)采集好的臺標(biāo)，先凍結(jié)臺標(biāo)，在臺標(biāo)附近會出現(xiàn)虛線框，顯示蒙板，調(diào)節(jié)數(shù)值，直到臺標(biāo)周圍的背景色都被蒙板的灰度色覆蓋，顯示出臺標(biāo)并保存。完成臺標(biāo)設(shè)置的節(jié)目出現(xiàn)臺標(biāo)消失或異常時會進(jìn)行臺標(biāo)異常報警。

2.5 故障查詢

既可根據(jù)時間段篩選碼流和節(jié)目故障記錄，也可以根據(jù)故障類型進(jìn)行篩選，點(diǎn)擊“檢索記錄”即可完成碼流和節(jié)目故障的篩選操作。雙擊故障記錄，可以查看碼流和節(jié)目故障的錄像情況，沒有觸發(fā)錄像的故障無法查看。

錄像查詢時根據(jù)時間或頻道范圍查詢碼流和節(jié)目錄像文件，選中節(jié)目后點(diǎn)擊“查看”可以進(jìn)行錄像畫面瀏覽，點(diǎn)擊“導(dǎo)出”可以完成該段錄像的導(dǎo)出操作。

SignalEye是數(shù)字電視碼流監(jiān)測報警系統(tǒng)，系統(tǒng)支持對多種信源實(shí)時監(jiān)測與報警?？芍С?00個通道同時監(jiān)測與報警。另外，軟件還提供基于TS流的TR101-290三級錯誤分析、帶寬分析、PCR分析和PSI/SI深度解析，系統(tǒng)具有掃描功能，支持對信源準(zhǔn)確掃描，同時還具有碼流錄制功能。系統(tǒng)對發(fā)現(xiàn)故障的碼流，可自動控制切換器軟件對故障碼流切換，實(shí)現(xiàn)安全播出。

LX故障集中顯示報警服務(wù)器是與Agent配套使用的一款多畫面故障報警系統(tǒng)。系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)時接收前端軟件同步過來的節(jié)目報警、報警恢復(fù)信息、配置命令。

多畫面輪巡顯示報警系統(tǒng)的主要功能包括：單畫面顯示、雙屏顯示、多畫面輪播、輪巡顯示故障畫面、集中顯示故障畫面以及OSD報警等，這些功能為用戶查看和定位問題提供了很大的便利。另外，多畫面輪巡顯示報警系統(tǒng)還提供了鎖定畫面功能，方便查看某個節(jié)目的持續(xù)播出情況。

3 故障排查

系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)某路信號出現(xiàn)故障時，多畫面監(jiān)測服務(wù)器產(chǎn)生報警信息，語音報警程序發(fā)出語音報警，多畫面顯示屏相應(yīng)信號顯示區(qū)呈現(xiàn)紅色報警提示，同時LX故障集中監(jiān)視顯示報警服務(wù)器顯示相應(yīng)節(jié)目畫面，這樣值班人員可以及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。例如：多畫面顯示屏顯示報警目的通道號是0，通過系統(tǒng)框可以確定對應(yīng)的組播地址是：226.41.104.101：5001。根據(jù)組播地址生成制定規(guī)則，我們可以找到這個是IP地址為192.168.15.104板卡的第2通道。組播地址第3位104為板卡IP地址最后一位，組播地址第4位101為板卡2通道。這時可以確定該板卡的第2通道輸入信號出現(xiàn)故障，根據(jù)該通道信號采集點(diǎn)可立刻確定信號故障點(diǎn)，工作人員可及時的進(jìn)行故障處理。

4 結(jié)語

天津廣播電視臺傳輸部信號監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行了將近一年時間，根據(jù)實(shí)際使用情況對系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)置調(diào)整和完善，提高了監(jiān)測系統(tǒng)的有效性和準(zhǔn)確性，保證了機(jī)房安全播出，提高了機(jī)房值班效率，減少播出事故的發(fā)生，提高了廣播電視安全播出工作水平。

陳立偉（1970-），男，天津市人，本科，高級工程師，研究方向：信號傳輸 。