IP碼流檢測技術(shù)在全省廣播信號傳輸中的應(yīng)用

陸海 江蘇有線廣電信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司

一、引言

江蘇有線省公司通過覆蓋全省的波分網(wǎng)絡(luò)向各地市以及有業(yè)務(wù)關(guān)系的41個（截止2012年底）區(qū)縣提供兩路GBE 封裝的TS OVER IP的節(jié)目流。

在過去的安播體系中，省市層面對每個安播環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的監(jiān)控手段，而區(qū)縣層面相對比較薄弱，存在監(jiān)管不到位，排障過程困難等情況。隨著數(shù)字化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，城鄉(xiāng)差距越來越小，區(qū)縣作為城鄉(xiāng)一體化的不可或缺的部分，對安播高質(zhì)量的需求也日益提高。

根據(jù)《安全播出管理規(guī)定》（總局62號令）的相關(guān)要求：應(yīng)對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的輸入、輸出主路節(jié)目信號進行監(jiān)聽監(jiān)看，并對信號質(zhì)量進行記錄，明確業(yè)務(wù)系統(tǒng)上下游運行維護責任以及界面。

因此，立項初期，我們即對本項目有著三個非常明確的要求：

1. 必須能夠任意調(diào)度每個區(qū)縣的信源加以監(jiān)看監(jiān)聽。

2. 必須能夠?qū)崟r采集碼流監(jiān)控數(shù)據(jù)進行分析。

3. 能夠根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)，快速定位故障點。

2012年7月開始，省公司運維中心牽頭實施了區(qū)縣信源監(jiān)控平臺項目。通過該項目，省網(wǎng)運維中心在41個區(qū)縣部署了碼流監(jiān)測設(shè)備（型號：IP59）,以及業(yè)務(wù)配套的碼流匯聚交換機等設(shè)備，完成了區(qū)縣波分輸出信源的監(jiān)控，通過監(jiān)測碼流指標來判斷波分信源傳輸?shù)腎P節(jié)目流是否正常。并借此完善了中心全程全網(wǎng)的質(zhì)量管控系統(tǒng)，確保信號的高質(zhì)量傳輸。

二、縣級安播系統(tǒng)現(xiàn)狀

區(qū)縣數(shù)字電視安播系統(tǒng)包括如下環(huán)節(jié)的監(jiān)測：

1. QAM信號監(jiān)測：對系統(tǒng)節(jié)目流QAM調(diào)制輸出的信號指標的電平、MER、誤碼率等進行監(jiān)測報警和數(shù)據(jù)采集。

2. 多畫面分割監(jiān)測：對系統(tǒng)QAM信號輸出的節(jié)目進行多畫面分割顯示報警和轉(zhuǎn)碼錄像。

3. 碼流分析監(jiān)測：對QAM解調(diào)后的碼流進行分析。

由圖1可知，區(qū)縣監(jiān)控系統(tǒng)主要針對播出信號，缺少對市-縣波分輸出的實時監(jiān)控。為了完善區(qū)縣監(jiān)控系統(tǒng)，運維中心牽頭實施了本次項目。

三、項目內(nèi)容簡介

項目在原有安全播出監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在各區(qū)縣部署設(shè)備對波分輸出的IP碼流進行有效監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)通過回傳通道回傳至省干線傳輸中心。

1. 碼流監(jiān)測部分

省網(wǎng)運維中心在41個區(qū)縣部署碼流監(jiān)測設(shè)備，對來自各個區(qū)縣碼流監(jiān)測設(shè)備采集的指標數(shù)據(jù)進行匯總、歸檔、存儲、分析及呈現(xiàn)，并實現(xiàn)對各區(qū)縣波分下傳碼流實時監(jiān)測，對異態(tài)情況進行聲光告警。

2. 信號傳輸部分

在各地市的市縣MSTP系統(tǒng)上，開通45M以太網(wǎng)回傳通道，用于將各區(qū)縣信號傳輸至市機房。

市機房到省中心機房，則利用原有的承載于波分系統(tǒng)的綜合網(wǎng)管IP平臺，千兆回傳至省中心。

高帶寬確保了信號的傳輸，為省中心任意調(diào)度區(qū)縣信源畫面提供了傳輸基礎(chǔ)保證。

四、區(qū)縣機房監(jiān)控改造介紹

在波分系統(tǒng)輸出口，安裝兩臺光分路器(每臺有兩個一分四模塊)，分別將兩路主GE信號和兩路備GE信號（共計四路）復制并傳輸至碼流匯聚交換機。

在每個區(qū)縣部署的碼流匯聚交換機用于波分信號碼流匯聚及網(wǎng)管匯聚，并接駁一臺碼流監(jiān)測設(shè)備用于監(jiān)測四路波分信號指標，并將分析指標通過回傳通道回傳至省中心機房。

五、省中心監(jiān)控平臺介紹

省中心監(jiān)管平臺配置1套TrinityAres-IP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。采用Oracle數(shù)據(jù)庫，支持大規(guī)模并發(fā)數(shù)據(jù)的快速寫入與讀取。采集服務(wù)器采集區(qū)縣前端上傳的監(jiān)測報警數(shù)據(jù)，同時寫數(shù)據(jù)庫中，保證數(shù)據(jù)庫的完整。采集服務(wù)器對MLR、MLT-15、MLT-24、MDI-DF等 IP信號傳輸指標進行定時采集；對TR101 290三級錯誤監(jiān)測及告警、帶寬占用、詳細節(jié)目信息等碼流分析結(jié)果信息進行實時采集和分析。匯總報警日志：報警發(fā)生時間、錯誤信息描述、發(fā)生狀態(tài)（發(fā)生報警、恢復）等信息。采集服務(wù)器對設(shè)備運行狀態(tài)、信道指標進行實時監(jiān)測，在設(shè)備狀態(tài)異?；蛘咝诺乐笜瞬环现付ㄩ撝档那闆r下產(chǎn)生報警，在將報警結(jié)果在平臺呈現(xiàn)的同時進行存儲。

省中心監(jiān)管平臺配置1套TrinityAres-DIPServer廣電分布式IP監(jiān)測系統(tǒng)。集中監(jiān)管服務(wù)器完成傳輸節(jié)點監(jiān)測前端各通道的集中管理和狀態(tài)查看。集中監(jiān)管服務(wù)器支持通過web方式（通過瀏覽器直接訪問）進行配置管理和狀態(tài)查看，地市前端可以根據(jù)權(quán)限管理或查看下屬各節(jié)點，省中心可以管理全部節(jié)點等。集中監(jiān)管服務(wù)器支持多用戶同時訪問，根據(jù)用戶不同權(quán)限，登錄后提供不同的操作界面和功能。

省中心監(jiān)管平臺配置1套語音報警系統(tǒng)軟件，對報警信息自動生成語音報警，方便機房人員實時監(jiān)聽，掌握各區(qū)縣前端的監(jiān)測故障情況。

六、網(wǎng)管功能及可視化界面介紹

在網(wǎng)管首頁地圖上可以查看所有站點的分布及告警情況，地圖上站點名稱的背景色為紅色的時候表示有報警發(fā)生，為綠色表示該站點正常，為黃色表示有一般告警、為藍色表示有提示告警，如圖4所示。

在首頁左側(cè)的菜單欄，以下拉列表的形式展示出每個市級站點下的區(qū)縣站點，區(qū)縣站點下的GE（光纖）分組情況，每個GE（光纖）下包含的流，每個流下面包含的節(jié)目。點擊單個流名稱，可以進入該流的流指標監(jiān)測頁面，如圖5所示。

流指標監(jiān)測頁面顯示該站點下的所有監(jiān)測節(jié)目的信道詳細信息(MLR、MLT-15、MLT-24、MAI-DF的詳細數(shù)值)、節(jié)目信息（Serviceid、節(jié)目名稱、帶寬、帶寬占用、操作（點擊可以播放當前節(jié)目的視頻））、PID詳細信息、290錯誤、其他報警，還通過曲線圖的方式展示出當前流的MDI-DF值的抖動情況和流帶寬曲線圖，

290一級：同步字節(jié)錯誤、TS同步丟失錯誤、PID錯誤、PMT錯誤、連續(xù)計數(shù)錯誤、PAT錯誤

290二級：PCR間隔錯誤、傳輸錯誤、PCR精度錯誤、CRC錯誤、CAT錯誤、PTS錯誤

290三級錯誤：TDT錯誤、未指定的PID錯誤、SI重復錯誤、RST錯誤、數(shù)據(jù)延遲錯誤、緩存器錯誤、EIT錯誤、SDT錯誤、NIT錯誤

其他報警（發(fā)生狀態(tài)）：流中斷錯誤、流帶寬錯誤、視頻PID帶寬錯誤、音頻PID帶寬錯誤、表格內(nèi)容變更；

首頁左側(cè)的菜單欄下拉菜單中流下面的節(jié)目，可以進行該節(jié)目的視頻播放，同時顯示節(jié)目的詳細信息。

站點設(shè)備及維護信息頁面可以顯示當前市級下所有區(qū)縣站點的監(jiān)測狀態(tài)，包括站點名稱、碼流報警、監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)、交換機狀態(tài)、GE主1、GE主2、GE備1、GE備2，并且當報警發(fā)生時，會在該站點的鏈路圖上以動態(tài)的形式顯示出來，設(shè)備連線會顯示出和報警發(fā)生時顯示一致顏色；同時在該頁面上可以手動編輯波分信源、ODF端口、MSTP（市中心端口、區(qū)縣端口、類型）、聯(lián)系人、聯(lián)系方式、備注，編輯完成后點擊保存后生效，如圖6所示。

全景信息頁面包含該站點的所有碼流詳細列表，包括所有碼流的狀態(tài)、源IP：端口、目的IP：端口、流別名、流帶寬、MDI-DF、MLR、MLT-15、MLT-24、PID個數(shù)、290-1、操作，如圖7所示。

狀態(tài)：用狀態(tài)燈來顯示碼流報警是否發(fā)生，沒有報警發(fā)生狀態(tài)燈為綠色，有緊急報警發(fā)生為紅色、一般報警時為黃色、提示報警為藍色；

源IP：端口：顯示該流的源IP地址和端口；

目的IP：端口：顯示該流的目的IP地址和端口；

流別名：當前流所設(shè)置的別名；

流帶寬：當前流的總帶寬；

MDI-DF：流的DF值抖動情況；

MLR：流當前的丟包數(shù)；

MLT-15：15分鐘之內(nèi)的丟包數(shù)；

MLT-24:24小時之內(nèi)的丟包數(shù)；

PID個數(shù)：當前流包含的PID個數(shù)；

290-1：用狀態(tài)燈來顯示碼流是否有290-1級報警發(fā)生，沒有報警發(fā)生狀態(tài)燈為綠色，緊急報警發(fā)生為紅色、一般報警時為黃色、提示報警為藍色；

總帶寬監(jiān)測界面主要展示各個監(jiān)測前端的總帶寬詳細信息，總帶寬詳細信息：總帶寬、帶寬占用率、流數(shù)目、總丟包數(shù)；

PSI/SI監(jiān)測頁面在當前站點下的流列表中選擇所要監(jiān)測的節(jié)目流，如果存在多個IP地址會提示選擇IP地址，選擇與當前系統(tǒng)所使用的同一個網(wǎng)段的IP地址即可，選擇IP地址之后會在PSI/SI界面中會對碼流的PSI/SI樹和PSI/SI表格進行詳細顯示，可以通過單擊來展開詳細的PSI/SI樹和PSI/SI表格。

七、總結(jié)

1. 為高質(zhì)量傳輸廣播信號提供數(shù)據(jù)依據(jù)

在過去的監(jiān)控體系中，區(qū)縣級信號監(jiān)控相對薄弱。本項目填補了這一空白，通過在全省各個區(qū)縣部署的監(jiān)測設(shè)備，可以對IP視頻的MDI等傳輸指標進行實時測量；對數(shù)字電視TS流的TR101 290三級錯誤進行監(jiān)測；對PSI/SI信息進行分析，并將告警監(jiān)測、帶寬占用、詳細節(jié)目信息等碼流分析結(jié)果信息進行實時反饋。通過這些技術(shù)手段，實現(xiàn)了傳輸節(jié)目的QOS質(zhì)量保障，標志著省網(wǎng)運維中心對區(qū)縣級信號的管理要求從不間斷上升到了高質(zhì)量，向全程全網(wǎng)精細化管理又邁出了堅實的一步。

2. 明確業(yè)務(wù)系統(tǒng)上下游責任界面、豐富了快速定位故障的技術(shù)手段

《安全播出管理規(guī)定》（總局62號令）要求：應(yīng)對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的輸入、輸出主路節(jié)目信號進行監(jiān)聽監(jiān)看，并對信號質(zhì)量進行記錄，明確業(yè)務(wù)系統(tǒng)上下游運行維護責任以及界面。本項目中，在主備路波分輸出口增加了光分路器，明確了市縣之間播出責任界面。同時，有利于發(fā)生故障時快速定位故障點和判斷故障原因。

3. 自主研發(fā)的可視化管理界面

省中心的信源監(jiān)控網(wǎng)管系統(tǒng)，由運維中心和廠家共同研發(fā)。可以任意調(diào)度每個區(qū)縣的具體節(jié)目內(nèi)容，實現(xiàn)遠程多畫面監(jiān)看。監(jiān)測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式，歷史數(shù)據(jù)管理等功能實現(xiàn)，均考慮了方便快捷的原則，便于日常監(jiān)看和維護。此外，網(wǎng)管采用可視化的管理界面，每個區(qū)縣的交換機、物理連纖、碼流監(jiān)測設(shè)備等都采用圖標進行具體的標示，根據(jù)故障告警會做出相應(yīng)的變化，做到了故障形象化、具體化。

本項目率先對全省區(qū)縣級別的信源進行統(tǒng)一監(jiān)控和管理，其規(guī)模在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。對碼流的各項指標如MLR、MLT-15、MLT-24、MDI-DF等進行定時采集；對TR101 290三級錯誤監(jiān)測及告警、帶寬占用、詳細節(jié)目信息等碼流分析結(jié)果信息進行實時采集和分析，為全程全網(wǎng)傳輸質(zhì)量管控提供了參考數(shù)據(jù)，為運維中心精細化管理奠定了基礎(chǔ)。

項目建設(shè)完畢試運行以來，多次發(fā)現(xiàn)市縣異常告警并有效的協(xié)助區(qū)縣快速定位故障點，取得了良好的效果。本項目的實施，有利于進一步提高區(qū)縣播出平臺信源質(zhì)量，為廣大人民群眾高質(zhì)量的收看電視節(jié)目帶來基礎(chǔ)保證。