淺談全鏈路監(jiān)測系統(tǒng)在廣播電視編碼復用傳輸平臺中的應用

張艷瑩 孫映雪

1.2.內蒙古廣播電視臺 內蒙古 呼和浩特市 010050

1 研究背景

全鏈路監(jiān)測系統(tǒng)在電力運行、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、大數(shù)據(jù)分析、人工智能、電子交易等領域已經(jīng)逐步得到應用，并趨于成熟化和高效智能化。在節(jié)約大量人力成本同時，提高了系統(tǒng)運行效率和應急處置水平，減輕了值班員的工作壓力。結合當前廣播電視傳輸系統(tǒng)數(shù)字化、規(guī)?；陌l(fā)展現(xiàn)狀，將高精度的全鏈路監(jiān)測系統(tǒng)引入到編碼復用傳輸平臺中勢在必行，同時也是一種新的探索和嘗試。

2 系統(tǒng)設計

全鏈路監(jiān)測系統(tǒng)支持ssh/telnet、agent、igmp、ipmi、snmp、jmx等多協(xié)議，能夠從被監(jiān)測主機上周期的獲取平臺關鍵性指標，實時查看物理設備的運行情況以及拓撲架構的變化情況。支持IP、SDI、ASI、DS3等多格式信號的采集與分析。統(tǒng)一解碼成IP信號，供監(jiān)測系統(tǒng)內部各個分支子系統(tǒng)的應用，將被監(jiān)控的主機數(shù)據(jù)通過動態(tài)圖表的方式展現(xiàn)出來，支持聲光等多種方式的綜合報警提醒。

目前全國大部分廣播電視編碼傳輸平臺均采用編碼+復用傳輸方式，將臺內視音頻信號傳送給下游監(jiān)管以及省網(wǎng)等業(yè)務單位，編碼傳輸平臺架構如圖1所示。

圖1 編碼傳輸平臺架構圖

全鏈路監(jiān)測系統(tǒng)架構如圖2所示。

圖2 全鏈路監(jiān)測系統(tǒng)架構圖

2.1 信息采集點的設定

針對監(jiān)視網(wǎng)絡狀態(tài)、修改網(wǎng)絡設備配置、接收網(wǎng)絡事件警告層面，目前大部分編碼復用傳輸設備都支持SNMP協(xié)議，即使是來自不同廠商的設備也都能實現(xiàn)。前提是每套設備提供獨立的網(wǎng)管接口，并將采集到的數(shù)據(jù)報送給網(wǎng)絡管理站（NMS），從而對平臺內的編碼傳輸設備進行管理、配置和監(jiān)視等，實現(xiàn)物理設備層級的鏈路監(jiān)視。

針對業(yè)務層面的采集點設定，應考量在系統(tǒng)關鍵節(jié)點上做部署，比如在編碼后端、復用后端、ASI自動倒換開關輸出端、DS3適配器后端，做全流程、全要素、全鏈路監(jiān)測取點，做到清晰明了、全覆蓋。

2.2 采集信號的編碼與轉碼

全鏈路監(jiān)測系統(tǒng)支持IP、SDI、ASI、DS3等多格式多路信號的采集分析、編碼與轉碼。針對不同信號部署不同的監(jiān)測板卡以及編轉碼設備，統(tǒng)一將多格式信號轉換成TSoverIP信號的格式，并在區(qū)分主備路由的前提下，進入全鏈路監(jiān)測系統(tǒng)的流交換機，供系統(tǒng)上層架構對信號進行分析、處理、存儲、交互等使用。

2.3 信息綜合處理

綜合處理包括對視音頻信號以及設備狀態(tài)信息的存儲、查詢、歸類、調用等。通過部署監(jiān)測服務器、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)管服務器、存儲體以及流媒體服務器等，完成對基礎采集轉碼后的信號碼流層面TR101290的三級錯誤分析，以及視音頻信號內容層面、黑場、靜音、靜幀、彩條、彩場等多內容的分析與處理。所有的錯誤和報警都記錄在數(shù)據(jù)庫中，允許事后進行查看和分析，同時還可以對一段時間內的傳輸流狀態(tài)做各種統(tǒng)計報表。

2.4 告警方式的設定

在告警方式設定方面，應具有靈活的告警策略和高精度的告警，體現(xiàn)出多維度、多級別、多監(jiān)督、多時效性等。對TR101290的三級錯誤中的一級錯誤以及內容層面的黑場、靜音、靜幀進行重點監(jiān)測。黑場、靜幀有聲音、靜幀無聲音、臺標異常、視頻丟失、信號中斷、彩場、彩條、測試圖等異常狀態(tài)在1秒鐘內實現(xiàn)自動判斷和聲光報警；馬賽克、畫面卡頓、畫面拉條等異常狀態(tài)在2秒鐘內實現(xiàn)自動判斷和聲光報警；電平過高過低、電平差異過大等異常狀態(tài)在1秒鐘內實現(xiàn)自動判斷和聲光報警；視頻或音頻靜音異常狀態(tài)在3秒鐘內實現(xiàn)自動判斷和聲光報警；視頻及音頻噪音或錯播等異常狀態(tài)在5秒鐘內實現(xiàn)自動判斷和聲光報警；傳送碼流同步丟失、同步字節(jié)錯誤、PAT錯誤、連續(xù)計數(shù)錯誤、PMT錯誤等異常狀態(tài)在1秒鐘內實現(xiàn)自動判斷和聲光報警。發(fā)生故障時可以快速定位故障點，報警時間可自由設置。

2.5 鏈路監(jiān)測信息的展現(xiàn)

通過對監(jiān)測信號的多級取點、轉碼及綜合處理后，以更加直觀的方式，全要素的通過電視墻大屏監(jiān)測方式展現(xiàn)出來，實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測，故障發(fā)生時能夠通過報警信息的展現(xiàn)快速定位以及應急切換。系統(tǒng)支持多種不同方式發(fā)送錯誤報警，包括電子郵件、多畫面顯示界面上的可視化圖形和音頻聲音。報警由用戶指定的錯誤所觸發(fā)，例如輸入丟失、黑場或靜幀并疊加相關字幕信息。

監(jiān)測系統(tǒng)支持HDMI、VGA、DVI等多格式信號的輸出，最終將全景鏈路動態(tài)監(jiān)測圖以LED大屏監(jiān)測方式呈現(xiàn)。業(yè)務以及設備監(jiān)測（以其中編碼復用節(jié)點為例）如圖3、圖4所示。

圖3 編碼節(jié)點監(jiān)測框圖

圖4 復用節(jié)點監(jiān)測框圖

結束語

在廣播電視編碼復用傳輸平臺設置全鏈路監(jiān)測系統(tǒng)，是保障安全播出、減少系統(tǒng)運維成本以及提高值班效率的有效手段。隨著廣播電視技術不斷地迭代和更新，智能化監(jiān)測設備的全要素、全覆蓋發(fā)展，以及與智能切換的聯(lián)動，傳統(tǒng)的人工值班方式將逐步被取代，形成由值班值守到留守的轉變。值班員在值班過程中不再多級復雜監(jiān)聽監(jiān)看，通過監(jiān)看全鏈路監(jiān)測系統(tǒng)就能夠很好的完成值機，使機房建設以及值機方式更高更好的邁向現(xiàn)代化、標準化、信息化、智能化，迎來廣播電視傳輸平臺監(jiān)測的全新變革。