有线数字智能监测系统的设计

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摘要：本文详细介绍了我公司的有线数字前端智能监测系统的设计，包括对前端机房数字电视的信号监测、节目监测及智能切换的实现方式、系统主要功能、优势特点等。

关键词：数字电视;多环节监测;播出安全;智能切换

电视的播出安全主要包括监测设备安全和人员安全。在确定人员安全的情况下，加强电视播出管理和技术防范工作能确保电视的安全播出和用户的正常收看。我公司建设的有线数字前端智能监测系统可完成前端机房的各类电视信号（AV信号、QPSK信号、ASI信号、QAM信号、IP信号）的码流监测及对系统智能应急垫播切换等，智能监测系统的设计使得数字电视的传输、覆盖、播出的内容和传输质量得到了全方位的监测，机房链路全景展示，故障画面集中显示，码流参数全局监测可对突发事件进行快速智能垫播切换，进而高效、实时地确保节目播出质量无忧、内容安全。

1系统概述

我公司建设的有线数字前端智能监测系统，依靠高端、稳定的监测技术设备，实现了对电视信源（AV信号、QPSK信号、ASI信号）的码流监测、对主备传输码流（ASI信号、IP信号）的安全智能切换、对调制后的QAM信号的信道指标实时监测、码流解扰等，及对重点节目实时或轮巡显示，且模拟视音频信号监测系统可集成原有模拟监测系统，对原有设备进行升级改造，此举既完成了模拟视音频节目的监测，也节约了资源。本系统实现了模拟、数字在一个平台下的统一通讯和管理，使机房内信号播出更加安全。同时，在数字电视前端的监测过程中，信源环节的监测尤为重要，信源节目较多，在上屏显示环节采用了重点节目实时显示和智能显示定位技术相结合，合理化地完成节目画面显示、录像、监测分布。此外，从安全的角度出发，需对信源进行备份，我公司建立的有线数字前端智能监测系统采用先进的智能切换设备，对输出的码流进行监测，一旦发现问题就立即切换到备份码流，保证了节目安全播出，伴随着智能监测系统的应用，数字电视可以展现其高质量的节目内容。

2系统设计

有线数字前端智能监测系统结构如图1所示。2.1有线数字前端智能监测环节（1）信号监测：完成对卫星天线接收的卫星信号、主备卫星接收机输出的ASI信号、IP信号、编码器后的IP信号及调制后的QAM信号的实时监测。（2）信源监视监测系统：完成接收机输出的高标清节目、编码后输出高标清节目、调制后输出高标清节目的视音频异态监测、多画面任意组合显示、语音报警等功能，还可完成准确的视频和音频内容的监控，并对指定节目进行录像（按时段、触发）。（3）智能垫播切换系统：对ASI码流打包输出的IP信号进行处理，IP信号进入码流智能切换器与垫播码流完成智能垫播切换。智能垫播切换系统提供码流切换和单节目替换功能，无缝应急切换，灵活方便。切换系统可以设定监测信号是否丢失、PID解扰失败、同步丢失和PID丢失及详细监测参数，同时，我们可以选择是否执行相应的切换操作。切换系统可以设定自动或手动切换回主路信号，可以实现一键切换的功能，一键可切换到主、备、辅路，系统进一步保障了信号播出的安全。（4）综合质量监测报警系统：对码流进行实时深入分析和显示，支持TR101290三级错误、PSI/SI表格全解析、模板对比、PCR抖动分析及系统自定义故障等，展示完整全面的机房链路中各个环节的实时监测状态和节目画面，实现重点节目固定窗口实时显示、普通节目轮巡显示、故障节目集中显示。（5）综合网管系统：采用B/S架构，融监测、配置、管理功能于一体，全面整合业务配置、信号监测、数据查询、统计分析等功能。2.2有线前端机房智能切换系统具备功能（1）完备的信源监测功能：完成对卫星天线接收的卫星信号、主备卫星接收机输出的ASI信号、编码器后的IP信号及调制后的QAM信号的实时监测，经编码后以IP形式汇聚到交换机，主备双链路信号传输，保证了各环节信号的安全传输。（2）准确的视音频内容监测功能：系统可监测机房中各链路环节上的电视节目的内容，及时了解节目播出情况，可以及时发现黑场、静帧、视频丢失、视频解码异常、彩场、彩条、标志丢失等视频故障监控，无音频、高音量、低音量等音频故障监控。可自定义录像方式，对重点节目自定义录像，对故障节目触发式录像，可通过语音提示、弹屏显示、短信通知等通知相关责任人。（3）实时的码流在线分析功能：完成系统中主备卫星信源的信道码流监测及防非监测，并对卫星信号、卫星接收机输出的ASI信号、编码后IP信号及末端调制输出的QAM信号的码流指标进行实时深入分析和监测，支持TR101290三级错误、PSI/SI表格全解析、模板对比、PCR抖动分析、PID带宽监测及系统自定义故障等功能，可以录制完整的TS码流，能够识别是否受不法分子的攻击干扰，完成雨雪衰报警与主备调制器倒换报警。（4）分级别的用户管理功能：系统实现两种级别用户管理，即普通用户和超级用户，普通用户只有查询权限，而超级用户还有修改和删除等权限。（5）完整全面的机房全景展示功能：系统可展示前端机房的设备实际链路图、机架图、拓扑图展示出来，帮助用户了解信号传输过程中各个环节的实时监测。系统可集中分组展示机房中所有信号的状态，也可以很容易的查询到每个节目在机房中的传输链路，可在链路上展示不同环节的码流状态及视音频对比查看，方便故障点的定位。（6）快速的故障画面集中显示功能：机房各个环节的画面均可以调度到1个屏幕上显示，根据节目的播出状态实现故障画面的集中显示，快速发现问题，根据故障节目的数目，根据设定的图片自动调整布局，可在无故障节目时完成重点节目的固定窗口显示，最终实现固定显示重点节目、轮巡显示普通节目和集中显示故障节目。（7）智能定位监测技术：在正常的监测状态下，轮巡显示其它重点节目，当码流和节目内容出现时，通过智能定位来集中显示故障画面，其他屏完成智能链路监测，定位报警。系统大屏效果如图2所示。

3系统优势

（1）系统采用嵌入式体系，支持多种信号（AV信号、卫星QPSK信号、ASI信号、QAM信号等等）的监测管理，完全基于IP进行建设。（2）在准确判断非法攻击的同时，可阻止任何非法攻击，通过同步锁定检测、误码率跳变监测、码流重要特征监测等多种手段确保无漏报；全部硬件监测，反应速度快，确保不播出任何非法图像。（3）系统建设包括IP码流的智能垫播切换，确保信号播出的安全。（4）根据系统故障或异态的严重程度，并结合信源的优先级报警，同时在相应位置对应的机房环节上突出显示，并能显示系统的当前指标和信号连接，使当前设备信号运行状态一目了然。（5）系统可以自动监测到切换板卡，包括板卡的IP地址、组播地址和组播端口，同时可以自动获取主、备、辅路的PAT/PMT表格信息及对应节目的名称，可方便设置节目替换组，可对所有信道进行节目替换，也可对单个通道进行节目替换和所有节目替换。（6）系统从监测信源至大屏幕显示，所有码流与数据，都在封闭的局域网络中运行，可以适应灵活的调度与控制，全IP化监测。图2系统大屏效果展示图（7）系统所有功能都是以综合网管作为操作来实现的，综合网管采用了多种标准协议，形成了特有的可裁减的构架体系，并将这种构架融入到应用环境，同时预留接口，支持今后的扩展需求。（8）监测系统的信号接收和IP封装设备可直接用于收录系统，通过TSoverIP技术，实时将各种类型信号进行IP封装，通过网络发送给收录系统来完成各种类型信号节目的收录工作。（9）系统可完成业务配置、信号监测、数据查询、统计分析，结合实际的工作流程引导工作人员逐层深入的发现问题，分析定位问题，处理问题，从而提高播出质量。（10）集中展示故障画面，采用多节目画面轮巡的方式，无故障时，按逻辑进行多画面轮巡，报警时，按设定的切换逻辑进行处理。（11）系统支持节目路由查询，码流集中分组展示、智能报警、多样化报警输出，眼观耳听，即可判断哪个环节出了问题，方便工作人员查看。

4结束语

有线数字前端智能监测系统的建设，高效地保证了数字电视播出内容及质量的安全。整个智能监测系统汇聚多种功能于一身，确保电视节目安全、稳定的播出。传统的人工留守观察已经不能适应新时代的要求，采用高科技手段才是解决问题的必由之路。因此，建设有线数字前端智能监测系统，既符合我国国情，又可以稳定、及时、有效地发现播出异常。目前，经过安装调试，系统已完全投入使用，满足现有的需求，有效地保障了电视节目的安全播出。

作者:陈柱稷 单位:深圳市天威视讯股份有限公司