電臺多點可視化監控系統建設與運行

□林曦

電臺多點可視化監控系統建設與運行

□林曦

本文主要論述電臺建設的多點可視化監控系統及其在電臺的運行情況，通過系統建設前的需求分析提出亟待解決問題和預期系統總體設計要求，明確該系統解決方案和功能應用，關鍵節點、核心設備的選擇與技術參數，系統建成之后的實際運行情況是否滿足設計要求，通過軟硬件協同工作效果展示整個系統工作狀況，根據系統實際總結建設前后對比改變及其針對完成安全播出任務所做的工作。

可視化；關鍵節點；監控系統；解決方案；運行情況

一、系統建設前

（一）建設前概況

我電臺總控系統主要為主、備核心數字光纖音頻矩陣與四個直播室數字光纖音頻矩陣構成。平時主要依靠矩陣軟件系統實現音頻監控，對直播室數字輸出、播出數字鏈路末端、模擬末端、部分信號源進行可視化監聽監控，播出通道中部署各種廠家、功能各異的音頻處理設備從而實現網絡化播出。

（二）需解決的問題

總控系統的全數字化與網絡化在一定程度上提高了系統運行的穩定性，但出現的故障也必然是復雜的，特別是播出設備節點的增加使系統冗余度不斷被擠壓，造成系統抗風險能力降低，而一旦故障出現，值班員在處置上難以第一時間判斷故障原點則極易發生安全播出事故。

（三）預期設計要求

首先是保證在不影響正常播出的前提下完成系統部署和調試，建立獨立的具有熱接入的監聽監控系統；其次，整個監測系統的網絡化、實現主控系統設備可視化（整個鏈路無監測盲點）功能，具有冗余鏈路的網絡化檢測和控制接口，可以實現相應的網絡化節目交換調度、監測、報警、應急切換等功能；再者就是整個系統的配置的安全性，這要求整個冗余的播控傳輸鏈路上的所有設備的無憂（關鍵鏈路斷電直通）。最后，要求整個系統的所有設備的音頻管理、調度、監測等有統一的人機交互監控平臺，該平臺實現對不同的系統和設備鏈路冗余、多功能監測、切換、報警、代播等功能。

二、系統建設

（一）關鍵節點：

我電臺分別在四個直播室（廣播三頻率，一間備份直播室），主備矩陣8路外來信號源，主輸出通道中在數字有源音分、2臺IBS-200、1臺DAL-1400四選一、音頻處理器、DY3000音頻延時器、DAC-1000數模轉換器、模擬手動切換器、ADA100-A4S模擬有源音分等節點輸入輸出端進行可視化網絡監控。

（二）解決方案及核心設備功能：

1.通過3臺InfomediaEA-AI808、1臺EA-DI808音頻網絡路由設備將所有節點音頻信號轉換為網絡信號后輸出至監控服務器的系統軟件，其主要功能有：

配置兩個CobraNet網口，利用CobraNet技術實現一根以太網線上傳輸雙向64路高質量、低延遲、無損音頻信號傳輸；

同時配置一個IP網口，利用IP?audio技術將音頻信號轉換成音頻流，實現IP網絡上多路音頻的監聽、監測和傳輸；

每個端口都帶有DSP能力，可提供信號增益控制、表頭計算監測功能；

面板表頭顯示及通過IP網路實現音頻信號顯示及監測；

掉電路由保存及上電自動恢復；

通過介質轉換器，支持單模、多模光纖，可傳輸2公里或遠達數十公里的距離；

可連接雙交換機，保證整個系統無單故障點；

XLR平衡模擬和AES/EBU數字音頻輸入輸出接口，每路可選；

+24dBu滿度電平，平進平出；

雙熱備份電源；

2.通過一臺網由KL-W800Series以太網數據采集控制器將四個直播室溫度、濕度等實時狀態信息傳輸給監控服務器系統控制軟件，其主要功能及參數為：將多通道傳感器信號無縫的過渡到各類型以太網中，服務器端可以通過任何支持標準MODBUSRTU協議的軟件與遠端的任意節點的現場傳感器信號進行數據交流。同時設備具有2個擴展智能串口，可以方便地配接智能串口設備，實現網絡服務器與遠端串口設備的數據交換。

設備參數：

多通道采集模擬、數字量

模擬量/繼電器輸出

1個10/100M以太網口、2個RS-232或RS-485串口（DB9）

以太網口和真實串口通過虛擬串口工具軟件設置透傳功能

提供客戶動態鏈接庫以便二次開發

10/100M以太網自適應，可設置RS-232或RS-485通訊波特率9600至115200bps

透傳數據長度小于3500B/次，系統響應時間小于1秒

3.用3臺InfomediaADA100-A4S將三個頻率模擬終端輸出信號分發給相應播出通路：數字電視、光纖、微波、網站、慢錄站等，并同時通過面板監測其狀態，其主要功能及參數：

提供掉電直通能力,掉電時,A組輸入與A組1出直通,B組輸入與B組1出直通

可以在面板選擇顯示/監聽所有輸入輸出信號

可通過網絡顯示/監聽所有輸入輸出信號

所有輸出信號反饋采集檢測,最大程度保證對輸出信號檢測的可信程度

雙冗余電源熱備份,前面板和網絡指示雙電源狀態

內置蜂鳴器，可主機報警GPIO可輸出報警信號，面板報警啞音鍵可禁止蜂鳴器和GPIO報警輸出，可通過網絡報警

可通過RS232或網絡校時

模擬信號提供-12dB~+12dB的增益變換能力，數字輸入內置SRC

音頻信號分配電路純硬件實現,無任何軟件介入,提供高可靠性

4.部署2臺H3CS3100千兆交換機將上述網絡信號接入網絡實現整個監測節點音頻信號網絡化，同時也將監控服務器加入此工作域中，實現系統軟件監控數據實時性。H3CS3100主要功能及參數：

二層可堆疊全雙工智能交換機10/100/1000Mbps傳輸速率19.2Gbps背板帶寬13.2Mpps包轉發率8KMAC地址表支持

27個非模塊化端口且每個端口支持4個QOS輸出隊列

支持4K個符合IEEE802.1Q標準的VLAN

支 持 802.1p/DSCP/ip-precedence優 先 級 、WRR、HQ+WRR隊列調度算法支持雙向端口限速

IGMPv1/v2/v3Snooping組播管理

支持命令行接口（CLI）、Telnet、Console口配置/SNMP/iMC網管系統/WEB網管/系統日志/安全管理/用戶分級管理和口令保護/端口安全/端口＋MAC綁定/Guest VLAN/IEEE802.1X認證/集中MAC地址認證/SSH2.0網絡管理

（三）系統軟件

我們采用InfomediaControlMaste作為實現此次監控服務器軟件系統集成。ControlMaster和其他總控系統不同之處在于，它的架構不依賴于具體的硬件產品，獨創性地采用“內核+驅動”的方式實現控制和監測功能。通過開發相應的驅動軟件把硬件集成進ControlMaster系統中。這就類似于計算機操作系統（OS），擴展性非常強。其主要功能有：

信號路由控制：對多廠商的矩陣以及網絡音頻路由系統進行切換控制，人工及自動切換。提供智能四選一設備用于緊急切換，智能備份

音頻信號監測：各種設備均帶網絡接口，通過網絡對各個環節的音頻設備進行監測，包含VU表、PPM表、相關表、李薩如圖形等

開路信號監測：對FM/AM信號的場強監測，對解調音頻的各種幅度表和相位表進行監測

信號分配：專門研發生產的帶網絡監測的數字模擬音分，無源數字一分二

信號傳輸：支持MADI總路線、CobraNet網絡、IP音頻、ES音頻，統一控制

音視頻慢錄：四選一、音分等設備都帶音頻編碼成IP流的功能，只需要接上電腦式NAS存儲設備，即可直接將音頻記錄成文件，還可以記錄各個表頭數據

設備狀態監測：各個設備的工作狀態、電路異常、溫度、電源的狀態實時監測，包括各類音頻設備以及IT設備

支持各種傳感器，能對任意地點的溫度、濕度、電壓、電流等各種參數進行監測

故障分析處理：根據物理連線和設備內部連接關系自動定位信號故障源點，并提供預案處理

主控監測軟件即Monitor軟件具有強大的功能，實際上它也是總控系統內日常使用頻率最高的軟件模塊。所有的系統監測、監聽、監視以及故障定位、應急處理都是在Monitor模塊中完成的。下面為可視化監控系統截圖：

三、系統總結

（一）系統實現功能總結

1.對關鍵節點的音頻信號的實時監測，包括直播間信號、轉播信號、衛星信號。監測內容包括音頻信號的峰值、有效電平、相位等，并對信號異常進行判斷和報警。

2.對關鍵節點的音頻信號進行智能化監聽。

3.實現故障狀況下的自動緊急處理。

4.對系統故障進行智能化故障分析和判斷。

5.對所有關鍵音頻設備的工作狀態進行在線監測和預警。

6.實現對整個信號傳輸系統的圖形化監測，通過大屏幕顯示各種報警信息、通知信息等。

（二）系統建設完全達到預期設計要求，不僅解決了相關的播出監測問題，同時還相當于增加了一套播出系統矩陣，當正常播出通道出現問題時可以迅速安全切換至此系統播出，緩解了值班員值機壓力，使播出系統冗余度、安全性、可視化、穩定性得到進一步增強。該系統建成至今已經安全運行近3年時間，順利完成了“黨的十八大”、“全國兩會”、“東盟峰會”等重大播出任務，我們將繼續完善該系統使其運行更可靠順暢。

（作者單位：柳州廣播電視臺）