天津廣播電視臺傳輸部信號監測系統

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測系統

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測系統的設計與配置進行了分析和解讀，闡述了系統的主要功能和應用。

信號監測；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行的中樞部門，承擔著廣播、電視信號的傳輸、調度任務。隨著廣電事業不斷發展，傳輸部承擔節目數量不斷增多，原有以畫面分割為主體的信號監看系統已無法滿足安全播出的需要。為確保信號的安全穩定傳輸，快速準確地發現判斷信號故障點，設計安裝了廣播電視監測報警系統。

1 系統結構

天津廣播電視臺傳輸部采用是博匯信號監測系統，系統基于TSOverIP技術，提供了對廣播電視內容監測、多畫面顯示、轉碼錄像、解密解擾、碼流監測和網絡監管等功能。

首先，根據傳輸部任務特點進行系統設計，傳輸部外來信號多樣，有天津電視節目信號、天津廣播電臺信號、衛星、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。所有節目信號全部經過傳輸部傳輸和調度。

根據傳輸部工作需求確定了需要監測的信號有：31路標清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。

依據監測信號的數量和類型傳輸部監測系統配備了6套Display多畫面顯示監測報警服務器，1臺Server集中監管平臺服務器，1臺Signaleye碼流監測服務器和1臺LX故障集中監視顯示報警服務器。同時，配置了嵌入式監測板卡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嵌入式機箱7臺。

多畫面監測報警系統主要由BHC2000嵌入式機箱、多通道嵌入式板卡、系統監測主機及網絡連接設備組成見圖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、解擾、信道指標監測、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等信號的監測及TSOverIP打包輸出功能。

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

圖1 多畫面監測報警系統主要組成

多通道嵌入式板卡將包括監測參數及TS碼流輸出到網絡交換機，監測主機通過與網絡交換機相連，接收TSOverIP流即可完成信號監測、畫面顯示、碼流錄制、故障記錄查詢和管理控制等全部功能。

系統完全基于IP構建，通過UDP協議，獲取局域網絡中的組播碼流，進行信號的統一調度、多畫面顯示主機的配置部署，可以很好地適應信號規模的擴展。

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

系統提供了語音、日志、OSD、數據庫、標題欄和邊框等多種報警方式，具有報警管理機制，包括故障循環語音報警、故障的人工確認與忽略、手工暫停監測、故障畫面放大顯示等功能。

系統可以高效的錄像存儲，對節目進行時段或觸發錄像。錄像格式為H.264、MPEG-4、MPEG-2可選。天津廣播電視臺傳輸部設置為MPEG-2錄像格式，采用了磁盤預分配、延時寫入，提高了存儲的穩定性，可以對任意時長錄像的快速檢索、調用。

2 系統功能

天津廣播電視臺傳輸部監測系統配備了6套Display多畫面顯示監測服務器，每臺服務器對應一塊顯示屏。根據監測節目的類型分別為每臺服務器配置了不同的監測節目源，分別為：天津本地節目主路信號、天津本地節目備路信號、中央臺節目主備路信號、天津付費節目及國干網信號、電臺廣播信號和微波環網信號。

報警系統主機與嵌入式板卡配置了各自IP地址，每塊監測板卡的每個信號輸入端口配置了組播地址和數據組播端口號。多畫面顯示監測服務器與監測板卡設置在同一網絡中且通訊地址位于同一網段，在服務器板卡設置中輸入需要接收的組播地址并輸入組播端口號，監測服務器即可獲取該碼流的節目信號。再根據需要上屏監看的節目進行多畫面設置，將節目分別添加到各個窗格進行監看，單個窗格支持重復添加節目，系統運行時，添加到窗格中的所有節目輪巡顯示，輪巡時間可設置，傳輸中心將天津付費節目設置為輪巡監看，輪巡時間為5秒。

2.1 碼流監測

配置監測表可以配置碼流層面報警參數，系統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、三級故障監測等內容層面監測報警。用戶可根據節目監測需求進行自行設置，同時碼流監測門限也可以根據需求設置。

2.2 視頻監測

對于視頻節目，監測系統支持黑場、靜幀、視頻丟失、視頻解碼異常、彩場、彩條、臺標丟失、視頻加擾、測試圖異常等視頻故障監測。用戶可以根據需求自行配置監測參數，傳輸部設置為：視頻丟失1秒，視頻解碼異常1秒，黑場3秒，靜幀10秒。視頻故障監測系統提供靈敏度設置，可以分別為馬賽克、靜幀、測試圖設置靈敏度；靈敏度分為低、中、高三個等級，等級越高，相應報警越容易報出。

2.3 音頻監測

對于音頻節目，監測系統支持音頻丟失、音量過高、音量過低、音頻加擾等音頻故障監測。傳輸部音頻丟失設置為：電平門限-61dBFS，持續時間30秒，數據丟失5秒。立體聲音頻監測模式下，只要其中一個聲道出現異常，就進行報警；只有當所有聲道都恢復正常時，報警才恢復；5對于音頻類型為5.1聲道的節目，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，是針對左前和右環繞，進行雙聲道監測及錄音。

2.4 臺標監測

在需要進行臺標監測的節目窗口進行臺標采集，對于已經采集好的臺標，先凍結臺標，在臺標附近會出現虛線框，顯示蒙板，調節數值，直到臺標周圍的背景色都被蒙板的灰度色覆蓋，顯示出臺標并保存。完成臺標設置的節目出現臺標消失或異常時會進行臺標異常報警。

2.5 故障查詢

既可根據時間段篩選碼流和節目故障記錄，也可以根據故障類型進行篩選，點擊“檢索記錄”即可完成碼流和節目故障的篩選操作。雙擊故障記錄，可以查看碼流和節目故障的錄像情況，沒有觸發錄像的故障無法查看。

錄像查詢時根據時間或頻道范圍查詢碼流和節目錄像文件，選中節目后點擊“查看”可以進行錄像畫面瀏覽，點擊“導出”可以完成該段錄像的導出操作。

SignalEye是數字電視碼流監測報警系統，系統支持對多種信源實時監測與報警。可支持100個通道同時監測與報警。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，系統具有掃描功能，支持對信源準確掃描，同時還具有碼流錄制功能。系統對發現故障的碼流，可自動控制切換器軟件對故障碼流切換，實現安全播出。

LX故障集中顯示報警服務器是與Agent配套使用的一款多畫面故障報警系統。系統在運行狀態下實時接收前端軟件同步過來的節目報警、報警恢復信息、配置命令。

多畫面輪巡顯示報警系統的主要功能包括：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還提供了鎖定畫面功能，方便查看某個節目的持續播出情況。

3 故障排查

系統運行中，當某路信號出現故障時，多畫面監測服務器產生報警信息，語音報警程序發出語音報警，多畫面顯示屏相應信號顯示區呈現紅色報警提示，同時LX故障集中監視顯示報警服務器顯示相應節目畫面，這樣值班人員可以及時準確地發現故障點。例如：多畫面顯示屏顯示報警目的通道號是0，通過系統框可以確定對應的組播地址是：226.41.104.101：5001。根據組播地址生成制定規則，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通道輸入信號出現故障，根據該通道信號采集點可立刻確定信號故障點，工作人員可及時的進行故障處理。

4 結語

天津廣播電視臺傳輸部信號監測系統已經運行了將近一年時間，根據實際使用情況對系統進行了設置調整和完善，提高了監測系統的有效性和準確性，保證了機房安全播出，提高了機房值班效率，減少播出事故的發生，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 。