廣播電視信號綜合監測系統在廣播電視臺的應用

李雪武

（作者單位：國家廣播電視總局二九三臺）

廣播電視信號高效、穩定傳輸具有重要價值，在數字時代背景下，廣播電視信號傳播以數字方式進行，在內容上也更加豐富。然而，新時代為廣播電視信號質量監測提出了新的要求，有關部門必須建立綜合監測系統，對廣播信號、電視信號進行監測，在此基礎上，減少環境因素、外界因素對信號傳輸造成的不良影響，實現提高廣播電視信號質量的目標。

1 廣播電視信號監測難點

在信息時代背景下，視頻、音頻等數據通信依靠數字信號進行傳輸，與傳統信號傳輸方式不同，數字信號傳輸對監測系統提出了更高要求。很多大型的廣播電視臺，承擔地區廣播信號的傳輸工作，基于信號傳播的內容分析，可以將其劃分為音頻信號、視頻信號、數據信號等。傳統的傳輸機房監測手段無法滿足對各種語言、字幕信號的傳輸，為提高信號傳輸速度、質量，必須采取點對點的線性傳播方式，保障內容的準確性。然而，由于信號傳輸路徑過長，信號在傳輸過程中逐漸衰弱，導致部分信號丟失，接收效果不夠明確。所以，現階段的信號監測系統必須具備智能能力，通過多個節點的持續性信號傳輸，對信號進行優化。現階段，監測系統必須對信號傳輸設計到的物理層、傳輸層、編碼層、質量層等進行監測，實現從局部監測與整體監測的協調。此外，經過信號參數的追蹤記錄，監測系統需滿足ASI、SPI、RF等物理層的監測功能，并具有可配置性，這是數字時代對信號監測系統的要求[1]。

2 廣播電視信號監測原則

針對廣播電視信號監測系統的應用，廣播信號監測必須堅持以下幾點原則，保障信號傳輸工作有序開展。首先，系統信號監測必須建立標準的指標，了解最優的信號傳輸節點，在進行監測時，將監測反饋數據與標準指標進行對比，參照標準指標，減少信號波動幅度，當波動過大時，管理人員需及時上報，并對信號傳輸路徑進行調整，使其長期處于穩定狀態。其次，隨著信息技術、智能技術的不斷完善，監測系統需借助現代的信息技術，完善監測系統功能。技術性是時代發展對監測系統提出的要求，其需要具備深度數據分析能力，借助監測數據實現對信號傳輸的優化。除此之外，可靠性是信號監測另一大原則，信號監測必須持續運行，在不間斷的信號監測過程中，可以準確反映電視信號監測數據，并借助警報系統、安全技術等，減少外界因素對信號監測系統的干擾。最后，基于信號監測系統應用，必須盡可能減少數據傳輸的時間差，堅持實時性原則，當信號傳輸出現故障以及偏差時，監測系統可迅速做出反映，減少信號傳輸產生的不良后果。

3 綜合信號監測系統在廣播電視臺中應用

3.1 綜合監測系統架構應用

綜合信號監測系統具有多環節信源，在應用過程中具有智能性特征，可對多種信源信號，以及信號傳輸過程進行監測。在與相關軟件相結合的基礎上，綜合監測具有數據反饋、故障報警等功能。綜合信號監測系統以IP為主要架構，核心架構為信號監測儀，具有模塊化特征。該系統在進行大數量信號監測時，可通過增加硬件模塊的方式，實現對監測功能的擴容，并不會對原本的系統運行造成影響。基于以上原則對綜合信號監測系統的應用進行分析，信號監測屬于獨立系統，不會影響音頻、視頻傳播的安全性。在對系統進行分析時，主要應用分層設計原則，對其進行MVC設計，通過模型、視圖、控制的結構運行模式，將系統分為數據分析層、數據處理層、外部拓展層。此系統具有三層組合結構，分別為數據采集、處理結構、數據邏輯判斷結構、人機界面交互結構。當監測系統出現業務變更時，其他架構不會受到影響[2]。

3.2 綜合監測系統原理分析

在綜合信號監測系統應用過程中，待監測系統會接觸渠道，接入到系統的監測模塊中。在接收到信號后，監測系統中的功能模塊中具備監測單元、解擾單元、碼流監測單元、地址封裝單元。監測系統模塊具備信號采集、信號解調功能，并在監測過程中，將信號碼流打包輸出，為信號質量監測提供保障。在信號輸送過程中，接收單位需對信號進行解碼，監測系統會借助多畫面監測手段，對音頻傳輸質量、視頻傳輸效果、報警信息等進行反饋。最終，系統會對廣播電視信號進行數據記錄，并具有取證、回查功能，系統依據原始指標，結合數據提取，對最終的監測指標顯示并發布[3]。

在綜合信號監測系統中，除具備信道監測、碼流監測、音頻以及視頻信號監測功能外，還具備云管理功能，通過虛擬服務器的管理，監測信號傳輸過程中各信源節點的基本信息，經過信號傳輸途徑的多次對比，可快速了解不同信源的故障，并對故障節點進行定位。系統的自動化功能可自動顯示監測指標、監測數據，減少人力資源在信號監測中的投入，實現自動化的信號監測以及提取，具有準確性、高效性特點。信號監測的目的是對系統進行優化，減少干擾，反饋狀態，使信號能夠長期處于穩定狀態，基于多環節的信號監測功能應用，綜合監測系統具有重要應用價值。

3.3 信號傳輸質量監測應用

在信號傳輸過程中，對信號傳輸質量進行監測，主要依據信道功率監測、信噪比監測、編碼錯誤率監測，減少信號傳輸過程中誤差率，基于實時性原則的綜合信號監測系統供應用，需及時反饋監測信息。當信號傳輸穩定性出現問題時，會導致信號傳輸過程中出現誤碼、丟失、偏差問題，也可能會接收不到信號，解碼出現問題，甚至會造成信號中斷。所以，在信號監測系統應用過程中，需具備誤差率調節功能。在具體應用過程中，基于信號質量監測功能的應用，通過設備測量信號指標，并將指標采集數據進行對比，以綜合性的管理模式，對信號的信道門限進行配置，借助系統的判斷功能，對指標偏差較大的情況進行報警，避免信號傳輸失誤情況的繼續惡化，并對信號質量進行調整。

當監測系統開展質量監測工作時，按照有關部門制定的測試標準，對廣播范式信號傳輸流進行有效監測。在傳輸流監測過程中，按照相關規范，明確三級報警標準，對每項監測數據流的報警參數進行明確，并規定相關數值。在監測系統中，管理人員可以根據傳輸系統中流碼權限值進行設置。若監測系統連續發現信號傳輸質量存在問題，傳輸信號中的字節出現偏差，PCR模塊出現抖動錯誤，監測系統可直接反饋錯誤序號，分析錯誤原因，基于監測系統中的傳輸流的報警門限設置，并報警條件、間隔時間等參數進行明確，能夠減少系統監測系統報警功能的失誤率[4]。

3.4 音頻信號傳輸質量監測

廣播電視信號在傳輸過程中，內容監測也是監測系統的主要功能之一，監測所得傳輸信號若出現異態特征，節目內容則不符合播出要求，監測系統可對其進行識別，并在數據中心對其進行反饋。基于綜合監測系統應用，信號異態比較常見的特征為視頻源丟失、視頻靜音、音頻雜音、視頻彩場、音量過高、音頻雜音等。在監測系統中，系統具備圖像信號處理功能，可對特點的信號內容進行識別，并用過全數字化的異態監測手段，對監測采集的異態信號進行識別、處理。

系統監測模塊中，通過逐幀對比的方式對視頻進行有效監測。在系統中，音頻PCM值對比監測，可對音頻、視頻信號傳輸過程中出現的故障因素進行識別，監測單元可通過獨立的方式、統一的方式，支持信號聲、光、電等形式的報警，并直觀對監測結果進行展現。在具體應用過程中，針對不同類型的節目，設置動態幀門限、靜態幀門限，抑制誤報情況的產生。若監測系統發現圖像處于靜止，且沒有聲音時，系統的靜幀報警功能會觸發，有效規避誤報情況產生。此外，若監測所得綜合數據，音頻、視頻信號出現丟失，系統會應用報警功能，對監測信息進行反饋。

3.5 監測系統集中管理平臺

基于監測系統數據分析功能、信號采集功能、結果反饋功能的實現，其主要的載體為服務器系統、軟件系統，其中還包含集中管理平臺。平臺服務器可以通過集中管理方式，獲取最終的監測數據、監測信息，在數據分析、記錄的基礎上，通過管理平臺進行直觀顯示，并實現系統的報警功能。控制臺是完成所有監測功能的最終階段，系統以集中網絡配置的方式，設置監控中心，對監測設備、服務器等進行維護管理。監測系統義B/S架構為主，并通過權限設計方式，對監控系統、網絡服務器進行管理。按照廣播電視信號傳輸的效果，系統具備信號配置功能、設備管理功能、監測分配功能、報警功能，管理平臺會自動生成以上功能運行時的統計表，并對監測工作量進行反饋，記錄信號傳輸過程的故障時長、異態頻率，以可視化的方式展現最終的監測數據[5]。

4 結語

總而言之，綜合監測系統具有智能化優勢，可對多種信號源進行監測，并具有智能警報功能，當設備出現故障時，管理人員可迅速找到故障節點，以最快速度對故障進行排除。本文從監測系統架構出發，對監測系統的各個模塊進行了分析，并從信號源角度出發，對質量監測、流量監測功能進行了闡述，為優化信號傳輸質量提供了保障，具有重要現實意義。