勇于嘗試衛星電視全數字化監測新理念

勇于嘗試衛星電視全數字化監測新理念

基于IP組播的衛星電視節目流智能監測系統為國家廣播電影電視總局五七三臺建設完成的衛星電視全數字化智能監測系統。該系統具備完善的自動化監測機制，能夠智能判斷電視節目的故障環節，為衛星廣播電視安全播出工作提供了高效、快捷、現代化的監測平臺。

隨著廣播電視事業的發展，衛星廣播電視信號的監測工作也越來越重要，根據中央及國家廣電總局領導對衛星廣播電視監測工作的整體要求，監測工作應及時掌握衛星廣播電視節目安全播出效果與信號質量，對異常情況進行自動報警，并實現衛星廣播電視信號監測業務與數據處理的自動化和智能化等。近年來，衛星電視節目數量在不斷增加，以往的監測系統采用的是基于模擬音視頻的監測方式，但是這種監測模式存在系統連接復雜、設備使用量大、系統維護復雜等問題。鑒于電視節目質量監測是衛星廣播電視監測系統的重要功能和技術創新體現，五七三臺結合了監測工作的特點并充分分析了當前數字衛星廣播電視的技術特點、數字衛星接收設備、網絡技術、視頻編碼技術、存儲技術等諸多因素，于2006年開發研制了基于IP組播的衛星電視節目流智能監測系統。

衛星電視全數字化監測系統采用了新理念，新技術，新設備，建立起來一套全數字的，基于IP傳輸的流媒體監測系統，監測規模大、功能完善、配置靈活、可擴展能力強，目前對國內上行的所有衛星電視（8顆衛星、70個載波、264路電視節目）進行7*24的全天候監測，并且根據工作任務需要，可方便的增加或減小監測范圍。該系統具有衛星電視節目實時集中監測，音視頻異態自動報警，電視節目實時采集和存儲，報警信息存儲和查看，自動監測系統內的設備狀態，智能化的業務控制與應用，監測數據自動統計分析等功能。具備完善的自動化監測機制，能夠智能判斷電視節目的故障環節，為衛星廣播電視安全播出工作提供了高效、快捷、現代化的監測平臺。

該系統采用IP組播方式傳輸衛星電視節目流，集衛星電視節目視音頻的實時監測和自動報警、軟件方式多畫面顯示、電視節目實時采集和存儲、監測數據自動統計分析、監測業務統一管理等功能于一體。系統摒棄了傳統的數字-模擬-數字的傳統監測模式，在全國首次大膽地嘗試了新型的基于IP傳輸的衛星電視全數字化的節目流監測理念，采用了新技術建立起來一套從接收解調-解碼-監測-編碼-存儲全數字化的監測系統。提升流媒體監測的技術性能，實現復用TS流的靈活監測，系統的集成化程度大大提高，提升了系統開銷，同時還提高了系統可靠性、可維護性和可擴展性。該系統還采用硬件解調、解密，軟件解碼顯示、監測，軟件采集轉碼，監測信息集中存儲和管理，這些環節全部數字化和網絡化，將信息整合到單條線路和單個網絡上。另外，系統綜合各類電視節目的報警狀態,能夠智能分析和判斷出異態節目的故障環節，自動關聯到相應的業務處理環節，大大減少了對人員的依賴性，減輕了勞動強度。系統中考慮到大量電視節目流的傳輸將整個網絡重新規劃，利用VLAN及三層交換對網絡進行邏輯分割，引入組播數據，通過端口匯聚，提供更高的帶寬,提高了網絡安全性和穩定性。

基于IP組播的衛星電視節目流智能監測系統具有以下主要技術創新點：1.在國內外首次創建了基于IP組播的衛星電視節目流智能監測系統，為衛星廣播電視安全播出工作提供了高效、快捷、現代化的專業監測平臺。2.監測的節目源采用MPEG2 TS Over IP和IP組播方式，改變了傳統的模擬視音頻的方式，衛星接收機只需輸出TS即可。3. 將傳統的“數-模-數”轉換變為“數-數”轉換，采集轉碼全部在數字層完成。提高了轉碼效率，使最終生成的音視頻效果更好。同時減少了中間環節，提高了可靠性。4. 多畫面大屏顯示和監測采用直接通過網絡接收傳輸的TS流，實現數字層面的顯示，實現了TS、ES和畫面解碼多層面連貫性監測。5. 系統綜合各類電視節目的報警狀態、衛星電視節目傳輸路由和播出機構的類別等信息，能夠智能分析和判斷出異態節目的故障環節，自動關聯到相應的業務處理環節，大大提高了監測效率和準確性。

該系統自2006年8月試用，2007年8月正式使用以來，功能不斷完善，操作方便、靈活，運行穩定可靠。如今系統已經應用在廣電總局五七三臺和五五三臺，并在 “十七大”、“兩會”、“北京奧運會”及“殘奧會”等重要保證期間以及“冰凍雪災”、“3.14”事件和“5.12”汶川特大地震等特殊時期的衛星廣播電視安全播出監測中發揮了重要作用。第一時間監測到從節目制作、播出、傳輸到上行等各環節的異態，及時溝通，挽救了多起播出事故。系統已將包括8顆衛星、70個載波、264路電視節目的衛星電視監測數據實時傳送至總局安全播出調度中心、總局各直屬衛星地球站、直播衛星公司等，實現了監測資源共享。鑒于該系統2006年起應用，所采用的IP傳輸的節目流監測模式具有新理念、新技術，運行穩定和高度可實施性，目前已被推廣應用到多個上行站、多家數字有線電視運營平臺的自我監測系統中使用。

國家廣電總局廣播電視監測中心實施的“衛星廣播電視信號安全預警系統”改擴建工程，及時監測衛星廣播電視節目安全播出效果與信號質量，及時發現衛星廣播電視節目受干擾的情況，對異常情況進行自動報警，并實現衛星廣播電視信號監測業務與數據處理的自動化等，同時實現573臺和553臺衛星監測系統互為備份、補充的監測模式。

在衛星廣播電視信號安全預警監測系統中已有監測能力的基礎上，將衛星電視監測范圍擴展為8顆衛星、46個轉發器、70個載波、238路衛星電視節目。擴大衛星電視音視頻監測范圍，對238路電視節目進行音視頻自動監測、報警、采集、轉碼、存儲，并實現網絡查詢，監測網絡升級改造，對現有系統整體性能進行優化，實現多種監測數據的綜合分析和應用，提高對突發事件的應對能力和反應速度，對監測信息用戶進行重新規劃，適應不同安全播出狀態下控制監測信息用戶的瀏覽權與范圍。與553監測臺及數據處理中心的網絡互聯、功能互動、信息互通、業務互備。該系統在開發過程中應用了一些新的技術：節目源采用MPEG2 TS Over IP和IP組播方式；將傳統的“數-模-數”轉換變為“數-數”轉換，采集轉碼全部在數字層完成。提高了轉碼效率，使最終生成的音視頻效果更好。同時減少了中間環節，提高了可靠性；采集編碼采用集成度更高的刀片服務器，在提高了單機處理能力的前提下，集成度更高，節省了機架空間，布線更簡潔，更有利于系統維護升級；大屏顯示采用直接通過網絡接收傳輸的TS流，實現數字層面的顯示，在保證顯示效果的前提下，改變以往模擬顯示方式，節省大量的布線工作；系統中將整個網絡重新規劃，采用三層網絡架構，提高了網絡安全性和穩定性,并按網絡流量合理配置網絡設備，減少了網絡中的節點。同時網絡的核心節點采用核心交換機，既保證了系統的數據交換性能，又充分考慮了設備冗余，提供了更高的系統穩定性，減少了關鍵鏈路的單點故障。

圖1 基于IP組播的衛星電視節目流智能監測系統架構圖

圖2 “數-數”轉換

衛星電視是廣播電視傳輸覆蓋網的重要組成部分，是廣大人民群眾獲取信息的主要渠道，其運行安全性直接關系到廣播電視宣傳工作的正常進行、社會穩定和國家安全。廣播電視監測工作是保障安全播出和政府現代化管理的技術手段，監測系統的穩定可靠、技術先進、功能滿足業務需求是保證監測工作發揮作用的基礎，是廣播電視監測工作“全業務、全頻段、全天候”工作目標的具體舉措。在歷經的安全播出與衛星受擾監測中，衛星電視全數字智能化監測系統都為領導決策提供了可靠的重要依據，為安全播出指揮調度贏得了先機，在保障安全播出保障工作中發揮了重要作用。對維護國家安全、社會穩定具有十分重要的作用。