淺談?dòng)芯€數(shù)字電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)

劉 俊

（廣東省廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司珠海分公司，廣東 珠海 519002）

隨著有線數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換的結(jié)束和新業(yè)務(wù)的逐漸增加，數(shù)字電視業(yè)務(wù)和系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量和安全可靠性越發(fā)顯現(xiàn)出緊迫性和重要性。建立一套功能完善的有線數(shù)字電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用先進(jìn)的技術(shù)手段代替人工方式完成多層面、多功能的信號(hào)監(jiān)測(cè)工作，確保數(shù)字電視系統(tǒng)高質(zhì)量、安全、穩(wěn)定地運(yùn)行和傳輸，已是必不可少和迫在眉睫的任務(wù)和工作。數(shù)字電視監(jiān)測(cè)除了節(jié)目畫面質(zhì)量監(jiān)測(cè)外，更重要的是傳輸流的監(jiān)測(cè)及信道的監(jiān)測(cè)[1]，從物理的本質(zhì)上進(jìn)行系統(tǒng)的分析監(jiān)測(cè)，保障數(shù)字電視節(jié)目的安全播出。

1 建設(shè)目標(biāo)

傳統(tǒng)的有線數(shù)字電視監(jiān)測(cè)，通過(guò)數(shù)字電視機(jī)頂盒解碼出圖像，靠人工監(jiān)看和評(píng)估方式，根本無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確地判斷和預(yù)警。通過(guò)碼流分析儀，人工方式逐點(diǎn)進(jìn)行碼流測(cè)試和分析，也無(wú)法多點(diǎn)同時(shí)在線監(jiān)測(cè)，反而造成了人力、物力等維護(hù)成本的增加，也未能保障節(jié)目的播出品質(zhì)和安全播出。數(shù)字電視信號(hào)的安全監(jiān)測(cè)、質(zhì)量監(jiān)測(cè)和內(nèi)容監(jiān)測(cè)[2]，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行各環(huán)節(jié)、多層面、多功能的監(jiān)視、分析和報(bào)警，通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)集中管理，監(jiān)視、監(jiān)測(cè)各種參數(shù)，實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行和傳輸。

2 設(shè)計(jì)思想

2.1 多層面的監(jiān)測(cè)

多層面監(jiān)測(cè)主要指對(duì)碼流各個(gè)層面、各種參數(shù)的監(jiān)測(cè)、射頻參數(shù)的監(jiān)測(cè)，通過(guò)內(nèi)置解碼器，對(duì)圖像的異態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如靜幀、黑場(chǎng)、馬賽克、無(wú)伴音、非法內(nèi)容，保證節(jié)目的安全播出。

2.2 末端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

有線數(shù)字電視監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)推薦放在數(shù)字電視系統(tǒng)的末端，末端的信號(hào)直接反映用戶收看的效果。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)同時(shí)對(duì)多個(gè)頻點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)其不同的報(bào)警提示信息，可以快速判斷出信號(hào)質(zhì)量劣化點(diǎn)或故障點(diǎn)的位置，以及時(shí)提醒操作員進(jìn)行處理。

2.3 解擾監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)加擾流進(jìn)行解擾監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行解擾后通過(guò)高清多畫面顯示輸出，從而不但可以實(shí)時(shí)地在網(wǎng)管端看到加擾流的狀態(tài)，如各種表的信息，同時(shí)可以在畫面上看到其加擾流播出的效果，了解用戶層所觀看的質(zhì)量，直接提高了用戶的服務(wù)質(zhì)量。

2.4 網(wǎng)管系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的網(wǎng)管軟件，應(yīng)對(duì)大量的檢測(cè)數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息進(jìn)行提示，同時(shí)可以通過(guò)拓?fù)渚W(wǎng)管了解所有頻點(diǎn)的狀態(tài)信息及故障信息，提供日志、報(bào)表、出錯(cuò)信息提示、查詢等功能，使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更加實(shí)用、完整、高效。

3 技術(shù)方案

建設(shè)有線數(shù)字電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，首要前提是必須對(duì)現(xiàn)有的數(shù)字電視前端系統(tǒng)影響最小，實(shí)施最方便、快捷，如何選擇監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)成為首先要解決的問(wèn)題。另外，如何保障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容能夠客觀、實(shí)時(shí)、有效地反映存在的問(wèn)題，也需要進(jìn)一步的考慮。最后，需要通過(guò)一套統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)、分析和報(bào)警。

3.1 監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)

如圖1所示，一套完整的數(shù)字電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在多個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，從信號(hào)源的接收、復(fù)用、加擾到調(diào)制各個(gè)環(huán)節(jié)都屬于監(jiān)測(cè)的范圍，如果對(duì)所有的節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，反而影響操作人員的判斷能力，從最接近用戶的角度出發(fā)，末端監(jiān)測(cè)無(wú)疑是最合適的。

3.2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

數(shù)字電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要分為4個(gè)方面，通過(guò)這4方面的分析監(jiān)測(cè)，保障數(shù)字電視信號(hào)的播出質(zhì)量，保證網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。

3.2.1 高清多畫面監(jiān)測(cè)

通過(guò)高清多畫面的監(jiān)測(cè)，完成對(duì)加擾流或清流輸出圖像、聲音質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，除了可以對(duì)視音頻的信息監(jiān)測(cè)（靜幀、黑場(chǎng)、伴音、馬賽克等）外，還應(yīng)將碼流層的報(bào)警信息在屏幕上顯示（聯(lián)動(dòng)報(bào)警），使操作員可以通過(guò)屏幕快速了解到某節(jié)目的狀態(tài)信息。高清多畫面監(jiān)測(cè)界面如圖2所示。

3.2.2 碼流監(jiān)測(cè)

碼流監(jiān)測(cè)[3]是數(shù)字電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的重要組成部分，直接關(guān)系到TS流是否符合DVB標(biāo)準(zhǔn)，解碼是否正常，解碼后的視音頻質(zhì)量等重要指標(biāo)。數(shù)字綜合分析監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)內(nèi)嵌的碼流分析功能，完成對(duì)TS碼流和參數(shù)的監(jiān)測(cè)和報(bào)警，符合TR 101－290中的3類優(yōu)先級(jí)共計(jì)20多項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，如圖3所示。其中，第一級(jí)包含直接與正確解碼相關(guān)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)，尤為重要；第二級(jí)包含會(huì)影響解碼效果的連續(xù)性監(jiān)測(cè)項(xiàng)和一些重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)；第三級(jí)包含與應(yīng)用相關(guān)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)，但不影響正常解碼[4]。

3.2.3 碼流分析

碼流分析主要是為了方便數(shù)字電視系統(tǒng)的管理和維護(hù)，提供參考標(biāo)準(zhǔn)，快速診斷和解決存在的問(wèn)題，碼流分析主要提供ASI和RF兩種輸入監(jiān)測(cè)接口，主要內(nèi)容包括碼流基本結(jié)構(gòu)、PCR和PSI/SI[5]。

碼流基本結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)和傳輸流的相關(guān)信息，例如網(wǎng)絡(luò)ID和名稱，傳輸流ID，節(jié)目PID、名稱、數(shù)量、是否加密，TS流帶寬大小等，主要為數(shù)字電視系統(tǒng)管理提供依據(jù)，以免發(fā)生PID沖突的問(wèn)題，其中TS流帶寬的分析，可以防止節(jié)目帶寬瞬間過(guò)大而造成的畫面馬賽克、甚至黑屏等現(xiàn)象[6]。

PCR分析主要包括PCR間隔分析和PCR抖動(dòng)分析。PCR間隔錯(cuò)誤，將直接導(dǎo)致視音頻不同步等現(xiàn)象。PCR抖動(dòng)錯(cuò)誤，將導(dǎo)致畫面出現(xiàn)馬賽克、黑屏等現(xiàn)象。

通過(guò)PSI/SI分析，可以詳細(xì)了解傳輸流中不同節(jié)目和節(jié)目中的不同成分如何復(fù)用成一個(gè)統(tǒng)一的碼流，以獲取相關(guān)信息。

3.2.4 QAM監(jiān)測(cè)

在數(shù)字電視系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、噪聲以及相互干擾等，都會(huì)對(duì)數(shù)字電視造成嚴(yán)重的影響。構(gòu)成影響的主要性能參數(shù)有平均功率（Power Level）、調(diào)制誤差率（MER）、載噪比（CNR）、比特誤碼率（BER）、EVM、星座圖等[7]，對(duì)QAM信號(hào)的以上射頻指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)性能和用戶端的接收，如圖4所示。以上的射頻指標(biāo)都是相輔相成、相互影響的，它們之間的關(guān)聯(lián)性很大，往往一個(gè)參數(shù)就決定了所有參數(shù)的好壞。

3.3 網(wǎng)管系統(tǒng)

作為有線數(shù)字電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)核心的信息操作，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用基于IP技術(shù)的DVB監(jiān)測(cè)體系，分布式架構(gòu)，網(wǎng)管系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)接監(jiān)測(cè)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)硬件設(shè)備監(jiān)測(cè)的信息匯總，通過(guò)統(tǒng)一的網(wǎng)管界面監(jiān)看，了解系統(tǒng)中各個(gè)信號(hào)的信息。網(wǎng)管系統(tǒng)必須具備以下功能：1）網(wǎng)絡(luò)集中管理，完成系統(tǒng)的集中管理、監(jiān)測(cè)、分析和報(bào)警；2）TS OVER IP技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于IP的DVB監(jiān)測(cè)體系；3）拓?fù)渚W(wǎng)管監(jiān)視，可通過(guò)拓?fù)渚W(wǎng)管實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所有QAM信號(hào)、碼流、頻道的工作狀態(tài)信息和報(bào)警信息，并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析；4）表單導(dǎo)出、日志查詢功能，可以將QAM信號(hào)、碼流的信息、操作日志、報(bào)警日志、故障信息等相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，并可通過(guò)日志隨時(shí)調(diào)看某天的日志信息；5）支持手動(dòng)/自動(dòng)碼流或多畫面節(jié)目錄制，出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)錄制相應(yīng)碼流或節(jié)目，以便事后進(jìn)行故障分析；6）聯(lián)動(dòng)報(bào)警功能，各類報(bào)警信息除了可以在網(wǎng)管系統(tǒng)上顯示外，同時(shí)還應(yīng)通過(guò)高清多畫面對(duì)應(yīng)節(jié)目上實(shí)時(shí)報(bào)警提示，使用戶一目了然；7）對(duì)各個(gè)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行配置和查詢時(shí)，不影響和停止該設(shè)備畫面監(jiān)測(cè)的功能，完全通過(guò)后臺(tái)網(wǎng)管系統(tǒng)完成；8）提供圖形化操作，可以直觀系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)備狀態(tài)；9）對(duì)用戶權(quán)限進(jìn)行分級(jí)設(shè)置和管理。

4 小結(jié)

2003年總局發(fā)布的關(guān)于《建立有線數(shù)字電視技術(shù)新體系的實(shí)施意見》中明確提出，監(jiān)管平臺(tái)系統(tǒng)是有線數(shù)字電視新體系的重要組成部分[8]。作為各級(jí)有線數(shù)字電視前端，建立的數(shù)字電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)考慮將來(lái)與國(guó)家監(jiān)管平臺(tái)的對(duì)接工作，保持系統(tǒng)的開放性和通用性，預(yù)留一定的系統(tǒng)接口，以免造成資源的浪費(fèi)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的沖突。

建立數(shù)字電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最終目的是為了實(shí)現(xiàn)有效的控制，如果兩者能夠合二為一，當(dāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，自動(dòng)對(duì)數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，或者自動(dòng)墊播，就能夠在真正意義上將技術(shù)手段替代人工方式，使數(shù)字電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邁上一個(gè)新的臺(tái)階，從而更完善地保證數(shù)字電視系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

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