發射臺播出流程監測系統設計

【摘要】 本文描述了目前發射臺監測系統面臨的幾個問題。第一監測系統功能全面但相互獨立，尤其是發射節目數量較多的大型發射臺站，缺乏全局監測。第二系統不能滿足值機人員工作的重心，不能直觀對發射臺各套節目播出流程進行全局監測。第三出現故障時不能一目了然的迅速準確定位故障點，為排除故障節省時間。因此依據發射臺對于播出環節的實際監測需要，通過對已有視音頻監測系統、發射機自動化系統、信源智能切換系統進行統一化兼容性設計，將三個系統進行創新集成而形成發射臺播出流程監測系統，通過該系統可以將各套節目各個播出環節進行實時動態監測，實現了故障定位迅速準確的目標，減少了故障處理速度，降低了停播時間，提高了播出效率。

【關鍵詞】MP3 H.264 BS架構 TCP IP通訊 組播 發射機自動化 多socket連接 視音頻編碼

引言

近年來隨著廣播電視事業的發展發射臺監測系統得到了普及。目前的發射臺監測系統基本涵蓋了視音頻監測系統、發射機自動化、信源智能切換系統，這些系統達到了臺站對于監測的功能性需要。從發射臺管理和值機人員的角度出發，僅僅達到監測故障及時報警的功能遠遠不夠，而是要實現故障及時報警、準確定位、迅速處理的目標，其中迅速處理故障的前提準確定位故障。因此設計一個涵蓋視音頻監測系統、發射機自動化、信源智能切換系統的播出流程監測系統就顯得迫在眉睫，系統通過上述三個系統進行兼容性設計，再進行統一的集成從而形成發射臺播出流程監測系統。通過該系統設計將實現播出流程實時動態監測，達到故障迅速定位和迅速處理目標，減少維護時間。

一.播出流程監測系統設計

1.系統整體設計

播出流程包含從節目信源開始到信源智能切換、入發射機信號、發射機狀態、天饋狀態、播出場強、開路接收等環節。系統需要對視音頻監測系統、信源智能切換系統、發射機自動化進行統一兼容。系統涵蓋電視播出流程和廣播播出流程。在圖l中視音頻監測系統采用組播方式將視音頻流直接送入臺內局域網，信源智能切換系統以TCP通訊方式將狀態和視音頻IP流接入臺內局域網，發射機自動化系統將發射環節參數通過TCP通訊方式接入局域網，播出流程監測系統在局域網中獲得以上三個系統的數據。通過三個系統的再集成實現了播出流程監測系統。系統的網絡架構如圖1所示：

發射臺的播出節目通常情況下為廣播節目和電視節目，其中廣播節目又分為短波、調頻和中波。在播出流程監測系統功能設計中，將調頻和中波統稱為廣播節目。廣播節目與電視節目不同的是電視節目是實時視頻+伴音動態顯示而廣播節目僅僅是音頻彩條顯示。系統功能示意圖如圖2所示，在圖2中所有的視音頻顯示系統數據由視音頻監測系統提供，通過點擊相應的圖像或音頻動態顯示就可以監視監聽某個環節的信號好壞。當前使用的信源狀態由信源智能切換系統提供，切換后入機信號的在用狀態、發射機參數、天饋狀態、場強顯示等由發射機自動化系統提供數據。從圖2的設計可以看出該系統涵蓋了發射環節各個節點的信號監測，監測內容不但包含了目前在用信號而且對備用信號也進行了監測，避免了由于備用信號不正常導致主路信號丟失時的停播現象，達到播出流程監測無盲區的要求。在圖中當前在用信號采用動態箭頭顯示，當前未使用信號采用靜態箭頭顯示，通過該系統最大的方便就是迅速準確的定位故障環節，為故障迅速處理爭取時間。

2.視音頻監測系統兼容性設計

視音頻監測系統采用板卡式設計，監測內容包含各路信源、入發射機信源、電視/廣播解調器空收的開路接收信號監測。其結構圖如圖3所示，視音頻監測采用視音頻編碼刀片，視音頻信號通過編碼后以組播IP流（H.264格式）接入局域網中，音頻監測采用音頻編碼刀片，音頻信號通過編碼后以UDP廣播（MP3格式）接入局域網中。圖3視音頻監測系統結構圖

3.信源智能切換系統兼容性設計

信源切換器不但要提供各個環節輸入輸出信號的監測還需要向播出流程監測系統提供當前在用信號的狀態，因此在系統的兼容性設計上主要采用多socket連接，在信源切換器TCP/IP通訊時建立socket過程中一個端口允許多個Client與其相連接并傳輸數據，從而達到數據分發的目的。此時如圖4所示，在不增加硬件成本的情況下完成信源智能切換系統Client （1），播出流程監測系統Client （2）。播出流程軟件中直接用Client與信源智能切換器建立連接就可以將其數據進行采集。

4.發射機自動化兼容性設計

發射機自動化兼容性設計主要有兩個方面：信號采集設備兼容性設計和自動化系統兼容性設計。信號采集設備由于采用了TC P/IP協議因此在數據傳輸部分也采用多socket連接進行數據分發，實現發射機自動化和播出流程監測數據共享。通過數據共享可以得到發射機是否在主備發射機工作狀態、發射機各種參數、天線狀態、開路場強數據。自動化系統兼容性設計主要是對發射機B/S（Browser/Server即瀏覽器/服務器）軟件中的發射機工況圖及其中的參數進行顯示，因此需要在B/S軟件中加入工況圖請求命令網頁，在同一個局域網內播出流程監測軟件中對發射機進行點擊后直接打開相應請求的網頁鏈接即可，通過此方法可以簡單的獲取發射機工況圖中發射機的狀態和發射機參數，一旦發射機出現故障也可輔助實現快速定位故障點的作用。其結構如圖5所示，播出流程監測系統又是瀏覽器又是客戶端，對于發射機自動化系統它是瀏覽器，對發射機采集設備它又是客戶端。

二.系統整體集成設計

系統整體集成設計采用VC++開發，主要用到的技術為TCP/IP通訊技術、視音頻IP流解碼技術和網頁鏈接技術。在開發過程中對視音頻碼流的解碼采用像素輸出法，通過坐標定位視音頻顯示的位置和大小，從而方便根據播出流程的結構圖進行調整。各路視音頻信號進行報警門限設定，視頻報警分為靜幀、黑場、視頻丟失，音頻報警分音頻丟失系統。分級別的設定報警類型，在播出過程中在用信號動態顯示故障時為一級報警級別（造成停播），主路播出流程故障已倒入備路播出流程為二級報警（未造成停播），未用信號報警時為三級報警，依據不同的報警級別進行相應的處理流程。

通過對不同監測系統的兼容性設計，將視音頻監測系統、發射機自動化系統、信源智能切換系統進行統一集成從而形成一個更加全面的發射臺播出流程監測系統。利用該系統值班員可以清晰的觀察各套節目播出環節中出現的問題，一旦出現問題能夠利用該系統迅速而準確的判斷故障點，為快速處理故障奠定了良好的基礎，通過該系統的使用有效的減少了臺內停播時間，提高了發射臺的播出效率。