勇于尝试卫星电视全数字化监测新理念

勇于尝试卫星电视全数字化监测新理念

基于IP组播的卫星电视节目流智能监测系统为国家广播电影电视总局五七三台建设完成的卫星电视全数字化智能监测系统。该系统具备完善的自动化监测机制，能够智能判断电视节目的故障环节，为卫星广播电视安全播出工作提供了高效、快捷、现代化的监测平台。

随着广播电视事业的发展，卫星广播电视信号的监测工作也越来越重要，根据中央及国家广电总局领导对卫星广播电视监测工作的整体要求，监测工作应及时掌握卫星广播电视节目安全播出效果与信号质量，对异常情况进行自动报警，并实现卫星广播电视信号监测业务与数据处理的自动化和智能化等。近年来，卫星电视节目数量在不断增加，以往的监测系统采用的是基于模拟音视频的监测方式，但是这种监测模式存在系统连接复杂、设备使用量大、系统维护复杂等问题。鉴于电视节目质量监测是卫星广播电视监测系统的重要功能和技术创新体现，五七三台结合了监测工作的特点并充分分析了当前数字卫星广播电视的技术特点、数字卫星接收设备、网络技术、视频编码技术、存储技术等诸多因素，于2006年开发研制了基于IP组播的卫星电视节目流智能监测系统。

卫星电视全数字化监测系统采用了新理念，新技术，新设备，建立起来一套全数字的，基于IP传输的流媒体监测系统，监测规模大、功能完善、配置灵活、可扩展能力强，目前对国内上行的所有卫星电视（8颗卫星、70个载波、264路电视节目）进行7*24的全天候监测，并且根据工作任务需要，可方便的增加或减小监测范围。该系统具有卫星电视节目实时集中监测，音视频异态自动报警，电视节目实时采集和存储，报警信息存储和查看，自动监测系统内的设备状态，智能化的业务控制与应用，监测数据自动统计分析等功能。具备完善的自动化监测机制，能够智能判断电视节目的故障环节，为卫星广播电视安全播出工作提供了高效、快捷、现代化的监测平台。

该系统采用IP组播方式传输卫星电视节目流，集卫星电视节目视音频的实时监测和自动报警、软件方式多画面显示、电视节目实时采集和存储、监测数据自动统计分析、监测业务统一管理等功能于一体。系统摒弃了传统的数字-模拟-数字的传统监测模式，在全国首次大胆地尝试了新型的基于IP传输的卫星电视全数字化的节目流监测理念，采用了新技术建立起来一套从接收解调-解码-监测-编码-存储全数字化的监测系统。提升流媒体监测的技术性能，实现复用TS流的灵活监测，系统的集成化程度大大提高，提升了系统开销，同时还提高了系统可靠性、可维护性和可扩展性。该系统还采用硬件解调、解密，软件解码显示、监测，软件采集转码，监测信息集中存储和管理，这些环节全部数字化和网络化，将信息整合到单条线路和单个网络上。另外，系统综合各类电视节目的报警状态,能够智能分析和判断出异态节目的故障环节，自动关联到相应的业务处理环节，大大减少了对人员的依赖性，减轻了劳动强度。系统中考虑到大量电视节目流的传输将整个网络重新规划，利用VLAN及三层交换对网络进行逻辑分割，引入组播数据，通过端口汇聚，提供更高的带宽,提高了网络安全性和稳定性。

基于IP组播的卫星电视节目流智能监测系统具有以下主要技术创新点：1.在国内外首次创建了基于IP组播的卫星电视节目流智能监测系统，为卫星广播电视安全播出工作提供了高效、快捷、现代化的专业监测平台。2.监测的节目源采用MPEG2 TS Over IP和IP组播方式，改变了传统的模拟视音频的方式，卫星接收机只需输出TS即可。3. 将传统的“数-模-数”转换变为“数-数”转换，采集转码全部在数字层完成。提高了转码效率，使最终生成的音视频效果更好。同时减少了中间环节，提高了可靠性。4. 多画面大屏显示和监测采用直接通过网络接收传输的TS流，实现数字层面的显示，实现了TS、ES和画面解码多层面连贯性监测。5. 系统综合各类电视节目的报警状态、卫星电视节目传输路由和播出机构的类别等信息，能够智能分析和判断出异态节目的故障环节，自动关联到相应的业务处理环节，大大提高了监测效率和准确性。

该系统自2006年8月试用，2007年8月正式使用以来，功能不断完善，操作方便、灵活，运行稳定可靠。如今系统已经应用在广电总局五七三台和五五三台，并在 “十七大”、“两会”、“北京奥运会”及“残奥会”等重要保证期间以及“冰冻雪灾”、“3.14”事件和“5.12”汶川特大地震等特殊时期的卫星广播电视安全播出监测中发挥了重要作用。第一时间监测到从节目制作、播出、传输到上行等各环节的异态，及时沟通，挽救了多起播出事故。系统已将包括8颗卫星、70个载波、264路电视节目的卫星电视监测数据实时传送至总局安全播出调度中心、总局各直属卫星地球站、直播卫星公司等，实现了监测资源共享。鉴于该系统2006年起应用，所采用的IP传输的节目流监测模式具有新理念、新技术，运行稳定和高度可实施性，目前已被推广应用到多个上行站、多家数字有线电视运营平台的自我监测系统中使用。

国家广电总局广播电视监测中心实施的“卫星广播电视信号安全预警系统”改扩建工程，及时监测卫星广播电视节目安全播出效果与信号质量，及时发现卫星广播电视节目受干扰的情况，对异常情况进行自动报警，并实现卫星广播电视信号监测业务与数据处理的自动化等，同时实现573台和553台卫星监测系统互为备份、补充的监测模式。

在卫星广播电视信号安全预警监测系统中已有监测能力的基础上，将卫星电视监测范围扩展为8颗卫星、46个转发器、70个载波、238路卫星电视节目。扩大卫星电视音视频监测范围，对238路电视节目进行音视频自动监测、报警、采集、转码、存储，并实现网络查询，监测网络升级改造，对现有系统整体性能进行优化，实现多种监测数据的综合分析和应用，提高对突发事件的应对能力和反应速度，对监测信息用户进行重新规划，适应不同安全播出状态下控制监测信息用户的浏览权与范围。与553监测台及数据处理中心的网络互联、功能互动、信息互通、业务互备。该系统在开发过程中应用了一些新的技术：节目源采用MPEG2 TS Over IP和IP组播方式；将传统的“数-模-数”转换变为“数-数”转换，采集转码全部在数字层完成。提高了转码效率，使最终生成的音视频效果更好。同时减少了中间环节，提高了可靠性；采集编码采用集成度更高的刀片服务器，在提高了单机处理能力的前提下，集成度更高，节省了机架空间，布线更简洁，更有利于系统维护升级；大屏显示采用直接通过网络接收传输的TS流，实现数字层面的显示，在保证显示效果的前提下，改变以往模拟显示方式，节省大量的布线工作；系统中将整个网络重新规划，采用三层网络架构，提高了网络安全性和稳定性,并按网络流量合理配置网络设备，减少了网络中的节点。同时网络的核心节点采用核心交换机，既保证了系统的数据交换性能，又充分考虑了设备冗余，提供了更高的系统稳定性，减少了关键链路的单点故障。

图1 基于IP组播的卫星电视节目流智能监测系统架构图

图2 “数-数”转换

卫星电视是广播电视传输覆盖网的重要组成部分，是广大人民群众获取信息的主要渠道，其运行安全性直接关系到广播电视宣传工作的正常进行、社会稳定和国家安全。广播电视监测工作是保障安全播出和政府现代化管理的技术手段，监测系统的稳定可靠、技术先进、功能满足业务需求是保证监测工作发挥作用的基础，是广播电视监测工作“全业务、全频段、全天候”工作目标的具体举措。在历经的安全播出与卫星受扰监测中，卫星电视全数字智能化监测系统都为领导决策提供了可靠的重要依据，为安全播出指挥调度赢得了先机，在保障安全播出保障工作中发挥了重要作用。对维护国家安全、社会稳定具有十分重要的作用。