余姚电视台播出机房监测系统

文丨徐 翔

（浙江省余姚市广播电视台，浙江余姚 315400）

1 系统背景概述

广播电视传输网络的安全，直接关系到国家安全、社会稳定以及广播电视宣传工作的正常进行。目前数字化是当前世界科技发展的必然趋势，是国家信息化的必然要求。整个广电行业的技术转型，数字电视的实施，彻底改变了广播电视业务运营方式。在现阶段我国大部分广播电视播出监控机房数字化播出改造后一般需要监测的电视信号有几十路到上百路，频道数目越来越多的同时，也带来了许多新的问题：

（1）传统的CRT监视器构成的电视墙成本高、热量高、体积大、功耗大，而且显示单一；

（2）依靠人工职守，效率不高，无法顾及所有频道的安全运行；

（3）现存设备功能单一，不适合国内机房要求，不能有效辅助值班人员进行日常值守；

（4）监测报警的智能化程度不足，不能及时提醒值班人员出现故障或无法准确告知故障类型。

基于以上目的及需求，为了确保有线电视节目高质量安全传输，迫切需要建设一套有线数字电视、数字音频广播监测系统。

2 总体思路和系统构成

2.1 QAM信号多画面显示与信道码流监测

要求监测系统完成调制器输出并混合后的末端QAM信号24路频点的监测（节目数量约160左右）。要求系统实时监测QAM信号的信道同步锁定、码流同步丢失、信号强度（载波功率）、信号质量（噪声指示）、有效强度（载噪比）、MER、EVM、星座图、误码率（RS纠错之前和之后）、节目静帧、黑场、静音、音视频丢失、声道、音量大小等等参数，系统需要完成节目内容和信号质量的监测，节目画面通过大屏幕进行多画面显示。

2.2 RF模拟有线电视信号和自办频道的播出信号监测

要求系统具备42套RF模拟有线电视节目的监测功能及本台3套自办节目的画面的监测，可做到节目内容多画面显示监测和信号质量参数的监测。节目质量监测包括视音频载波电平，V/A比等参数的监测。

系统组成：

2台BHC2000工业机箱

系统配备2台BHC2000工业机箱，每台机箱可放置4块不同功能的板卡。

3块BHQA28多通道QAM监测卡

系统通过3块BHQA28多通道QAM监测卡，完成24个频点QAM信号信道和码流层面的实时监测和分析。

3块BHIP22多通道IP码流解扰卡

系统通过3块BHIP22多通道IP码流解扰卡完成24个频点码流的实时解扰，将解扰后清流通过交换机发送给多画面显示主机完成节目画面解码显示监测。

6台TrinityAres-Display多画面显示监测报警主机

通过交换机接收监测前端实时发送的组播TS流，完成视音频内容的解码，通过大屏幕显示设备完成节目多画面显示和实时监测信息显示。每台主机可以支持40套数字电视节目的监测和显示，可输出2路VGA/DVI信号到两块大屏幕进行显示。4台主机完成多达160套标清数字电视节目的多画面显示和监测信息。对监测到的故障和异常提供多种方式的报警，具备时段录像和故障提前触发录像功能，通过数据库对监测信息和录像文件进行存储、管理和查询，具备成熟的多级用户管理功能，支持远程访问和操作

1台TrinityAres-QAM信道码流监测集中监管服务器

集中显示所有信道码流参数监测信息和故障报警信息，实时监测QAM信号的载波功率、信道同步锁定、码流同步丢失、信号强度（载波功率）、信号质量（噪声指示）、有效强度（载噪比）、MER、EVM、误码率（RS纠错之前和之后）、流带宽和节目带宽等参数，通过网络统一管理所有监测前端和修改监测参数。

1套42路RemoteAres模拟监测系统 完成42路模拟电视节目信号

在信号出现黑场、静帧、视音频丢失、音频过高过低、台标异常时及时提供语音报警，提醒值班人员及时关注并解决故障。系统在提出报警的同时自动记录故障发生时刻该频道的提前30S录像，保存完整的录像记录。同时利用射频场强测量终端用于对返回的开路接收RF信号进行场强的测量，并将测量结果通过以太网分别送至各自监测主机。并自动按时段设置自动对测量值进行数据库记录。

1台千兆网络交换机

整个监测系统IP网络构架的枢纽，所有码流和监测信息通过交换机进行IP组播。

1套报警监听音箱

所有监测主机输出的报警语音和节目伴音音频信号通过报警服务器软件进行处理，集中输出给1对报警监听音箱进行监听。

1台KVM切换器

弹性模量是土体特征的一个关键参数,反映了所敷设土的软硬程度.为了研究对管道变形的影响,在保证其他参数不变情况下,从软到硬对不同弹性模量的土基进行分析比较,得到对管道变形的影响关系曲线如图6所示.

所有主机输出VGA信号给KVM切换器，同时接入鼠标键盘控制线，这样通过KVM切换器，仅仅使用一套鼠标、键盘和显示器就可以完成对所有主机的操作控制和操作台上的监看。

3 播出机房监测系统功能概述

3.1 数字多画面显示和视音频监测（TrinityAres-Display多画面显示监测报警主机）

采用高性能硬件配置基础，结合成熟和优秀的系统软件，可支持多达40套以上节目的视音频组合显示，并且跟随硬件技术发展和软件的升级，应具备相应的扩展能力，能轻松地实现将来增加节目的显示和监测的需求。

每台主机可以输出两路VGA/DVI信号，把40套以上节目的画面分别输出到2个大屏上显示。输出画面为原始无压缩数据，指标清晰，支持分辨率高达1920×1080。可以任意选择TS over IP组播码流，任意选择节目，进行画面组合监听、监看和监测。实时显示节目伴音音量柱、支持模拟/数字时钟显示，可以叠加自定义图片。

支持画面的任意组合，可以快速的配置显示方案。可以在任意主机上通过IP网络对多画面显示监测报警主机进行多画面组合显示的配置，而无需在监测主机上操作。

任何一个电视频道画面可以放大到全屏，同时监听此频道声音。支持高清数字电视节目显示和监测，可以与标清节目同屏组合显示。

节目内容实时监测报警，包括：静帧、黑场、视音频丢失、声音过高/过低等。对音频监测分为左、右、双声道，三种方式监测和监听。在画面上显示监测信息和故障报警信息。

支持语音、日志、状态灯报警，并可以扩展短信、电话等更多报警方式。

可以实时直接录制码流，没有文件大小和时间的限制，只受硬盘空间的限制。

3.2 数字信道和码流监测集中显示和报警（TrinityAres-QAM信道码流监测集中监管主机）

所有信道和码流监测参数都可独立设置故障触发码流录制，可以对码流录制的文件大小、持续时间和提前录制时间进行设定。

码流带宽分析信息显示和统计，包括：最大值、最小值、当前值、CA信息占用带宽。

CA监测信息显示，可以实时监测ECM、EMM的有无、带宽是否溢出和CW加密控制字是否按时间间隔发生变化等。

支持QAM信道参数、码流的详细分析。集中语音报警，支持语音、文字、日志、标识、网络等多种报警方式，还可扩展电话、短信、报警灯等。

支持数据统计分析及可视化报表功能，支持表报打印输出。

可以实时监测所有监测前端工作状态，查询任意频点和码流的监测数据，调用选定时段的故障触发录制存储的码流进行下载和播放。

可以从码流中任选1套节目实时解码显示视音频内容。

根据分级用户权限进行操作和管理。

4 总 结

本系统内的所有设备工作在专用网络内，监测设备与传输链路并行，不影响现有播出系统的稳定可靠性，在各个环节对信号进行有效的监管，起到协助机房人员快速判断故障点和均衡信道资源的作用。系统是一个监测系统，它有别于目前市面存在的码流分析仪器。它基于数字电视监测的实际需求，非常适用于日常监测工作。其次，系统充分考虑到了中国人的操作习惯，采用全中文操作界面，简单易用，充分体现了人性化设计，使用者只需通过眼观耳听即可了解到数字信号在那个环节出现了问题，从根本上减轻了机房值班人员的劳动强度。