电台多点可视化监控系统建设与运行

□林曦

电台多点可视化监控系统建设与运行

□林曦

本文主要论述电台建设的多点可视化监控系统及其在电台的运行情况，通过系统建设前的需求分析提出亟待解决问题和预期系统总体设计要求，明确该系统解决方案和功能应用，关键节点、核心设备的选择与技术参数，系统建成之后的实际运行情况是否满足设计要求，通过软硬件协同工作效果展示整个系统工作状况，根据系统实际总结建设前后对比改变及其针对完成安全播出任务所做的工作。

可视化；关键节点；监控系统；解决方案；运行情况

一、系统建设前

（一）建设前概况

我电台总控系统主要为主、备核心数字光纤音频矩阵与四个直播室数字光纤音频矩阵构成。平时主要依靠矩阵软件系统实现音频监控，对直播室数字输出、播出数字链路末端、模拟末端、部分信号源进行可视化监听监控，播出通道中部署各种厂家、功能各异的音频处理设备从而实现网络化播出。

（二）需解决的问题

总控系统的全数字化与网络化在一定程度上提高了系统运行的稳定性，但出现的故障也必然是复杂的，特别是播出设备节点的增加使系统冗余度不断被挤压，造成系统抗风险能力降低，而一旦故障出现，值班员在处置上难以第一时间判断故障原点则极易发生安全播出事故。

（三）预期设计要求

首先是保证在不影响正常播出的前提下完成系统部署和调试，建立独立的具有热接入的监听监控系统；其次，整个监测系统的网络化、实现主控系统设备可视化（整个链路无监测盲点）功能，具有冗余链路的网络化检测和控制接口，可以实现相应的网络化节目交换调度、监测、报警、应急切换等功能；再者就是整个系统的配置的安全性，这要求整个冗余的播控传输链路上的所有设备的无忧（关键链路断电直通）。最后，要求整个系统的所有设备的音频管理、调度、监测等有统一的人机交互监控平台，该平台实现对不同的系统和设备链路冗余、多功能监测、切换、报警、代播等功能。

二、系统建设

（一）关键节点：

我电台分别在四个直播室（广播三频率，一间备份直播室），主备矩阵8路外来信号源，主输出通道中在数字有源音分、2台IBS-200、1台DAL-1400四选一、音频处理器、DY3000音频延时器、DAC-1000数模转换器、模拟手动切换器、ADA100-A4S模拟有源音分等节点输入输出端进行可视化网络监控。

（二）解决方案及核心设备功能：

1.通过3台InfomediaEA-AI808、1台EA-DI808音频网络路由设备将所有节点音频信号转换为网络信号后输出至监控服务器的系统软件，其主要功能有：

配置两个CobraNet网口，利用CobraNet技术实现一根以太网线上传输双向64路高质量、低延迟、无损音频信号传输；

同时配置一个IP网口，利用IP?audio技术将音频信号转换成音频流，实现IP网络上多路音频的监听、监测和传输；

每个端口都带有DSP能力，可提供信号增益控制、表头计算监测功能；

面板表头显示及通过IP网路实现音频信号显示及监测；

掉电路由保存及上电自动恢复；

通过介质转换器，支持单模、多模光纤，可传输2公里或远达数十公里的距离；

可连接双交换机，保证整个系统无单故障点；

XLR平衡模拟和AES/EBU数字音频输入输出接口，每路可选；

+24dBu满度电平，平进平出；

双热备份电源；

2.通过一台网由KL-W800Series以太网数据采集控制器将四个直播室温度、湿度等实时状态信息传输给监控服务器系统控制软件，其主要功能及参数为：将多通道传感器信号无缝的过渡到各类型以太网中，服务器端可以通过任何支持标准MODBUSRTU协议的软件与远端的任意节点的现场传感器信号进行数据交流。同时设备具有2个扩展智能串口，可以方便地配接智能串口设备，实现网络服务器与远端串口设备的数据交换。

设备参数：

多通道采集模拟、数字量

模拟量/继电器输出

1个10/100M以太网口、2个RS-232或RS-485串口（DB9）

以太网口和真实串口通过虚拟串口工具软件设置透传功能

提供客户动态链接库以便二次开发

10/100M以太网自适应，可设置RS-232或RS-485通讯波特率9600至115200bps

透传数据长度小于3500B/次，系统响应时间小于1秒

3.用3台InfomediaADA100-A4S将三个频率模拟终端输出信号分发给相应播出通路：数字电视、光纤、微波、网站、慢录站等，并同时通过面板监测其状态，其主要功能及参数：

提供掉电直通能力,掉电时,A组输入与A组1出直通,B组输入与B组1出直通

可以在面板选择显示/监听所有输入输出信号

可通过网络显示/监听所有输入输出信号

所有输出信号反馈采集检测,最大程度保证对输出信号检测的可信程度

双冗余电源热备份,前面板和网络指示双电源状态

内置蜂鸣器，可主机报警GPIO可输出报警信号，面板报警哑音键可禁止蜂鸣器和GPIO报警输出，可通过网络报警

可通过RS232或网络校时

模拟信号提供-12dB~+12dB的增益变换能力，数字输入内置SRC

音频信号分配电路纯硬件实现,无任何软件介入,提供高可靠性

4.部署2台H3CS3100千兆交换机将上述网络信号接入网络实现整个监测节点音频信号网络化，同时也将监控服务器加入此工作域中，实现系统软件监控数据实时性。H3CS3100主要功能及参数：

二层可堆叠全双工智能交换机10/100/1000Mbps传输速率19.2Gbps背板带宽13.2Mpps包转发率8KMAC地址表支持

27个非模块化端口且每个端口支持4个QOS输出队列

支持4K个符合IEEE802.1Q标准的VLAN

支 持 802.1p/DSCP/ip-precedence优 先 级 、WRR、HQ+WRR队列调度算法支持双向端口限速

IGMPv1/v2/v3Snooping组播管理

支持命令行接口（CLI）、Telnet、Console口配置/SNMP/iMC网管系统/WEB网管/系统日志/安全管理/用户分级管理和口令保护/端口安全/端口＋MAC绑定/Guest VLAN/IEEE802.1X认证/集中MAC地址认证/SSH2.0网络管理

（三）系统软件

我们采用InfomediaControlMaste作为实现此次监控服务器软件系统集成。ControlMaster和其他总控系统不同之处在于，它的架构不依赖于具体的硬件产品，独创性地采用“内核+驱动”的方式实现控制和监测功能。通过开发相应的驱动软件把硬件集成进ControlMaster系统中。这就类似于计算机操作系统（OS），扩展性非常强。其主要功能有：

信号路由控制：对多厂商的矩阵以及网络音频路由系统进行切换控制，人工及自动切换。提供智能四选一设备用于紧急切换，智能备份

音频信号监测：各种设备均带网络接口，通过网络对各个环节的音频设备进行监测，包含VU表、PPM表、相关表、李萨如图形等

开路信号监测：对FM/AM信号的场强监测，对解调音频的各种幅度表和相位表进行监测

信号分配：专门研发生产的带网络监测的数字模拟音分，无源数字一分二

信号传输：支持MADI总路线、CobraNet网络、IP音频、ES音频，统一控制

音视频慢录：四选一、音分等设备都带音频编码成IP流的功能，只需要接上电脑式NAS存储设备，即可直接将音频记录成文件，还可以记录各个表头数据

设备状态监测：各个设备的工作状态、电路异常、温度、电源的状态实时监测，包括各类音频设备以及IT设备

支持各种传感器，能对任意地点的温度、湿度、电压、电流等各种参数进行监测

故障分析处理：根据物理连线和设备内部连接关系自动定位信号故障源点，并提供预案处理

主控监测软件即Monitor软件具有强大的功能，实际上它也是总控系统内日常使用频率最高的软件模块。所有的系统监测、监听、监视以及故障定位、应急处理都是在Monitor模块中完成的。下面为可视化监控系统截图：

三、系统总结

（一）系统实现功能总结

1.对关键节点的音频信号的实时监测，包括直播间信号、转播信号、卫星信号。监测内容包括音频信号的峰值、有效电平、相位等，并对信号异常进行判断和报警。

2.对关键节点的音频信号进行智能化监听。

3.实现故障状况下的自动紧急处理。

4.对系统故障进行智能化故障分析和判断。

5.对所有关键音频设备的工作状态进行在线监测和预警。

6.实现对整个信号传输系统的图形化监测，通过大屏幕显示各种报警信息、通知信息等。

（二）系统建设完全达到预期设计要求，不仅解决了相关的播出监测问题，同时还相当于增加了一套播出系统矩阵，当正常播出通道出现问题时可以迅速安全切换至此系统播出，缓解了值班员值机压力，使播出系统冗余度、安全性、可视化、稳定性得到进一步增强。该系统建成至今已经安全运行近3年时间，顺利完成了“党的十八大”、“全国两会”、“东盟峰会”等重大播出任务，我们将继续完善该系统使其运行更可靠顺畅。

（作者单位：柳州广播电视台）