广播电视信号综合监测系统在广播电视台的应用

李雪武

（作者单位：国家广播电视总局二九三台）

广播电视信号高效、稳定传输具有重要价值，在数字时代背景下，广播电视信号传播以数字方式进行，在内容上也更加丰富。然而，新时代为广播电视信号质量监测提出了新的要求，有关部门必须建立综合监测系统，对广播信号、电视信号进行监测，在此基础上，减少环境因素、外界因素对信号传输造成的不良影响，实现提高广播电视信号质量的目标。

1 广播电视信号监测难点

在信息时代背景下，视频、音频等数据通信依靠数字信号进行传输，与传统信号传输方式不同，数字信号传输对监测系统提出了更高要求。很多大型的广播电视台，承担地区广播信号的传输工作，基于信号传播的内容分析，可以将其划分为音频信号、视频信号、数据信号等。传统的传输机房监测手段无法满足对各种语言、字幕信号的传输，为提高信号传输速度、质量，必须采取点对点的线性传播方式，保障内容的准确性。然而，由于信号传输路径过长，信号在传输过程中逐渐衰弱，导致部分信号丢失，接收效果不够明确。所以，现阶段的信号监测系统必须具备智能能力，通过多个节点的持续性信号传输，对信号进行优化。现阶段，监测系统必须对信号传输设计到的物理层、传输层、编码层、质量层等进行监测，实现从局部监测与整体监测的协调。此外，经过信号参数的追踪记录，监测系统需满足ASI、SPI、RF等物理层的监测功能，并具有可配置性，这是数字时代对信号监测系统的要求[1]。

2 广播电视信号监测原则

针对广播电视信号监测系统的应用，广播信号监测必须坚持以下几点原则，保障信号传输工作有序开展。首先，系统信号监测必须建立标准的指标，了解最优的信号传输节点，在进行监测时，将监测反馈数据与标准指标进行对比，参照标准指标，减少信号波动幅度，当波动过大时，管理人员需及时上报，并对信号传输路径进行调整，使其长期处于稳定状态。其次，随着信息技术、智能技术的不断完善，监测系统需借助现代的信息技术，完善监测系统功能。技术性是时代发展对监测系统提出的要求，其需要具备深度数据分析能力，借助监测数据实现对信号传输的优化。除此之外，可靠性是信号监测另一大原则，信号监测必须持续运行，在不间断的信号监测过程中，可以准确反映电视信号监测数据，并借助警报系统、安全技术等，减少外界因素对信号监测系统的干扰。最后，基于信号监测系统应用，必须尽可能减少数据传输的时间差，坚持实时性原则，当信号传输出现故障以及偏差时，监测系统可迅速做出反映，减少信号传输产生的不良后果。

3 综合信号监测系统在广播电视台中应用

3.1 综合监测系统架构应用

综合信号监测系统具有多环节信源，在应用过程中具有智能性特征，可对多种信源信号，以及信号传输过程进行监测。在与相关软件相结合的基础上，综合监测具有数据反馈、故障报警等功能。综合信号监测系统以IP为主要架构，核心架构为信号监测仪，具有模块化特征。该系统在进行大数量信号监测时，可通过增加硬件模块的方式，实现对监测功能的扩容，并不会对原本的系统运行造成影响。基于以上原则对综合信号监测系统的应用进行分析，信号监测属于独立系统，不会影响音频、视频传播的安全性。在对系统进行分析时，主要应用分层设计原则，对其进行MVC设计，通过模型、视图、控制的结构运行模式，将系统分为数据分析层、数据处理层、外部拓展层。此系统具有三层组合结构，分别为数据采集、处理结构、数据逻辑判断结构、人机界面交互结构。当监测系统出现业务变更时，其他架构不会受到影响[2]。

3.2 综合监测系统原理分析

在综合信号监测系统应用过程中，待监测系统会接触渠道，接入到系统的监测模块中。在接收到信号后，监测系统中的功能模块中具备监测单元、解扰单元、码流监测单元、地址封装单元。监测系统模块具备信号采集、信号解调功能，并在监测过程中，将信号码流打包输出，为信号质量监测提供保障。在信号输送过程中，接收单位需对信号进行解码，监测系统会借助多画面监测手段，对音频传输质量、视频传输效果、报警信息等进行反馈。最终，系统会对广播电视信号进行数据记录，并具有取证、回查功能，系统依据原始指标，结合数据提取，对最终的监测指标显示并发布[3]。

在综合信号监测系统中，除具备信道监测、码流监测、音频以及视频信号监测功能外，还具备云管理功能，通过虚拟服务器的管理，监测信号传输过程中各信源节点的基本信息，经过信号传输途径的多次对比，可快速了解不同信源的故障，并对故障节点进行定位。系统的自动化功能可自动显示监测指标、监测数据，减少人力资源在信号监测中的投入，实现自动化的信号监测以及提取，具有准确性、高效性特点。信号监测的目的是对系统进行优化，减少干扰，反馈状态，使信号能够长期处于稳定状态，基于多环节的信号监测功能应用，综合监测系统具有重要应用价值。

3.3 信号传输质量监测应用

在信号传输过程中，对信号传输质量进行监测，主要依据信道功率监测、信噪比监测、编码错误率监测，减少信号传输过程中误差率，基于实时性原则的综合信号监测系统供应用，需及时反馈监测信息。当信号传输稳定性出现问题时，会导致信号传输过程中出现误码、丢失、偏差问题，也可能会接收不到信号，解码出现问题，甚至会造成信号中断。所以，在信号监测系统应用过程中，需具备误差率调节功能。在具体应用过程中，基于信号质量监测功能的应用，通过设备测量信号指标，并将指标采集数据进行对比，以综合性的管理模式，对信号的信道门限进行配置，借助系统的判断功能，对指标偏差较大的情况进行报警，避免信号传输失误情况的继续恶化，并对信号质量进行调整。

当监测系统开展质量监测工作时，按照有关部门制定的测试标准，对广播范式信号传输流进行有效监测。在传输流监测过程中，按照相关规范，明确三级报警标准，对每项监测数据流的报警参数进行明确，并规定相关数值。在监测系统中，管理人员可以根据传输系统中流码权限值进行设置。若监测系统连续发现信号传输质量存在问题，传输信号中的字节出现偏差，PCR模块出现抖动错误，监测系统可直接反馈错误序号，分析错误原因，基于监测系统中的传输流的报警门限设置，并报警条件、间隔时间等参数进行明确，能够减少系统监测系统报警功能的失误率[4]。

3.4 音频信号传输质量监测

广播电视信号在传输过程中，内容监测也是监测系统的主要功能之一，监测所得传输信号若出现异态特征，节目内容则不符合播出要求，监测系统可对其进行识别，并在数据中心对其进行反馈。基于综合监测系统应用，信号异态比较常见的特征为视频源丢失、视频静音、音频杂音、视频彩场、音量过高、音频杂音等。在监测系统中，系统具备图像信号处理功能，可对特点的信号内容进行识别，并用过全数字化的异态监测手段，对监测采集的异态信号进行识别、处理。

系统监测模块中，通过逐帧对比的方式对视频进行有效监测。在系统中，音频PCM值对比监测，可对音频、视频信号传输过程中出现的故障因素进行识别，监测单元可通过独立的方式、统一的方式，支持信号声、光、电等形式的报警，并直观对监测结果进行展现。在具体应用过程中，针对不同类型的节目，设置动态帧门限、静态帧门限，抑制误报情况的产生。若监测系统发现图像处于静止，且没有声音时，系统的静帧报警功能会触发，有效规避误报情况产生。此外，若监测所得综合数据，音频、视频信号出现丢失，系统会应用报警功能，对监测信息进行反馈。

3.5 监测系统集中管理平台

基于监测系统数据分析功能、信号采集功能、结果反馈功能的实现，其主要的载体为服务器系统、软件系统，其中还包含集中管理平台。平台服务器可以通过集中管理方式，获取最终的监测数据、监测信息，在数据分析、记录的基础上，通过管理平台进行直观显示，并实现系统的报警功能。控制台是完成所有监测功能的最终阶段，系统以集中网络配置的方式，设置监控中心，对监测设备、服务器等进行维护管理。监测系统义B/S架构为主，并通过权限设计方式，对监控系统、网络服务器进行管理。按照广播电视信号传输的效果，系统具备信号配置功能、设备管理功能、监测分配功能、报警功能，管理平台会自动生成以上功能运行时的统计表，并对监测工作量进行反馈，记录信号传输过程的故障时长、异态频率，以可视化的方式展现最终的监测数据[5]。

4 结语

总而言之，综合监测系统具有智能化优势，可对多种信号源进行监测，并具有智能警报功能，当设备出现故障时，管理人员可迅速找到故障节点，以最快速度对故障进行排除。本文从监测系统架构出发，对监测系统的各个模块进行了分析，并从信号源角度出发，对质量监测、流量监测功能进行了阐述，为优化信号传输质量提供了保障，具有重要现实意义。