岸船图像传输应急处置优化及模式分析

2018-07-23中国卫星海上测控部

电子世界 2018年13期

中国卫星海上测控部周鹏崔勇张勇

1.前言

测量船远航期间需定点向陆地单位发送一路航海安全图像，而任务期间陆地单位则需往测量船转发陆地实况图像，两者统称为岸船图像传输业务。图像电视分系统作为该业务承载体，需保障业务实时传输、连续不间断。在现有应急处置措施下，如何进一步挖掘设备性能，完善充实应急备份方案。

2.业务流程

岸船图像传输业务流程如图1所示：

图1 岸船战场实况图像传输流程

陆地单位通过单收站接收实况图像信号，经调制解调器、扰码器处理后，经该单位X型编解码器编码形成网络流经地面链路送往陆地单位卫通，再由岸船卫通链路传输至测量船公共信息网，经船X型编解码器解码出源视音频，由该编解码器后面板复合视频接口、音频接口分别将视音频输出至Y型编码器CVBS视频输入端口及卡农音频输入端口，经船通用信息网送至图像电视系统从而实现岸船实况图像传输。

航海安全图像网络流经测量船图像电视中心管理服务器转发至Z型解码器解码输出模拟信号，经CVBS视频输出接口送至X型编解码器，经其编码后由岸船公共信息IP网传输至陆地单位X型编解码器，经该单位IP电视监视分发系统转发。

3.二次流解码的应用

3.1 问题引出

2017年11月28日，某船与陆地单位测试岸船实况图像传输业务异常中断，事后检查定位为测量船X型编解码器解码模块故障，导致图像数据流无法解码输出模拟信号。经返厂更换故障主板，拷机测试恢复正常。

由于任务期间岸船图像业务需双向传输，若上述故障复现，更换备机势必延误航海安全图像实时传输，如何规避应急处置带来的影响，我们尝试着找出解决方案。

3.2 二次流转发解码

X型编解码器可将接收到的音视频流在不压缩的前提下进行音视频流转发。通过该功能，可以实现网络流的转发，从而将解码任务转交给其他终端完成。

测试验证上述操作，可关闭该型号编解码器解码使能设置模拟解码模块故障，另需调整X型别编解码器二次流转发参数以及Z型解码器媒体流接收服务参数设置。

业务流程如图2所示，测量船X型编解码器接收到陆地单位送来的实况图像数据流，通过其设备本身二次流转发功能，将实况图像音视频数据流转发至Z型解码器，经其解码后通过CVBS接口将首区图像模拟信号送至Y型编码器，通过其编码成IP数据流送至通用信息网。

图2 实况图像数据流二次转发解码

从接入交换机抓包结果及测试阶段实况图像接收效果来看，陆地单位X型编解码器传送过来的实况图像音视频数据流均被测量船X型编解码器转发至Z型解码器，实现了数据流的抓发解码，验证了二次流转发应急处置的可行性。

4.传输模式分析

4.1 传输模式分析

当前岸船首区图像传输模式采取单播方式传输，陆地单位X型编解码器在用3台，即单台对应单艘测量船。

若3船执行同一发任务，实况图像传输仍采取上述模式，影响备件调配的同时，带宽资源消耗严重。如何应付上述情况，能够有效减少冗余流量，节约带宽。

（1）单播模式

如果使用单播的话，发送方与网络上所有接收端间都需建立一条独立的会话。也就是说，陆地单位必须为每条测量船复制同样的信息，而这些网络连接也会占用相应倍数带宽，大大消耗网络资源。

（2）广播模式

如果采用广播的话，虽然能否解决数据流复制所带来的带宽利用率的问题，但网络中所有接收端均会收到发送方传输的信息。当发送方增加时，网络的接收端会收到更多无关信息。

（3）组播模式

而组播模式则同时解决这两个问题，既能将发送方需要发送的会话数量降到最低，降低网络负载，同时也能保留单播优势，将数据流复制给网络中感兴趣的接收端。

4.2 仿真实验

船内搭建仿真测试环境如图3所示。

图3 船内仿真测试环境

以启用平台组播模式的航海安全电视中心转发集群服务器模拟陆地单位，选定某路海区海况图像送至Z型解码器解码输出模拟信号，经CVBS接口传输至Y型编码器编码形成网络流，并依据设备参数设置发给指定组播组，同时X型编解码器依据参数设定中的远端IP及端口，从该组播组中提取数据流解码出视频模拟信号经背板CVBS接口送至通用信息网Y型编码器，经其编码传输至通用信息网内。

通过抓包数据可以得出结论，测量船Y型编码器专线接收图像模拟信号，经IP编码后使用指定组播组进行数据转发，X型编解码器依据远端IP设置接收该组播数据解码输出模拟信号。

综合上述测试结果，验证了组播模式在二层交互环境下应用在图像电视编解码设备上的可行性，而岸船间图像传输航渡模式下，岸船图像传输经两方路由器；任务模式下，岸船图像传输需经三方路由器。若要实现岸船图像组播传输，在各方向路由器全局需配置“multicast routing-enbale”使能全局组播路由，同时在接口下使能PIM-SM；岸端或是测量船作为图像接收端，在其二层接入交换机全局下也需配置“multicast routing-enbale”，三层vlanif接口下配置“igmp enable”及“igmp version 3”，同时在终端接口下需使能igmp snooping，以防止数据在二层接口下广播导致泛洪。