有线数字电视音视频数据采集处理系统建设

周焱

【摘要】数字化是科学进步的标志。在数字化时代，世界各国纷纷开拓广播影视服务领域，推动广播影视产业不断升级。根据国家广电总局的要求，我国广播电视已正式进入数字化时代。合理应用有线数字电视音视频数据采集处理系统，不仅能够发挥出系统自身的功能，还能对电视音视频数据进行监测。

【关键词】有线数字电视;音视频数据采集处理系统;广播电视

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.20.003

随着我国广播电视事业蒸蒸日上，电视节目越来越丰富，可充分满足大众对节目的需求。加强对广播电视节目的监管，严格按照国家广播电视总局的要求，对节目的播出内容进行严格审核，提高节目质量。在这一背景下，发挥出有线数字电视音视频采集处理系统的作用，对系统进行合理设计和应用，将监测监管数据传输到中心站点或区域节点，确保后期数据得到有效的开发和利用。

1. 有线数字电视技术体系

1.1 节目平台

节目平台主要是通过集成输出的方式提供数字电视节目。该平台的主要作用是为用户提供基本的节目，同时提供相应的付费节目、具有高清晰度的节目、交互节目、数据业务、数字广播节目。平台通过集成化播出的方式播出每一个频道的节目，在这一过程中，会对信息进行加密处理，然后再将其传达到传输平台。

1.2 传输平台

传输平台负责对节目进行传输。构成平台的主要内容是光缆干线网与卫星传输网。

1.3 服务平台

服务平台负责为用户提供接入服务。该平台将每一个节目平台中的数字节目与本地节目进行集成化管理，根据每个节目的服务信息，生成更加完整的信息与电子节目单，再对其进行加密处理，然后送入有线电视分配网。服务平台会根据用户订购要求，为用户的机顶盒授权，开通节目，再向节目平台与监管平台提供与用户相关的信息。服务平台承担着技术维护、用户服务、用户管理等重要的职能，与市场的开拓和发展密切相关。

1.4 监管平台

在有线数字电视技术体系中，监管平台是非常重要的内容。监管平台不参与有线电视市场运营，具有独立的监管职能，主要对有线电视的运营秩序进行监管和协调。监管平台从服务平台中获取用户管理信息、IC卡等相关内容，为有线数字电视运营的参与方提供重要的数据信息，对数字电视码流的规范性与合法性进行监督和管理，对平台的运营范围进行监管。

在监管平台中主要包括中央监管中心、省级监管分中心和监管前端。为了实现对有线数字电视的有效监管，就要确保数据真实可靠。监管数据来自多个平台的采集，通过监管平台对数据进行有效的汇总、处理和分析后，就要将分析结果上报相关部门和相关平台。要充分发挥出节目平台信息监管的作用，通过接收节目信息，对有线电视节目单进行汇总。节目平台要及时向监管平台上传信息，明确接口命令和相关数据，采用专门的语言对其进行包装，然后再将包装后的信息发送到监管平台。此外，还要发挥出服务平台的作用，及时对各项业务信息数据进行获取。

2. 有线数字电视音视频数据采集处理系统设计原则

2.1 实用性

进行有线数字电视音视频数据采集处理系统设计时，要遵循实用性原则。设计人员要考虑到每个业务层的要求与用户需求，对系统的规模进行合理设计，对软件和硬件进行科学设计，确保数据得到有效的分配、处理、存储，保证网络带宽的合理性，确保系统高效运转。

2.2 安全性

要保证系统的先进性，采用完善的技术与功能齐全的设备，确保系统顺利发挥作用，降低系统中的风险，发挥出日常监测监管服务的功能，确保监管范围内的设备与数据得到全面监控，保证系统安全。建立可靠的系统访问准入与数据备份恢复机制，保障计算机系统与网络的安全性和可靠性。

2.3 可扩展性

为了进一步完善系统的功能，就要确保系统具有可扩展性，使其与相关的信息系统实现顺利连接，达到数据共享的目的。确保本系统具有平滑扩容的功能，应用模块化结构，一旦检测到频道资源有所增加，监控设备增加等信息时，就要增加相应的模块，扩大监控范围，丰富监控的内容，达到扩容目的。通过这种方式就不必对系统进行改造和升级，节省成本。

2.4 便于维护性

为了达到对监管范围内所有广播电视频道的监管，就要结合有线数字电视节目的播出特点，对系统进行异地部署。首先，要保证其硬件设备性能完善。其次，实现对系统的远程维护，这样就能在第一时间内解决问题，不影响节目正常播放。

3. 有线数字电视音视频数据采集处理系统架构

有线数字电視音视频数据处理系统架构主要分为监测分站台和监测中心，如图1所示。

3.1 监测台分站点

在监测台分站点中，主要包括三层交换机、有线接收机、视频转码器。其中，有线接收机负责将需要监管的数字电视信号予以接收，使之成为TS IP流，再将其传输给编码设备，通过调整后，再将其传输到监测中心。

3.1.1 三层交换机

在三层交换机中有两个VLAN，第一个主要对设备进行管理，另一个用于实现组播传输。前者依靠三层VLAN实现，后者依靠二层VLAN实现。

3.1.2 有线信号接收设备

设置有线信号接收设备时，需确保设备支持多种信号输入，为其设置双电源，一台机箱搭配8路接收模组，每路模组插入1块CAM卡与智能卡，并与CA授权和配对。将有线接收机的管理网口与三层交换机管理VLAN相连接，就能实现远程管理。将有线接收机组播流与视频流TS VLAN三层交换机相接。

3.1.3 视频实时转码设备

要保证视频实时转码设备与GPU和CPU的编转码方案相兼容，提高图像质量，严格保障转码效率，采用Linux系统，这样就能减少黑客和病毒攻击的可能性。视频实时转码设备支持双网口输入和输出功能，还能实现对冗余的备份，确保系统的功能更加稳定。在转码阶段，会涉及到OSD文字水印叠加，该设备同样支持这一功能。同时，视频实时转码设备还支持对网口的连接状态和负载状况进行实时监督与控制。输出码流主要采用HTTP TS IP方式，这样有助于监测中心对码流的回传进行分析和确定。以该类方式为主的码流涉及的网口与管理网口可采用同一个VLAN。

3.2 监测中心

在监测中心中包含若干个组成部分，这样就能对各项硬件设备进行部署，进一步完善采集收录系统、视频综合业务管理系统、综合网管系统的功能，确保分站点的音视频信号回传、收录和存储工作得到有效的监测，还可对系统进行有效的维护。

3.2.1 采集收录设备

通常要在采集收录设备内部设置转编码系统，该系统具有实时流媒体功能，可确保监测台分站点的回传音视频流得到有效的管理。作为整个业务系统的控制区域，采集收录设备包含若干个管理模块，其界面操作比较方便，便于管理人员随时进行维护。

3.2.2 集群管理

为了进一步发挥监测中心的作用，通常要通过监测中心对若干个分站点进行管理，管理数目通常不能低于三个，这样才能确保大量的视音频信号得到有效的回传和收录。要架势完善的集群架构，配备专门的集群管理服务器，设置视频综合业务管理系统，确保多台编转码系统获得部署，实现对编转码设备的统一管理，保证各项业务实现顺利切换，还能及时对数据进行备份，提高系统的安全性和可靠性。

将该系统与综合网管系统相结合，就能实现远程监控。综合网管系统的安装比较方便，可随时对其进行更新和升级，定期对其进行维护。该系统支持国际标准的简单网络管理协议要求，还可与其他设备兼容，只需保证设备同样支持该网络管理协议标准即可。系统可对故障进行全面的监测，及时发现问题，及时报警，还能对故障事件进行全面的统计与分析。综合网管系统具有一定的扩展性，操作界面友好，可充分满足用户的需求。

3.2.3 网络专线

要根据具体的业务需求，为监测分站点和监测中心设置合适的网络带宽。以常规40个频道为例，可将高清信号和标清信号进行压缩，将其压缩到指定的数值后，明确总带宽需求。为了确保转码后的信号能够及时回传到监测中心，通常会使用不低于100M及以上专线。要确保带宽的有效性，还要为其设置相应的冗余，这样才能提高传输效率，满足后期的扩展需求。

4. 有线数字电视音视频数据采集处理系统的应用

为了进一步发挥出有线数字电视音视频采集处理系统的作用，就要确保系统在监测台完全获得部署，提高系统的稳定性，保证其能够实现不间断运行。通过这一系统能够及时采集到广播电视节目音视频数据，并将这些数据回传到监测中心，对数据进行有效的存储，确保电视节目内容得到合理监管。系统支持对转码和收录任务的批处理，即使资源有限，也能随时对收录节目进行更改，提高系统运行的高效性和灵活性。系统可對各个节点的运行状态进行实时监督与控制，判断主机存储的具体情况，对网络的运行情况进行判断，一旦发现问题，就能在第一时间内处理。同时，系统还能实现在线直播，可将直播信号进行多画面展示，并对其进行实时监督与查看。

随着国家对有线数字电视监管要求不断提高，要进一步完善有线数字电视音视频数据采集处理系统的功能，对其进行进一步拓展，制定合理的方案。要进一步发挥出监测中心的功能，通过异地部署的方式设置监测台分站点，充分发挥出有限接收机和转码服务器的功能，就能对音视频信号进行转码与回传。通过监测中心的收录服务器就能对各类信号进行统一的收录和管理。

在设计和建设有线数字电视音视频采集处理系统时，要严格按照广播电视节目监管的要求，保证系统的安全性和实用性，以便广播电视节目监管机构获得完整的电视音视频节目，为后期监管工作提供重要的参考依据，有效提高节目的质量，促进广播电视行业实现腾飞。

参考文献：

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