IP码流检测技术在全省广播信号传输中的应用

陆海 江苏有线广电信息网络股份有限公司

一、引言

江苏有线省公司通过覆盖全省的波分网络向各地市以及有业务关系的41个（截止2012年底）区县提供两路GBE 封装的TS OVER IP的节目流。

在过去的安播体系中，省市层面对每个安播环节都有相应的监控手段，而区县层面相对比较薄弱，存在监管不到位，排障过程困难等情况。随着数字化技术、互联网技术的不断发展，城乡差距越来越小，区县作为城乡一体化的不可或缺的部分，对安播高质量的需求也日益提高。

根据《安全播出管理规定》（总局62号令）的相关要求：应对业务系统的输入、输出主路节目信号进行监听监看，并对信号质量进行记录，明确业务系统上下游运行维护责任以及界面。

因此，立项初期，我们即对本项目有着三个非常明确的要求：

1. 必须能够任意调度每个区县的信源加以监看监听。

2. 必须能够实时采集码流监控数据进行分析。

3. 能够根据反馈的数据，快速定位故障点。

2012年7月开始，省公司运维中心牵头实施了区县信源监控平台项目。通过该项目，省网运维中心在41个区县部署了码流监测设备（型号：IP59）,以及业务配套的码流汇聚交换机等设备，完成了区县波分输出信源的监控，通过监测码流指标来判断波分信源传输的IP节目流是否正常。并借此完善了中心全程全网的质量管控系统，确保信号的高质量传输。

二、县级安播系统现状

区县数字电视安播系统包括如下环节的监测：

1. QAM信号监测：对系统节目流QAM调制输出的信号指标的电平、MER、误码率等进行监测报警和数据采集。

2. 多画面分割监测：对系统QAM信号输出的节目进行多画面分割显示报警和转码录像。

3. 码流分析监测：对QAM解调后的码流进行分析。

由图1可知，区县监控系统主要针对播出信号，缺少对市-县波分输出的实时监控。为了完善区县监控系统，运维中心牵头实施了本次项目。

三、项目内容简介

项目在原有安全播出监测系统的基础上，在各区县部署设备对波分输出的IP码流进行有效监测，监测数据通过回传通道回传至省干线传输中心。

1. 码流监测部分

省网运维中心在41个区县部署码流监测设备，对来自各个区县码流监测设备采集的指标数据进行汇总、归档、存储、分析及呈现，并实现对各区县波分下传码流实时监测，对异态情况进行声光告警。

2. 信号传输部分

在各地市的市县MSTP系统上，开通45M以太网回传通道，用于将各区县信号传输至市机房。

市机房到省中心机房，则利用原有的承载于波分系统的综合网管IP平台，千兆回传至省中心。

高带宽确保了信号的传输，为省中心任意调度区县信源画面提供了传输基础保证。

四、区县机房监控改造介绍

在波分系统输出口，安装两台光分路器(每台有两个一分四模块)，分别将两路主GE信号和两路备GE信号（共计四路）复制并传输至码流汇聚交换机。

在每个区县部署的码流汇聚交换机用于波分信号码流汇聚及网管汇聚，并接驳一台码流监测设备用于监测四路波分信号指标，并将分析指标通过回传通道回传至省中心机房。

五、省中心监控平台介绍

省中心监管平台配置1套TrinityAres-IP数据采集系统。采用Oracle数据库，支持大规模并发数据的快速写入与读取。采集服务器采集区县前端上传的监测报警数据，同时写数据库中，保证数据库的完整。采集服务器对MLR、MLT-15、MLT-24、MDI-DF等 IP信号传输指标进行定时采集；对TR101 290三级错误监测及告警、带宽占用、详细节目信息等码流分析结果信息进行实时采集和分析。汇总报警日志：报警发生时间、错误信息描述、发生状态（发生报警、恢复）等信息。采集服务器对设备运行状态、信道指标进行实时监测，在设备状态异常或者信道指标不符合指定阈值的情况下产生报警，在将报警结果在平台呈现的同时进行存储。

省中心监管平台配置1套TrinityAres-DIPServer广电分布式IP监测系统。集中监管服务器完成传输节点监测前端各通道的集中管理和状态查看。集中监管服务器支持通过web方式（通过浏览器直接访问）进行配置管理和状态查看，地市前端可以根据权限管理或查看下属各节点，省中心可以管理全部节点等。集中监管服务器支持多用户同时访问，根据用户不同权限，登录后提供不同的操作界面和功能。

省中心监管平台配置1套语音报警系统软件，对报警信息自动生成语音报警，方便机房人员实时监听，掌握各区县前端的监测故障情况。

六、网管功能及可视化界面介绍

在网管首页地图上可以查看所有站点的分布及告警情况，地图上站点名称的背景色为红色的时候表示有报警发生，为绿色表示该站点正常，为黄色表示有一般告警、为蓝色表示有提示告警，如图4所示。

在首页左侧的菜单栏，以下拉列表的形式展示出每个市级站点下的区县站点，区县站点下的GE（光纤）分组情况，每个GE（光纤）下包含的流，每个流下面包含的节目。点击单个流名称，可以进入该流的流指标监测页面，如图5所示。

流指标监测页面显示该站点下的所有监测节目的信道详细信息(MLR、MLT-15、MLT-24、MAI-DF的详细数值)、节目信息（Serviceid、节目名称、带宽、带宽占用、操作（点击可以播放当前节目的视频））、PID详细信息、290错误、其他报警，还通过曲线图的方式展示出当前流的MDI-DF值的抖动情况和流带宽曲线图，

290一级：同步字节错误、TS同步丢失错误、PID错误、PMT错误、连续计数错误、PAT错误

290二级：PCR间隔错误、传输错误、PCR精度错误、CRC错误、CAT错误、PTS错误

290三级错误：TDT错误、未指定的PID错误、SI重复错误、RST错误、数据延迟错误、缓存器错误、EIT错误、SDT错误、NIT错误

其他报警（发生状态）：流中断错误、流带宽错误、视频PID带宽错误、音频PID带宽错误、表格内容变更；

首页左侧的菜单栏下拉菜单中流下面的节目，可以进行该节目的视频播放，同时显示节目的详细信息。

站点设备及维护信息页面可以显示当前市级下所有区县站点的监测状态，包括站点名称、码流报警、监测设备状态、交换机状态、GE主1、GE主2、GE备1、GE备2，并且当报警发生时，会在该站点的链路图上以动态的形式显示出来，设备连线会显示出和报警发生时显示一致颜色；同时在该页面上可以手动编辑波分信源、ODF端口、MSTP（市中心端口、区县端口、类型）、联系人、联系方式、备注，编辑完成后点击保存后生效，如图6所示。

全景信息页面包含该站点的所有码流详细列表，包括所有码流的状态、源IP：端口、目的IP：端口、流别名、流带宽、MDI-DF、MLR、MLT-15、MLT-24、PID个数、290-1、操作，如图7所示。

状态：用状态灯来显示码流报警是否发生，没有报警发生状态灯为绿色，有紧急报警发生为红色、一般报警时为黄色、提示报警为蓝色；

源IP：端口：显示该流的源IP地址和端口；

目的IP：端口：显示该流的目的IP地址和端口；

流别名：当前流所设置的别名；

流带宽：当前流的总带宽；

MDI-DF：流的DF值抖动情况；

MLR：流当前的丢包数；

MLT-15：15分钟之内的丢包数；

MLT-24:24小时之内的丢包数；

PID个数：当前流包含的PID个数；

290-1：用状态灯来显示码流是否有290-1级报警发生，没有报警发生状态灯为绿色，紧急报警发生为红色、一般报警时为黄色、提示报警为蓝色；

总带宽监测界面主要展示各个监测前端的总带宽详细信息，总带宽详细信息：总带宽、带宽占用率、流数目、总丢包数；

PSI/SI监测页面在当前站点下的流列表中选择所要监测的节目流，如果存在多个IP地址会提示选择IP地址，选择与当前系统所使用的同一个网段的IP地址即可，选择IP地址之后会在PSI/SI界面中会对码流的PSI/SI树和PSI/SI表格进行详细显示，可以通过单击来展开详细的PSI/SI树和PSI/SI表格。

七、总结

1. 为高质量传输广播信号提供数据依据

在过去的监控体系中，区县级信号监控相对薄弱。本项目填补了这一空白，通过在全省各个区县部署的监测设备，可以对IP视频的MDI等传输指标进行实时测量；对数字电视TS流的TR101 290三级错误进行监测；对PSI/SI信息进行分析，并将告警监测、带宽占用、详细节目信息等码流分析结果信息进行实时反馈。通过这些技术手段，实现了传输节目的QOS质量保障，标志着省网运维中心对区县级信号的管理要求从不间断上升到了高质量，向全程全网精细化管理又迈出了坚实的一步。

2. 明确业务系统上下游责任界面、丰富了快速定位故障的技术手段

《安全播出管理规定》（总局62号令）要求：应对业务系统的输入、输出主路节目信号进行监听监看，并对信号质量进行记录，明确业务系统上下游运行维护责任以及界面。本项目中，在主备路波分输出口增加了光分路器，明确了市县之间播出责任界面。同时，有利于发生故障时快速定位故障点和判断故障原因。

3. 自主研发的可视化管理界面

省中心的信源监控网管系统，由运维中心和厂家共同研发。可以任意调度每个区县的具体节目内容，实现远程多画面监看。监测数据呈现方式，历史数据管理等功能实现，均考虑了方便快捷的原则，便于日常监看和维护。此外，网管采用可视化的管理界面，每个区县的交换机、物理连纤、码流监测设备等都采用图标进行具体的标示，根据故障告警会做出相应的变化，做到了故障形象化、具体化。

本项目率先对全省区县级别的信源进行统一监控和管理，其规模在国内处于领先地位。对码流的各项指标如MLR、MLT-15、MLT-24、MDI-DF等进行定时采集；对TR101 290三级错误监测及告警、带宽占用、详细节目信息等码流分析结果信息进行实时采集和分析，为全程全网传输质量管控提供了参考数据，为运维中心精细化管理奠定了基础。

项目建设完毕试运行以来，多次发现市县异常告警并有效的协助区县快速定位故障点，取得了良好的效果。本项目的实施，有利于进一步提高区县播出平台信源质量，为广大人民群众高质量的收看电视节目带来基础保证。