廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)設計研究

莫紅星

(甘肅省廣播電視局無線傳輸中心 甘肅 蘭州 730000)

0 引言

廣播電視是我國主流媒體的組成部分,其在傳播信息過程中具有非常重要的作用,隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展,大數(shù)據(jù)以及計算機技術(shù)在廣播電視領域中得到了廣泛運用。尤其是超高清電視以及跨網(wǎng)絡電視的普及,廣播電視在實際播出中面臨的挑戰(zhàn)逐漸增多,為了避免網(wǎng)絡中非法信號的影響,保證電視節(jié)目能夠安全順利播出,就需要對其展開全面檢測,采取針對性的設計方案,確保廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)能夠得到有效運用。

1 廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)設計原則和需求

1.1 原則

第一,可靠性原則。廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)的主要目的就是提高廣播電視的可靠性,因此,無論是硬件還是軟件系統(tǒng)設計,都需要選擇可靠性高的設備和技術(shù),避免其在實際運行中出現(xiàn)設備老化現(xiàn)象。正式運行之前,開展環(huán)境試驗,保證系統(tǒng)中的硬件與軟件,在出廠之前都通過專業(yè)的軟件測試。

第二,先進性原則。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集過程中,需要保證對信號和數(shù)據(jù)處理的先進性,系統(tǒng)性能要高于我國先進水平之上,才能保證系統(tǒng)在運行中的穩(wěn)定性。

第三,實用性原則。廣播電視安全播出監(jiān)測過程中,要根據(jù)廣播電視實際使用方式和頻率完成運行管理,確保二者之間的一致性,即便在復雜的電磁環(huán)境中,也能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)各項功能的穩(wěn)定運行。

第四,擴充性原則。廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)利用模塊化的設計結(jié)構(gòu),在網(wǎng)絡規(guī)模擴大或者監(jiān)測任務增加的情況下,系統(tǒng)性能需要實現(xiàn)進一步擴充,增加內(nèi)部系統(tǒng)模塊,完成自身性能的有效提升。

1.2 需求

廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)實施的主要目的是,保證廣播電視節(jié)目錄能夠安全順利地播出,對信號質(zhì)量以及電視內(nèi)容進行監(jiān)測,完成中心畫面的顯示與存儲工作。系統(tǒng)設計需求可以分為以下五方面內(nèi)容:第一,實現(xiàn)電視廣播信號的實時監(jiān)測,完成對地方電視前端設備、內(nèi)容以及回傳調(diào)度的管理。這就需要廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)在實際運行中具有實時監(jiān)督功能[1]。第二,利用系統(tǒng)的監(jiān)控功能,對電視廣播的中波、廣播調(diào)頻以及有線電視完成控制。通過這種方式提高電視節(jié)目播出質(zhì)量和安全性,及時發(fā)出預警信息和調(diào)度命令。第三,在設計廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)的過程中,要將監(jiān)測數(shù)據(jù)及時反饋給播出單位,解決以往無法實時動態(tài)傳輸安全信息數(shù)據(jù)的問題,提高對廣播電視管理的高效性。第四,系統(tǒng)設計需要實現(xiàn)監(jiān)測與調(diào)度功能的有效整合,在此基礎上,建立一個智能化以及數(shù)字化的系統(tǒng)平臺,并與廣播電視的自動化監(jiān)測站點相互結(jié)合,實現(xiàn)各項節(jié)點的高效銜接。第五,信號源切換需求,廣播電視在節(jié)目播出過程中,如果出現(xiàn)靜幀或者音源缺失等問題,則可以利用系統(tǒng)中的切換設備功能,完成節(jié)目的自動化識別和備份,如果電視節(jié)目播出中產(chǎn)生設備故障,電視臺中的主控計算機則會在過載波的基礎上,對比分析節(jié)目信號以及信號源質(zhì)量,再完成節(jié)目的播放[2]。另外,還可以通過系統(tǒng)中的錄像功能,完成節(jié)目錄制以及轉(zhuǎn)碼,使用多畫面服務器完成節(jié)目的傳輸和顯示。

2 廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)設計方案

2.1 系統(tǒng)功能設計

廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)中主要包含兩部分內(nèi)容,中心監(jiān)督管理平臺和實時報警功能。其中中心監(jiān)督管理平臺具有核心控制功能,能對電視前端設備進行監(jiān)督管理,利用這種方式完成對電視節(jié)目的實時監(jiān)督控制,確保電視節(jié)目播出的安全性和穩(wěn)定性。

第一,中心平臺監(jiān)督管理功能,系統(tǒng)內(nèi)部需使用專用服務器以及監(jiān)督管理軟件,該項功能可以使用B/S架構(gòu)對中心平臺進行設計,達到廣播電視網(wǎng)絡監(jiān)測要求的同時,構(gòu)架分布式的廣播電視系統(tǒng),進而將系統(tǒng)的監(jiān)測功能、查詢功能以及業(yè)務配置功能充分發(fā)揮出來,實現(xiàn)無線、有線以及數(shù)字等電視信號的監(jiān)測。同時利用系統(tǒng)中的自動監(jiān)測功能,完成電視節(jié)目信號數(shù)據(jù)的采集工作,將數(shù)據(jù)信息上傳到監(jiān)督管理平臺中,利用遠程調(diào)度的方式,實現(xiàn)廣播電視前端的穩(wěn)定運行。

第二,實時報警功能,系統(tǒng)中的該項功能主要利用數(shù)據(jù)庫以及推送功能完成,數(shù)據(jù)庫屬于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務器,能實現(xiàn)11萬次/s的讀取,數(shù)據(jù)處理能力得到了有效提升,與傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)相比,系統(tǒng)運行效率提高了40%以上。另外,系統(tǒng)中pushlet可以直接將SERVER端的Java對象直接傳輸?shù)娇蛻舳?以上過程采取自主獨立完成的方式。將數(shù)據(jù)庫以及推送功能相互結(jié)合,能夠進一步增強廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)的時效性以及精準性。

2.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡框架設計

廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)中的網(wǎng)絡框架主要包括監(jiān)測中心、監(jiān)測點以及監(jiān)測站三部分組成。系統(tǒng)網(wǎng)絡設計中,在監(jiān)測中心、監(jiān)測站點以及監(jiān)測點中安裝數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及監(jiān)測設備,其中電視音頻信號、回傳數(shù)據(jù)以及控制數(shù)據(jù)利用網(wǎng)絡完成實時通信,在此基礎上建立網(wǎng)絡整體。另外,將停播報警數(shù)據(jù)以及指標測試數(shù)據(jù)、音頻回傳信號等存儲在服務器中,為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理工作提供支撐。同時,要想在全國范圍之內(nèi)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng),需在系統(tǒng)中實現(xiàn)中央連接結(jié)構(gòu),進而將廣播電視監(jiān)測中心的作用充分發(fā)揮出來[3]。

2.3 廣播電視監(jiān)測中心系統(tǒng)設計

廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)是信號監(jiān)測網(wǎng)絡模塊的中心,同時也是完成數(shù)據(jù)回傳以及信息匯總的主要部分。所以在數(shù)據(jù)處理中心以及網(wǎng)絡控制中心,對設備系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及先進性的要求較高。例如,通信服務器設計,實現(xiàn)串口設備以及以太網(wǎng)接口相互連接,保障遠端數(shù)據(jù)鏈路和中心臺監(jiān)測設備的穩(wěn)定運行,準確識別回傳數(shù)據(jù)的同時,對其進行分類存儲處理,完成備份檢查工作,并將最終數(shù)據(jù)發(fā)送到控制端以及顯示端中,提高數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計以及制作報表的準確性。

2.4 廣播電視綜合監(jiān)測設備系統(tǒng)設計

廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)中的綜合監(jiān)測設備,主要包含信號測試設備、通信接線板、顯示板以及電源等部分,電視信號測試卡主要功能是對電視信號完成處理,確定載波場強參數(shù)以及工作狀態(tài)等,同時,按照通信模塊系統(tǒng)的指令信息,對回傳數(shù)據(jù)進行測試。通信板在實際運用中,能實現(xiàn)計算機以及綜合檢測儀器的相互連接,其中主要包括輸入控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)等。利用通信板發(fā)送通信指令,傳輸?shù)诫娨曅盘枩y試卡中。表1為系統(tǒng)硬件配置情況。

表1 系統(tǒng)硬件配置情況

2.5 軟件系統(tǒng)設計

廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)中的軟件,主要由服務器軟件、客戶端軟件兩部分組成。

第一,服務器軟件設計方案。軟件對于系統(tǒng)運行來說能夠?qū)崿F(xiàn)通信的高效傳輸,將客戶端軟件以及廣播電視加監(jiān)測設備相互連接,實現(xiàn)二者之間通信的有效傳輸。通常情況下,服務器軟件可以與多個監(jiān)測設備完成通信連接,確保電視信號的監(jiān)測系統(tǒng),可以同時對多個不同的電視頻道完成監(jiān)測。在選擇連接方式過程中,可以利用串口拓展卡在服務器上進行連接,串口與電視綜合監(jiān)測設備完成一一對應連接,另外,多個監(jiān)測設備也可以共同連接在一個串口中,這種方式能夠緩解串口的實際運行壓力。

服務器指令發(fā)送主要利用兩種方式完成,分別為定時發(fā)送以及客戶端軟件依次發(fā)送,軟件之間的相互通信,需要在傳輸控制協(xié)議服務的基礎上完成,客戶端負責接收相應的指令數(shù)據(jù),再根據(jù)指令將綜合監(jiān)測設備的測試值上傳到客戶端中。在此過程中,傳輸層協(xié)議主要利用序列號完成信息的確認,再實現(xiàn)連接,除了這種連接方式之外,還可以通過 傳輸控制協(xié)議(transmission control protocol,TCP)協(xié)議的方式,把接收方接收的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)發(fā)送方,如果數(shù)據(jù)信息在實際傳輸中出現(xiàn)丟失等問題,TCP傳輸協(xié)議就會持續(xù)發(fā)送,直到對方成功接收到數(shù)據(jù)為止,但是這種方式可能會出現(xiàn)網(wǎng)絡超時等現(xiàn)象。TCP協(xié)議還可以利用數(shù)據(jù)流控制機制,對數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣冗M行控制,保證數(shù)據(jù)在實際傳輸中的質(zhì)量。

第二,客戶端軟件設計。該部分的設計主要采取微軟系統(tǒng),將Visual Basic作為編程語言,主要功能為測試音頻、視頻以及場強等功能,同時顯示出相應停播以及回傳測試?？蛻舳塑浖到y(tǒng)還可以對播音時間、場強停測的時間以及電臺管理的參數(shù)完成配置,保證用戶可以在客戶端完成各項參數(shù)的調(diào)整和刪除等操作,確保廣播電視監(jiān)測工作的順利開展。

軟件系統(tǒng)運行模式中主要包含服務器模式以及客戶模式兩種類型,利用相互請求和處理的方式完成合作,客戶模式發(fā)出請求,服務器模式接收請求。因此,可以將集中的應用根據(jù)功能進行兩個不同部分劃分,并分別在對應的計算機中運行,借助兩部分的分工合作,以此完成軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。利用該通信模式,可以在客戶與服務器進程中建立連接渠道,該渠道屬于半雙工作模式。表2為系統(tǒng)運行軟件配置情況。

表2 軟件系統(tǒng)配置情況

廣播電視在播出中,往往包含大量的音頻數(shù)據(jù),這要求系統(tǒng)中包含較大存儲空間的硬盤作為支撐,所以選擇4個千兆級別的速率網(wǎng)卡,增強對網(wǎng)絡信息的處理能力。數(shù)據(jù)庫服務器在實際運行中,利用3.9 GHz的IBM x Series 255作為服務器,與千兆傳輸速率網(wǎng)絡相互匹配。

2.6 系統(tǒng)安全設計

安全是保證廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行的基礎條件,在此過程中可以利用安全通道隔離技術(shù),實現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)外網(wǎng)相互隔離,將路由網(wǎng)絡調(diào)整為不可用狀態(tài),這種方式能夠降低外界網(wǎng)絡環(huán)境產(chǎn)生的負面影響。在安全協(xié)議以及通信硬件的基礎上,對訪問身份完成認證,實現(xiàn)訪問控制,不斷提高內(nèi)外網(wǎng)絡的隔離等級,最終達到增強數(shù)據(jù)安全性和完整性的目的。通過防火墻與服務器相互連接,對登錄方式進行模擬,在防火墻中制定相應的安全策略,完成登錄服務器有效性的模擬,關閉服務器中的其他端口,為高效便捷的數(shù)據(jù)傳輸提供條件。對外網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行處理,將其存儲到數(shù)據(jù)庫中,服務器在此過程中對客戶端的數(shù)據(jù)化進行監(jiān)測,利用無線發(fā)射機完成用戶管理[4]。對于特定用戶,系統(tǒng)中的無線發(fā)射機移動監(jiān)測系統(tǒng),認定用戶管理機制,完成認定之后用戶實現(xiàn)注冊。

3 廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)措施

3.1 系統(tǒng)實現(xiàn)流程

用戶在登錄到系統(tǒng)之后,先對廣播電視的類型進行判斷,選擇對應的頻道站點,再完成電視節(jié)目的監(jiān)測工作,在此過程中如果出現(xiàn)異常,管理人員通過語音報警發(fā)出預警信息,再觀察表格列表,了解預警信息的詳細情況。廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)的運用,可以實現(xiàn)對節(jié)目播出狀態(tài)的實時監(jiān)督,通過回傳視頻畫面的方式完成查看,其中包含視頻、錄像以及頻譜等各項指標,再對指標完成掃描。同時系統(tǒng)還可以完成多組合顯示,一旦在此過程中出現(xiàn)異常,第一時間發(fā)出警報。根據(jù)季度或者年度的方式,針對廣播電視運行情況生成相應的報表,為管理人員的查看和管理提供條件。在此基礎上分析前端的運行狀態(tài),對比異常信息的同時,解決其中存在的問題。除此之外,廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)可以自動完成地理信息系統(tǒng)的生成,及時確定故障設備產(chǎn)生的位置,并詳細顯示出相應的設備狀態(tài)信息,為檢修管理人員提供便利條件。

3.2 系統(tǒng)運行保障措施

要想保證廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,可以從以下三個方面入手:第一,建立統(tǒng)一的監(jiān)測監(jiān)督標準,確保設備運行的穩(wěn)定性的同時,提高數(shù)據(jù)信息準確性。由于當前多媒體的影響,廣播電視影響力處于下降趨勢,但是仍然屬于主流媒體,需要對電視節(jié)目展開監(jiān)測監(jiān)管,確保自身在媒體行業(yè)中的權(quán)威性。利用統(tǒng)一監(jiān)督管理標準的方式,增強系統(tǒng)運行的規(guī)范性和實踐意義。第二,提高信號發(fā)射穩(wěn)定性,對信號發(fā)射進行實時監(jiān)督管理,保證設備始終處于正常運行狀態(tài),定期監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài),保證能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)隱患及時解決。例如,科學確定信號發(fā)射的位置,通常情況信號發(fā)射設備安裝在海拔較高的地區(qū),同時注意設備的雷電防護,避免出現(xiàn)雷電電擊等問題,影響信號發(fā)射[5]。如果系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果顯示存在故障,則要第一時間進行處理,構(gòu)建數(shù)據(jù)檔案的同時提高系統(tǒng)運行的科學性。第三,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性,在當前互聯(lián)網(wǎng)時代下,廣播電視信息的傳輸范圍擴大,其中涉及多個平臺,這要求系統(tǒng)傳輸具有較強的穩(wěn)定性。在此過程中,積極引用新技術(shù),將大數(shù)據(jù)以及信息技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,促進傳輸系統(tǒng)穩(wěn)定性的有效提升。另外,從國家的角度分析,廣播電視的順利安全播出,需要在傳輸系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎上實現(xiàn),這也是電視節(jié)目安全播出的基礎條件。因此對于廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)來說,設計管理人員需要認識到傳輸穩(wěn)定性的重要性,無論是在設計還是運行中,都要采取相應的措施[6]。

4 結(jié)語

綜上所述,廣播電視安全播出監(jiān)測系統(tǒng)較為復雜,其中涉及的技術(shù)較多,在設計中需要根據(jù)國家廣電總局的規(guī)劃標準,將其作為依據(jù)完成系統(tǒng)的設計運行。從系統(tǒng)功能、安全、硬件、軟件等各個角度出發(fā),實現(xiàn)各個子系統(tǒng)的科學高效設計,再采取相應的運用管理措施,提高系統(tǒng)實際運行效率,為廣播電視節(jié)目的順利安全播出提供保障。