文/王磊

隨著現(xiàn)今廣播電視事業(yè)的高速發(fā)展，越來越多數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的設(shè)備投入使用。相較于過去而言，播出系統(tǒng)看似變得更為復(fù)雜，但大量新設(shè)備的應(yīng)用使得整個(gè)信號(hào)流程變得更為清晰、對(duì)故障節(jié)點(diǎn)的識(shí)別也更快捷，這很大程度上提高了安全播出的可靠性。為了進(jìn)一步保障播出安全，我們認(rèn)識(shí)到，監(jiān)控系統(tǒng)必須向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化方向發(fā)展。而衛(wèi)星地球站作為廣播電視節(jié)目信號(hào)調(diào)制與傳輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，再加上衛(wèi)星廣播電視信號(hào)覆蓋面積極廣，所以更要重視其在保障節(jié)目信號(hào)安全方面的作用?；诖?，文章以此入手，對(duì)衛(wèi)星地球站的監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展進(jìn)行分析，從而找到最佳設(shè)計(jì)方案。

1.衛(wèi)星地球站監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段的衛(wèi)星地球站監(jiān)控系統(tǒng)主要可分為監(jiān)測(cè)與控制兩部分，前者負(fù)責(zé)設(shè)備與信號(hào)的數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、呈現(xiàn)等工作；后者則負(fù)責(zé)處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與報(bào)警信息，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行控制而達(dá)到正常輸出。其中，控制部分可自動(dòng)化，也可手動(dòng)，還可由監(jiān)看人員確認(rèn)再自動(dòng)完成。

1.1 監(jiān)測(cè)對(duì)象

衛(wèi)星地球站監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能在于對(duì)被監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，而完整系統(tǒng)主要有設(shè)備和連接線構(gòu)成，所以，具體的監(jiān)測(cè)工作包含對(duì)設(shè)備與信號(hào)的監(jiān)測(cè)。其中，設(shè)備監(jiān)測(cè)主要通過對(duì)接口輪詢讀取的方式實(shí)現(xiàn)；而信號(hào)監(jiān)測(cè)則采取旁路監(jiān)聽或是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，通過對(duì)通過數(shù)據(jù)的被動(dòng)監(jiān)聽，復(fù)制其中數(shù)據(jù)信息。[1]在廣播電視行業(yè)中，無論是設(shè)備的監(jiān)測(cè)還是信號(hào)的監(jiān)測(cè)，都需要重點(diǎn)關(guān)注。

由于信號(hào)的監(jiān)測(cè)需要看具體信號(hào)類型、碼率、接口以及監(jiān)測(cè)需求，難以詳細(xì)進(jìn)行描述，文章便不做深入討論。設(shè)備的監(jiān)測(cè)同樣要看設(shè)備的接口協(xié)議，具體來講有如下幾種連接方式。（1）串口設(shè)備連接方式。該方式也被稱作為COM口方式，屬于早期數(shù)據(jù)通信接口，憑借其極易實(shí)現(xiàn)的物理特性，在通信、計(jì)算機(jī)等設(shè)備中有著廣泛應(yīng)用。在后續(xù)的發(fā)展中，該接口也出現(xiàn)了RS323、RS422、RS485等種類，并且速率各不相同，在具體使用中只需雙方設(shè)備設(shè)置統(tǒng)一模式與參數(shù)便可實(shí)現(xiàn)正常通信；[2]（2）RJ45以太網(wǎng)網(wǎng)口連接方式。該連接方式廣泛用于設(shè)備與信號(hào)的監(jiān)控中，基于TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，該端口的使用極為便捷。缺點(diǎn)在于TCP/IP協(xié)議主要基于操作系統(tǒng)，所以低級(jí)設(shè)備的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。當(dāng)然，現(xiàn)今該接口衍生品存在，通過簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，提供能夠直接從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中收集管理信息的方法，該協(xié)議可以輪詢方式向設(shè)備索求數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的主動(dòng)提供。（3）其他連接方式。不屬于上述兩種連接方式的統(tǒng)稱其他方式，比如有SCSI接口，可通過ASPI協(xié)議訪問；又如光纖兼容TCP/IP協(xié)議，可通過socket訪問。[3]

1.2 監(jiān)控目標(biāo)

在廣播電視行業(yè)中，最終用戶接收到的節(jié)目影像與聲音優(yōu)劣是判斷信號(hào)正常與否的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一旦出現(xiàn)某一時(shí)間點(diǎn)的信號(hào)錯(cuò)誤，無法采取重新傳送的方式彌補(bǔ)。所以，在廣播電視系統(tǒng)中，如何保障影像與聲音的正常是關(guān)鍵問題?；诂F(xiàn)階段衛(wèi)星地球站特點(diǎn)來看，監(jiān)控目標(biāo)主要可分為如下幾點(diǎn)：（1）監(jiān)看。將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)給值班人員，信號(hào)監(jiān)看有實(shí)時(shí)信號(hào)和后臺(tái)查詢緩存圖像兩種，還有多點(diǎn)分布同時(shí)監(jiān)看等。（2）保存?zhèn)洳?。系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)并不十分重要，數(shù)據(jù)保存的目的在于一旦出現(xiàn)問題能夠進(jìn)行故障數(shù)據(jù)查看，從而分析成因。（3）統(tǒng)計(jì)分析。比較分析設(shè)備狀態(tài)、信號(hào)狀態(tài)、內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)、協(xié)議，查看是否與標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議要求相符。（4）報(bào)警提示。通過對(duì)信號(hào)分析察覺異常，作出報(bào)警提示，并根據(jù)信號(hào)異常的程度劃分嚴(yán)重等級(jí)。（5）應(yīng)急策略。當(dāng)播出主用信號(hào)發(fā)生故障的時(shí)候，檢測(cè)設(shè)備應(yīng)具備聲音報(bào)警和圖文顯示功能，并通過應(yīng)急代播或信號(hào)源自動(dòng)切換等功能實(shí)現(xiàn)恢復(fù)播出。

2.衛(wèi)星地球站監(jiān)控系統(tǒng)的未來發(fā)展需求與具體設(shè)計(jì)

2.1 衛(wèi)星地球站監(jiān)控系統(tǒng)的未來發(fā)展需求

隨著廣播電視節(jié)目數(shù)字化發(fā)展快速推進(jìn)，越來越多高清節(jié)目信號(hào)得以輸出，對(duì)于高清節(jié)目的制作而言，其投入的成本更高，對(duì)節(jié)目的監(jiān)控要求也更高。因此，衛(wèi)星地球站監(jiān)測(cè)設(shè)備需要向智能化方向發(fā)展，同時(shí)要綜合考慮其穩(wěn)定性、先進(jìn)性及未來可拓展性。具體來講，需滿足如下需求。

（1）設(shè)備模塊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。現(xiàn)今，廣播電視監(jiān)控系統(tǒng)所采用的設(shè)備種類繁多，并且內(nèi)部構(gòu)造均較為復(fù)雜，所以，在未來發(fā)展中，衛(wèi)星地球站的智能化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)遵循設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化原則，對(duì)其中的結(jié)構(gòu)、模塊、驅(qū)動(dòng)等都要求標(biāo)準(zhǔn)化，從而有效提升未來系統(tǒng)功能的拓展需求。

（2）顯示界面人性化。人性化、直觀化的監(jiān)控顯示界面能夠讓監(jiān)看人員更為直接地了解情況；同時(shí)，未來發(fā)展中還應(yīng)實(shí)現(xiàn)用戶自定義設(shè)置，具有查詢功能，能夠直接從圖形化的界面中了解監(jiān)控系統(tǒng)中不同設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

（3）監(jiān)測(cè)報(bào)警與運(yùn)行管理智能化。未來監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)智能化，包括對(duì)設(shè)備與信號(hào)的監(jiān)測(cè)中出現(xiàn)故障都會(huì)直接通過聲音和影像發(fā)出報(bào)警信號(hào)，不僅確定故障發(fā)生點(diǎn)，且能夠給出應(yīng)急處理方案。同時(shí)，該時(shí)刻數(shù)據(jù)會(huì)被自動(dòng)儲(chǔ)存，為后續(xù)備查提供依據(jù)。

2.2 未來發(fā)展中衛(wèi)星地球站監(jiān)控系統(tǒng)具體技術(shù)設(shè)計(jì)

我們以某廣播電視衛(wèi)星地球站舉例。該站設(shè)備總共有500多個(gè)，種類高達(dá)60多種，為保證能夠?qū)υO(shè)備及信號(hào)的實(shí)施采集與報(bào)警，并且能夠匹配應(yīng)急策略具體發(fā)送到工作人員手中，同時(shí)保證“一秒報(bào)警，三秒處理”的原則，應(yīng)當(dāng)從如下幾方面進(jìn)行系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)。

（1）系統(tǒng)模型。結(jié)合廣播電視衛(wèi)星地球站監(jiān)控系統(tǒng)的具體情況，可將該模型分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)控制、數(shù)據(jù)保存以及信息發(fā)布四個(gè)模塊。其中，數(shù)據(jù)采集主要負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備與信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集且發(fā)出報(bào)警，并且將兩者數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到綜合處理模塊當(dāng)中。這一模塊當(dāng)中的報(bào)警主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式：一種為直接讀取到設(shè)備或信號(hào)發(fā)出的報(bào)警信息；還有一種是對(duì)讀取的狀態(tài)數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)閾值，進(jìn)而產(chǎn)生報(bào)警。正如前文所述，由于設(shè)備多樣性演變，導(dǎo)致對(duì)設(shè)備與信號(hào)的監(jiān)測(cè)都需要通過多種接口才能讀出數(shù)據(jù)，甚至需要通過接口控制設(shè)備改變數(shù)據(jù)狀態(tài)。所以，為了保證監(jiān)控效率，我們可針對(duì)具體設(shè)備制作動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)充當(dāng)紐帶作用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接口的統(tǒng)一，進(jìn)而解決現(xiàn)今監(jiān)控設(shè)備種類不斷增多以及數(shù)據(jù)采集任務(wù)不斷繁重的問題。[4]綜合處理模塊主要負(fù)責(zé)結(jié)合所讀數(shù)據(jù)匹配應(yīng)急策略，為用戶提供確認(rèn)界面，決定是否實(shí)行應(yīng)急操作，所以對(duì)于處理的時(shí)效性要求較高，并且肩負(fù)著中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔?。系統(tǒng)呈現(xiàn)成作為用戶直接接觸的界面，該模塊可采用客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，也可采取瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，前者操作便捷但需安裝專用程序，后者直接通過WEB瀏覽器訪問，但操作靈敏度不高。

（2）數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)模塊確定，還需要對(duì)不同模塊間的數(shù)據(jù)傳輸問題進(jìn)行研究分析，尤其是數(shù)據(jù)采集模塊與綜合處理模塊間的數(shù)據(jù)傳輸。以該電視臺(tái)衛(wèi)星地球站監(jiān)控系統(tǒng)中的500臺(tái)設(shè)備舉例，要想實(shí)現(xiàn)“一秒報(bào)警”，則意味著每一臺(tái)設(shè)備每秒要至少讀取3-5次，倘若讀取1次便生成1個(gè)數(shù)據(jù)包，則表明1秒鐘讀取數(shù)據(jù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包便高達(dá)1500-2500個(gè)；假設(shè)單臺(tái)設(shè)備讀取狀態(tài)為50字節(jié)，每秒通過流量便是73-122K。由于數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)眾多，所以會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率降低。為解決這一問題，則需要將分配至該程序設(shè)備動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)所讀取的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行一次性生成，并且集中發(fā)送到綜合處理服務(wù)器中進(jìn)行統(tǒng)一處理，進(jìn)而便可在數(shù)據(jù)流量總量不變的情況下大幅減少數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)。

（3）應(yīng)急策略。應(yīng)急策略是衛(wèi)星地球站監(jiān)控系統(tǒng)的核心，也是實(shí)現(xiàn)“一秒報(bào)警，三秒處理”的關(guān)鍵所在。首先，由報(bào)警觸發(fā)應(yīng)急策略。倘若在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常的情況下定時(shí)匹配報(bào)警信號(hào)會(huì)導(dǎo)致整體性能下降，所以，應(yīng)急策略應(yīng)當(dāng)在報(bào)警發(fā)出時(shí)匹配。其次，提前預(yù)設(shè)應(yīng)對(duì)策略優(yōu)先級(jí)。在處理報(bào)警緊急情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)自動(dòng)匹配到相應(yīng)級(jí)別的策略，并且按照優(yōu)先級(jí)從大到小匹配；最后，由于廣播電視領(lǐng)域中不同設(shè)備與信號(hào)間的耦合度較強(qiáng)，因此往往發(fā)出報(bào)警會(huì)帶來連鎖反應(yīng)，進(jìn)而帶來報(bào)警的連續(xù)性發(fā)生，所以，在應(yīng)急策略匹配方面要保證簡(jiǎn)單高效。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著廣播電視技術(shù)的不斷升級(jí)且向復(fù)雜化方向演變，傳統(tǒng)的人工操作方式早已無法適應(yīng)時(shí)代需求。衛(wèi)星地球站作為廣播電視節(jié)目信號(hào)發(fā)送與覆蓋的關(guān)鍵崗位，要采取更為先進(jìn)的技術(shù)手段應(yīng)對(duì)各種信號(hào)的攻擊與破壞，保障廣播電視的播出安全。從目前衛(wèi)星地球站的監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀來看，未來發(fā)展應(yīng)當(dāng)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展，不僅要提升監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)度與響應(yīng)時(shí)間，還要提高抗干擾技術(shù)，進(jìn)而全面保障廣播電視播出的安全性，助力我國(guó)廣播電視事業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。