数字电视地面广播时代的到来带来了许多技术挑战。其中之一就是进行中的各广播设施自身应对挑战而进行的转变—转变的目的是为了支持各种广泛的新业务,其中包括数字电视、数字广播以及新兴的移动电视。此潜在的广播业务的爆炸式增长对广播网络的性能、效率以及扩展性都提出了新的要求,特别是考虑到技术平台的多样性以及数字信号带来的复杂性增加。
如今,世界上绝大多数的地面电视发射台站都是无人值守的。内容的收录、分发及传输发射都使用了先进的智能网络技术,可以覆盖整个国家。与演播室自动系统形成对应,网络自动系统涉及远程监控,操控及管理分布面较广的传输发射台站。以尽可能高效率的方式确保最高的服务可用性是广播网络中的关键要素。
自动网络系统的主要目标之一是使各无人值守发射台站基本上实现自行运转。这取决于内置的弹性设计及站点设备冗余,包括发射机和输入流,特别是发电系统。每个站点还需要针对日常运转具备足够的智能和本地控制,以便能自动应付一些微小的故障,无需外部干预。
尽管如此,还是会出现一些超出各站点自行处理能力的故障,这就需要由先进的网络运营中心(NOC)来解决,后者的极端重要性也就不言而喻了。NOC与各发射站点之间都具备通讯联系,它能持续不断地监控网络中开展的所有业务的状态,并对任何告警作出反应。理想状况是,大多数故障都是由NOC操作人员远程进行处理,这样可将服务中断的概率降低到最小。就Broadcast Australia的传输网而言,有约80%的故障可以在NOC中进行远程设备重设方便、快速地予以解决。这能快速地恢复服务,同时无需派遣技术人员去现场。
把脉
对于任何发射站点而言,一些与各项服务有关的关键参数以及整个站点的工作状态都可正常得到监控。这些包括输入信号和设备(如卫星/微波链路或发送接收机。转发器),发射机及相关的辅助设备(如调制器和激励器),天线系统,环境控制设备(如空调)以及电源。
典型自动网络的常见“四肢”是一组自动检测记录传导单元(RTU),安装于广播发射站点内。借助适当的内置智能,RTU可自动建立与NOC之间的联系以便对针对特定设备的故障给出告警,发送电压脉冲指示状态。这些简单的“接点闭合”式告警对于发布故障非常有效。
尽管如此,数字广播系统具有较模拟系统更高的复杂性,要求更先进的远程监控和诊断功能。在IT和电信业得到广泛使用的简单网络管理协议(SNMP)现在也在广播网络自动系统的建设中得到了广泛的应用。SNMP 较之传统的接点闭合式监控技术能提供更大量的专用的详细信息。
SNMP的引入也是数字广播网络自动化建设中的一个重大挑战。尽管SNMP具有出色的诊断能力,但它却不如主要告警系统那样实用,因为它提供的信息实在过多。
例如,一台发射机可能会产生5个接点闭合告警和1200个SNMP告警信息。如果将后者左右主告警系统的话,NOC的操作人员会因为告警信息过多而难以隔离出根本问题。最适用的解决方案是将接点闭合告警用来简明地判断主要故障,并在一些需要附加数据的情况下辅之以SNMP信息进行诊断。
发挥SNMP的作用
然而,随着数字化进程的加快,一些设备制造商在新开发的设备中正越来越多地将SNMP联接作为唯一的通讯手段。这也意味着网络拥有者需要开发能有效地使用SNMP作为主告警系统的方式。面临的一个挑战是:找出问题的根源。
另外,SNMP带来的大量数据信息—无论是用来诊断,还是告警或形势分析,都要求宽带网络,而这并不是每一个远程站点都具备的。而且,这种要求高速、大吞吐量数据传输网络的要求也并非是广播行业的一项独特要求。就全球来看,数字化升级改造都为现有的基础设施造成了更大的压力。
当然,在验证输入数字码流是否符合要求的指标时,SNMP证明非常管用。使用数字视频广播(DVB)平台的地方,就会使用ETR 290标准,它是DVB系统测量的指针,列出了测量技术和数字信号的公差。监控的典型参数包括信号的可解出能力,传送与时间信息,以及引用数据如音频/视频缓存等。
总之,对于数字信号,若想获得与模拟信号同等的监控水平和“质量保证”,对它的检测或告警点量就要达到模拟的四倍。对模拟系统的监控可使用简单的接点闭合告警方式实现,但对于数字信号来说,参数过多,且需要在动态环境下详尽诊断,造成用SNMP监控数字系统的高复杂性。
多频道电视广播服务的可靠运营的关键是对数字传输流的检测。数字复用传输流中还包含了有关视音频的一些元数据信息,这些信息被接收机/机顶盒用来解码信号(或其他用途)。这些数据要是发生任何差错都会使服务不可用,并可能干扰到复用中其他数字电视服务。因此,对复用输出码流以及各个输入码流进行监视,以便帮助确定是否站点内部发生了故障,或是否故障发生在上载阶段(如故障产生于源头、播出、微波链路、电信链路或卫星),是极端重要的。
Shared not squared
由于数字广播的频谱效率问题,广播行业正越来越多地使用复用系统及共享架构。这便要求在改变原有“一个频道,一个传输网”模式的过程中,广播机构之间应建立协作和合作关系。理想的局面是全国通用一个数字广播基础设施,这样的基础设施可以是由广播机构协会运作,如目前一些亚洲国家和地区广播机构的运作方式,也可以由一个独立的广播服务提供商运作。这样做可以实现因部署数字业务而产生的资金投入由各广播机构共担。
通用广播基础设施的做法也为构建通用网络自动系统创造了条件。这不仅从资本支出角度来看可行,不可否认从运营成本的角度来看同样是最有效的。这样做的一个挑战是要构建一个管理/软件平台架构,它结合了多种广播技术—模拟电视和广播、数字电视和广播、移动电视等等。这样的平台构建好后,应可用一个NOC来监控由多家不同内容提供商的各异的服务。
这包含了复用。复用技术的运用不可否认是推动行业转向共享数字基础设施的主要因素之一,因为它总是牵涉到将来自不同内容提供商的节目拼接在一起。而且,随着移动电视业务的迅速兴起,这一趋势有可能随着信号复杂度和复用频道数量的增加而加快。这就进一步增加了在复用前监视输入信号进行验证和检测的重要性。将MUX(复用)监控功能集成入网络自动系统内,能取得可能的最大的效率。MUX也因此成为通用广播基础设施自然组成部分。
事实上,网络自动系统的覆盖范围甚至可以超越国界。系统构建好后,即可方便地进行扩展以便支持发射更多增加的服务—无论是这些增加的服务来自邻近省份,还是来自邻国。任何具备某类通讯联系的发射站点都可由一个NOC监控。一旦这种通讯联系建立起来,则任何功能或业务集成入自动网络系统就会简单到针对性开发一个软件用户操作界面即可的程度。
隔离、检查、解决
网络管理软件对于任何起作用的网络自动系统而言都是一个关键要素,其也对操作人员的快速隔离故障的能力产生影响。这意味着需要对告警信息进行过滤以便帮助操作人员解译,要求时允许对对系统进行进一步的检查。相似地,辅助性的故障管理系统对于快速排除故障同样关键,这可能包括与现场技术人员的联络,或向内容提供商提供服务信息等。互联网在其中也发挥着自己的作用,提供对系统内部的可见度和信息存取。
利用各种现成的IT工具,广播网络自动系统真正提供了一种成本有效的网络管理,同时实现了网络可用性的最大化。在此举一例。Broadcast Australia的网络传送约1600项服务,拥有600个发射站点,每天一般要产生200个告警,其中的大部分都是些微小的,几乎不要求干预的故障。出现严酷天气状况时一个小时内就可能产生1000个告警。这些告警由三个在NOC值班的工作人处理,约100名技术人员随时待命,处理那些要求到现场处理的告警。而在10年前,我们传送的服务只有1100项,告警数也少得多,但却有800名技术人员随时待命。传输网络的播出服务可用性从未像现在这样高。
从平台和股东的多样性,到数字技术革命,广播业正在进行一场深刻的变革。毫无疑问,网络自动化正处于演进中,