广播电视监测网体系结构和传输系统

褚立强

【摘要】本文介绍了广播电视监测网任务和功能，分析了监测网的体系结构和传输系统，为同行业者提供参考和借鉴。

【关键词】广播电视监测网;体系结构;传输系统

中图分类号：TN929                                  文献标识码：A                          DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.09.013

1. 监测网的任务和功能

广播电视监测是广播电视事业建设的基础性工作;是行使广播电视政府管理职能的组成部分，是科学管理的现代化手段;是各级广播电视行政主管部门和电台技术质量评比评判的依据;是维护广播电视空中电波秩序、保护用户权益、改善广播电视覆盖效果不可或缺的手段。广播电视节目传输覆盖到那里，监测就到那里，传输覆盖的技术手段不同，监测的技术手段也不同。

监测网是由广播电视监测设备、传输设备、存储设备、数据处理设备和网络管理设备等组成的系统，完成安全监测、质量监测、内容监测三大功能。为了保证网络的可靠运行，要具有网络管理功能。

安全监测是对广播电视播出信号实时监测，及时了解广播电视的播出情况，发现未经批准播出的频率频道和有害干扰，保证广播电视的播出安全。

质量监测是通过质量监测设备监测各播出机构的各个播出环节的播出质量，及时发现停播、劣播等异态，并核查各播出单位是否按规定的指标播出。

内容监测是监听监看播出的广播电视节目，了解节目内容，核查是否按规定播出了节目。

网络管理是了解监测网的运行状况，对广播电视安全监测设备、质量监测设备、网络传输设备和电源设备等进行初始化设置，对系统的运行参数进行调整，对用户权限进行管理，进行系统软件升级等。

2. 监测网的体系结构

设计监测网的体系结构应考虑的几个方面

监测网是由不同功能的监测设备为外围设备组成的计算机网络系统，完成信号采集、编码压缩、数据处理、存储和传输等，是一个综合的业务网络系统。为保证不同设备、不同应用在同一个网络下实现互操作性，并满足业务需求，必须规定一些行为准则和定义各个部件要完成的功能，也就是说，要考虑整个网络的体系结构。在设计监测网的体系结构时应考虑以下几个方面。

需求。监测网是一个包括语音、数据和实时音视频等的综合业务网络，又是一个综合信息管理系统，要完成对广播电视安全、质量和内容的监测，支持流媒体。

结构模式。考虑业务管理的隶属关系和行政区域，采用树型结构，将监测网络划分为多个层次。尽量减少层次之间的耦合性，便于功能和网络规模的扩充。

功能分布。和结构模式一致，各层次的功能采用模块化设计，上下层之间通过定义的服务接口来实现服务和被服务关系。只要保证功能接口不变，层次内的功能可以任意调整。层次内同样采用模块化结构设计。

传输模式。现在通常用IP方式。IP支持统计复用，能提高网络带宽的利用率。一是租用电路，配置路由器等，建立自己的IP专网。二是租用运营商的传输网络。

服务质量。由于IP网络不提供服务质量保证，要保证语音、数据和实时音视频等实时业务的质量，就要合理的划分带宽、限制传输数据速率，保证实时业务的传输带宽，从而保证服务质量。

安全性。IP网络的端到端是透明的，这种特性保证了网络的通达性，但影响了网络的安全性。监测网的安全性除了建立IP专网外，还要在网络配置和软件设计方面予以考虑。

可管理性。能提供网络中所有设备的管理功能，包括对监测设备、网络设备和电源设备等，同时还包括监测业务层面的管理，如修改运行图、设定安全监测的频率范围等。

3. 监测网的三种体系结构

现在的监测网都采用树形结构，并按行政辖区划分为不同的层次。在划分层次的同时也按需求将功能分布在不同的层次。从业务和网络管理的集中性和分布性，可将监测网的划分为集中管理结构、分布管理结构、集中和分布管理相结合的结构。

3.1 集中管理结构

集中管理结构的典型代表是全国有线广播电视监测网。全国有线广播电视监测网采用三层结构。

网络第一层是总局有线电视监测中心，拥有最高的权限，能进行业务管理和网络管理，如设置全网运行参数、监控全网运行状态、处理设备故障、监看实时视频和录像内容、查询和处理质量报警等。

网络的第二层包括27个省会城市和4直辖市节点，主要作用是聚合本省的监测业务量，向总局监测中心传输。具有部分监测功能，主要是配合总局有线电视监测中心工作，如在总局授权的情况下监看实时视频、查看录像内容、查询处理质量报警等。

网络的第三层是5个计划单列市、301个地级市和2880个县的节点，为遥控采集前端，安装在有线广播电视分配网前端的输出口，进行信号采集和质量监测，由总局有线电视监测中心控制，向总局有线电视监测中心和省级监测分中心上传相关监测数据，没有报警和查询功能。

集中管理结构的优点：能集中和统一调度网络的资源，更好地协调监测业务;能及时掌握全網的运行状态。

集中管理结构缺点：管理信息汇聚到管理节点上，信息量大，对管理节点的设备和人员要求较高;管理节点发生故障会影响全网的工作;不能调动下级节点的工作积极性;对传输通道要求高。当传输通道中断后，监测信息不能上传。

3.2 分布管理结构

对应集中管理结构，下面以省市县三级监测组网结构介绍分布式管理结构。

网络的第一级是省监测中心，是全网的核心，通过设在设区市的监测站收集全省监测数据，监听监看全省播出情况，管理本级业务和设备，对下级节点的业务和设备没有管理权限。在省监测中心能了解全省的广播电视播出状况和监测网的运行情况。

网络的第二级设区市的监测站，负责监测本地播出的广播电视节目，管理本级业务和设备，并会聚本辖区的监测业务量向省监测中心传送。在市监测站，能了解全市（包括市辖县）的播出状况和本辖区设备的运行状况。

网络的第三级节点是县遥控采集站，负责本县的广播电视节目监测，汇聚本县的监测业务量向市监测站传送，可管理本级监测业务和设备，能了解本县广播电视播出情况。

分布管理结构的优点：实现分级管理，各级独立管理本级的业务和设备;各级的自主性强，能调动工作积极性;对传输通道的要求低，传输通道的中断，对监测业务的影响小;灵活性高，各级可以根据自己的要求，设定监测业务。

分布管理结构的缺点：人员投入大，各级都要有自己的管理和维护队伍;投资高，由于各级的功能完善，自成体系，系统的投入较大，且人员费用高;不便于系统的统一调度，发挥整体的优势。

3.3 集中管理和分布管理结合的结构

集中式与分布式相结合的管理结构，和分布式管理结构相比，增加如下功能：在省监测中心增加对市县业务和设备的管理功能;在市监测站增加对县级遥控采集前端的管理功能;下级节点要接受上级节点的管理。

集中式与分布式相结合的管理结构即能体现网络的整体优势，发挥各级的工作积极性，又能降低对传输通道的要求，是现在监测网的发展趋势。缺点是投资较高。

4. 传输系统

传输系统和体系结构一致，为树形结构，是采用交换机、路由器等构建的独立的IP网络，完全基于TCP/IP协议，所有监测数据均以数据包的方式传送。下面以省市县三级网络结构为例说明传输系统的设计原理。

网络采用路由器组网模式，省监测中心路由器采用22个E1接口（每个市2个E1）与地市路由器连接。省监测中心、各市监测站和县遥控采集站的设备通过以太网交换机连接到路由器。

监测网作为一个独立的IP网络设计，采用私有IP地址段，能够满足对内和对外通信需求。在设计时省监测中心和市监测站预留出与县遥控采集站的接口（县遥控采集站暂不安装），以便网络扩容。

监测网采用静态路由器设计的方法。由于监测网络业务都是省监测中心和市级监测站之间的通信业务，各市之间没有直接的通信业务，且业务和路由固定，因此采用静态路由设计的方法。在省监测中心设置1个路由器，配置到各市的各个业务网段（包括查询网段、工作站网段）的静态路由，每个业务网段需要一条静态路由。在11个市的路由器（每个市1台），配置各市到省监测中心各个业务网段（包括服务器网段、查询网段、工作站网段）的静态路由，每个业务网段需要一条静态路由。

为提高网络性能、简化网络管理、节约投资，将网络中的所有设备按功能和通信量划分为多个虚拟网络（VLAN）。

IP地址的合理规划是保证网络顺利运行和网络资源有效利用的关键。IP地址的规划应该考虑减少对各种资源（内存、CPU的处理能力以及网络带宽等）的需求、有利于IP地址空间的合理使用、优化业务流量的分布、有利于故障诊断等因素。

河北省广播电视监测网建立在SDH或DWDM网络上，选用一个B类的私有地址空间（172.16.0.0-172.16.255.255）作为全省联网使用。

（1）省市联网占用前两个C类网段（172.16.0.0-172.16.1.255）。（2）同一区域（省会监测网和各市监测站等）的IP地址连续分配。（3）市县联网占用本市IP地址的第一个C类地址。（4）省监测中心、市监测站和县采集站的不同类设备，IP地址分开，同类設备的IP地址连续分配。（5）使用子网掩码，区分不同子网。（6）为各类地址留有一定的备份。

河北省广播电视监测网传送的数据主要是实时视频和音频数据，用VLAN划分逻辑子网，可以将大量的广播数据流量限制在子网内部。但是子网间的互通必须经过必要的路由处理，这样既保证了安全、减少了广播信息流量又有利于地址管理。

河北省广播电视监测网所有设备位置固定，在省监测中心、省会监测系统和各市监测站都采用24端口的三层交换机，交换机通过100M/1000M端口和路由器连接，适合采用基于端口方式划分VLAN。根据不同的业务类型和业务流量，将系统内的监测设备划分为若干VLAN，同一VLAN的端口可以互换，不同VLAN之间的端口不能互换。

5.结束语

综上所述，广播电视监测网承担广播电视政府管理的重要职责，为广播电视行业发展提供了关键指导作用，是维护广播电视行业安全播出的不可或缺的手段。设计合理的监测网体系结构可以为省级监测中心节约成本，提升监测网性能，提高管理水平，更好的为广播电视监管机构提供服务。