卫星地球站智慧运维平台建设

拜娟娟

（河南广播电视台卫星传输中心，河南 郑州 450000）

0 引 言

为了贯彻落实国家新发展理念和高质量发展战略要求，国家广播电视总局积极推进“智慧广电建设”。根据国家广播电视总局62 号令中关于卫星地球站的相关运维要求可知，卫星传输系统的安全性和可靠性要求极高。作为重要的广播电视传输覆盖单位，卫星地球站不断迎接高速发展的数字化、信息化、智能化时代带来的挑战，需紧跟时代发展步伐，积极探索地球站智慧化运维平台的建设[1]。卫星传输系统具有结构复杂、设备集成度高、链接节点众多、运行数据量大等特征，会增大故障排查难度，加大工作难度和频度，且不利于快速准确排查到故障点和及时处理故障，从而严重影响系统的稳定运行。因此，组建一套设备自动化程度高、系统运行状态监测实时性强、故障点分析判断准确、故障告警及时、故障自动处理响应速度快、整体运维管理智能性强的卫星地球站智慧运维平台很有必要。

1 卫星地球站智慧运维平台建设目标

卫星地球站传输的业务覆盖范围广、影响面积大，对传输设备和系统的运行稳定性和维护等级要求较高。一旦因为运行稳定性不够、维护不力、故障排除不及时等问题造成节目劣播、错播、停播等情况出现，将会形成大面积的恶劣影响，造成巨大的经济损失[2]。以保障地球站运行智能化为导向，以高新技术为支撑，以所在地球站实际情况为基准，建设一套标准化、一体化、数字化、网络化、智能化的智慧运维平台十分必要。

该平台可从卫星传输设备和系统运行层面实现系统运行状态自动化收集、自动巡检、故障预测预警智能化、故障准确定位和自愈等功能；从卫星传输设备和系统维护层面，可实现自动抄表、定期自检、智能决策、远程监控等功能；从卫星地球站运维管理层面，可实现设备业务标准化、流程规范化、人员专业化、管理移动化等效果，从而加强卫星地球站运维和安全传输保障的能力，为安全播出提供强有力的技术支撑。

2 卫星地球站智慧运维平台总体设计

从底层逻辑出发，智慧运维平台总体设计主要包含物理层、信息层、网络层、管控层及显示层，从设备自动切换、设备运行数据在线采集、链路系统运行情况监管、数据流标准化检测，到分类监控、统一显示管理，全面实现上行传输业务的自动化、数字化、网络化，完成卫星地球站的智慧运行，借助智能化的设备和工具，实现卫星地球站的智慧维护[3]。

物理层主要实现全链路的自动切换，从关键设备到系统均能实现自动化切换和远程控制功能。信息层主要完成对DS3、ASI、L 波段、信源码流、频谱等信号的采集、分析、监测和管理。网络层的主要任务是将从设备和系统采集来的数据信息以IP数据流的形式汇集到专属服务器进行整理、分析和存储等处理后，形成化统一、标准和规范的数据信息，便于实现对设备和系统的远程管控。管控层主要完成对台站整体的智能管控，主要对上行播出、监测管控、动环、供配电、模拟演练培训和媒资料管理等各个系统进行管控，将管理任务细化到子系统，便于实现精准管理。显示层主要用于对监控数据的可视化展示、视音频监测对象的实时呈现、管控界面的实时展示等方面[4]。

3 卫星地球站智慧运维平台具体实现

卫星地球站技术系统由信号源、上行传输、天馈线、信号监测、动环及辅助等系统组成，涉及的设备种类繁多，衔接环节众多，运维工作繁重。一旦运维不力，造成的后果极其严重。建设重点在完成设备和系统运行的智能化设计、维护管理的智能化建设两个方面。智慧运维平台的实现由全链路自动化系统、综合监测系统、网管系统和数字化运维管理系统等四个方面统一完成，各部分之间既相互独立又有机统一。

3.1 全链路自动化系统

全链路自动化系统从底层逻辑实现运维对象的自动化，主要在上行播出系统和供配电系统中实现自动化，是智慧运行的硬件基础[5]。

在上行播出系统中，通过对适配器、复用器、调制器、上变频器、高功放及天线等关键播出设备，以及信源、中频、波导等切换开关的参数配置，实现单机出现问题时能自动切换至备用设备且正常运行。此外，上行传输系统采用双系统双链路，即1 ∶4 的链路设计方案，通过系统切换可真正实现1 ∶4 的全链路自动切换。而在供配电系统中，两路外电可以实现自动切换，关键设备和系统的供电可通过静态切换开关实现自动切换，主备不间断电源（Uninterrupted Power Supply，UPS）供配电系统也可自动切换。

3.2 综合监测系统

综合监测系统的重点在于全链路和多维度监测，是运维数据采集的重要环节。该系统通过对卫星传输全链路各个环节的监听监看，对关键设备及系统运行状态的实时监测，实现自动侦测异常，智能定位故障点，自动记录故障信息、自动处理和存储视音频数据，及时触发告警。具体实现是通过同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）环网监测、视音频信号多画面监测、信号调度监测和功率自动增益监测等系统一起完成全链路数据采集、监测与预警。各种监测系统在逻辑上相互关联，功能上相互补充、互为备份。

3.2.1 SDH 环网监测

目前，卫星地球站的节目信号多采用SDH 光纤环网完成传输。建立SDH 环网监测，能实时监看环网线路通断及光端机运行情况，及时给出相应的告警，确保信号源能通过安全的传输线路传输至卫星地球站。

3.2.2 视音频多画面监测

视音频多画面监测使用BHA31 和BHQP41两块监测板卡、四台专属服务器、一台千兆交换机、视音频解码器、大屏显示器等硬件设备和一套TrinityAres 软件，形成一套TrinityAres 多画面监测系统。该系统可以对13 路ASI 信号、15 路QPSK信号和1 路频谱仪VGA 信号进行可视化监听监看。同时，该系统支持码流表格深度解析、数据广播和EPC信号解析，具有总带宽、空包率、有效带宽、PID 带宽统计等功能，可对TS 流进行TR101-290三级错误监测及告警，实现了画面静帧、黑场、视频丢失、视频解码异常、音频解码异常等检测功能。

3.2.3 信号调度监测

信号调度系统采用16×4 矩阵和13×3 矩阵完成对11 路L-Band 信号和13 路ASI 信号的监测调度。该系统将所监测的信号通过视音频解码器按需分配给大电视墙主监视器、监听音响、码流分析仪和频谱分析仪，可监听监看任意节点的视音频信号，还可为频谱仪选择监测信号。同时，频谱仪的监测信息也会送入博汇监测系统。

3.2.4 功率自动增益系统

为有效降低非法干扰，广播电视卫星地球站均配备功率自动增益系统，主要通过自动及时的功率提升实现抗干扰的效果。该系统通过监测高功放实时运行参数、异地接收载噪比和自环载噪比情况，判断是否有干扰。一旦载噪比异常，将立即提升功率来排除干扰。

3.3 网管系统

网管系统主要对上行链路中的每个节点、设备状态和信号流程，供配电系统实时运行情况，及机房环境实现全面监测和管控，具有高度集成化、全链路监控自动化和故障处理智能化的特点。该系统采用数字化网络传输结构，以IP 流的形式，将每台设备的参数、运行状态、控制状态和告警信息等，通过网管交换机送至网管服务器进行统一汇总，最终通过网管管理软件实现人机交互、数据显示、日常监测、故障判断及告警、故障自动处理和设备远程控制等功能。其中，管理软件的显示主界面共划分为以下三个功能区。

（1）上行链路监测控制区，主要完成上行全链路的监测和自动化控制操作。上行链路采用双路双系统交叉式链路设计，实现了多路信号源切换、中频设备交叉链接、主备链路各环节设备自动切换、主备系统自动切换（未使用）等功能。尤其是遇到链路上出现交叉故障，系统能瞬间完成切换，排除故障。上行链路的信号流程指示采用信号流程图来完成，运用不同色彩区分设备运行状态，运用不同的告警声音区分告警级别。

（2）信息显示区，主要完成对市电、UPS 电源、机房环境和同转发器频谱信号的实时动态监测，一旦发现异常，及时告警并处理，还可对上行链路各设备参数进行远程控制，远程完成查看、记录和修改等基本操作。

（3）告警信息记录区，主要完成告警信息的记录、查询和存储。通过对故障信息查询，可以有效缩短故障排查和修复的时间。同时，也为日后设备维护检修提供了详尽的资料。此外，告警信息可同步抄送至指定人员手机，使其可随时随地知悉故障情况。

3.4 数字化运维管理系统

数字化运维管理系统侧重于维护管理，本着节约、好用、易实现的原则，借助强大的钉钉企业版平台，通过深度挖掘钉钉模块功能，实现掌上智慧化的运维功能。具体包含：掌上交接班功能，可充分划分交接班责任，远程查询交接班情况；定制检修卡功能，能实现定时定人接收检修任务，使业务落实到人；水印相机巡检机功能，能使巡检机结果带有个人专属水印，确保巡检机制度落实到人；远程检修功能，能实现远距离实时检修指导，确保及时完成检修；检修记录智能统计存储功能，交接班提交的日常运行数据、检修维护的记录数据和技术操作手册电子数据等可分类实现云存储。

4 结 语

卫星地球站智慧运维平台建设有效解决了运维过程的痛点问题，有效提升了卫星传输系统的运维能力和管理水平，大大提高了卫星地球站的安全播出水平，为全面实现“智慧广电”做出了一份贡献。