IP 播控平台的设计与实施

一、引言

随着IP技术在数字电视领域的不断深入，全IP化的信号传输模式已开始被广电系统、电信运营商所运用。与传统ASI传输方式相比，IP传输方式打破了传统数字电视点对点的ASI信号连接方式，可实现信号流任意复制、灵活调度、多点对多点的连接模式，集成度也大大提高。广西广电网络在提高IP播控平台可靠性和稳定性方面进行了多次积极的尝试，最终形成本方案设计，并取得了较好的实施效果。 

二、系统设计总体架构

总计架构构想是从区总前端至分前端设计了一系列的技术手段与检测切换机制，最终形成了现有的多节点智能化IP播控平台。多节点主要体现在从区总前端信源接收、复用加扰、传输网络至分前端IPQAM设备等所有环节无单点隐患；智能化主要体现在对区前端双信源的接收处理以及区前端复用加扰、分前端IPQAM等关键节点都实现了自动检测、自动主备切换。正是由于从信源双路接收，OTN+SDH双路传输等方式综合利用，信源和设备自动切换，大大保障了数字电视平台的播出安全。具体架构包括：

（一）区数字电视总平台，市、县分公司数字电视分平台和柳州灾备平台及传输干线网。

（二）区总平台是一个功能完备的数字电视系统（复用加扰、CA、数据广播、EPG、BOSS等），提供公共数字电视和广播、数据广播、股票、NVOD等业务，同时完成公共数字电视和广播业务加扰。

（三）市分平台接收总平台的下传节目， 插入本地电视（广播）节目，有CA系统，可以对本地节目加扰。有 EPG、数据广播系统，本地节目、数据广播还下传到所辖县。 

（四）县分平台接收区总平台和市平台的下传节目，在市下传的TS152中加入本地电视（广播）节目。

（五）在广西柳州市建设灾备平台，通过10GSDH网络传送九个基本流节目（中央、广西、其他省台卫星节目）。

三、IP转换的技术方案

广西广电网络IP播控平台在建设中充分利用现有DS3前端资源，将区前端信源、柳州备份前端信源以及中星9号卫星备份信源进行整合，融合成一整套以IP交换技术进行调度的多业务智能化IP播控系统。通过充分利用原有资源进行适当的升级改造，避免了重复建设。

IP播控平台以区公司为总前端、市县公司为分前端。主要改造情况如下：1.在区（省）总前端信源方面，将各系统信源的整合后实现绝大部份节目双路信源接收，针对中央和广西等重要级别节目还引入嵌入式监测切换一体化设备，实现了对主备节目源PID毫秒级切换，可以根据单个PID带宽、码流同步状态自动检测切换。针对中央3、5、6、8等来源加扰的付费节目还可以根据信源加扰状态自动检测切换。2.通过对中星9直播卫星信源格式变换以及兼容性改造作为热备信源，实现与现有系统无缝切换，解决了因日凌造成节目播出中断的问题。3.通过对整体方案优化设计，实现区（省）总前端信源双路接收、毫秒级自动检测切换，双路播出设备1+1冗余备份秒级切换。4.市县各分前端借助全区波分（OTN）、SDH网络双链路实现对总前端AB双路信号自动检测、毫秒级切换。整个播出系统从总前端至分前端无单点故障隐患。

（一）区前端系统架构

IP播控平台区前端作为全广西的数字电视总前端从信源接收、核心交换、复用加扰全部实现双信源、双链接播出，从源头上确保了信号播出的安全。具体架构设计如下图：

信源部份：设计采用主备两套卫星接收设备，卫星接收机直接输出IP组播信号，采用IGMP V3组播协议。主备卫星机使用不同的组播源地址，例如：主卫星接收设备使用10.1.17.1源地址，备卫星接收设备使用10.1.17.2源地址，两套卫星接收设备节目相同但源地址不同。所有卫星接收设备具备双输出端口，每台接收机可同时输出两路相同组播信号分别进入主备核心交换机。信源做到了节目源的双路接收。对于中央和广西等重要的电视节目信源，由于旧平台存在两路以上ASI信源，则直接利用ASI信源，增加信源PID检测功能，根据信号状态自动切换。最终所有信源转换后双路IP组播信号进入交换机。

核心交换：主备核心交换设备采用华为CE12808高端数据中心交换机。每台核心交换机都接收信源设备送入的不同源地址的主备节目信号。为了保障信号安全可靠，将信源汇聚与复用输出信号分别划分在不同VLAN进行组播隔离。两台核心交换设备配置相同，信号相同，但互相独立，做到核心交换1+1备份。核心交换作用主要是：1、所有输入主备信源汇聚，并将信源提供给各业务设备。2、复用加扰后信号的汇聚，并将复用信号采用静态组播出强推至波分设备进行业务下传。

复用加扰：复用加扰设备的组网设计是实现前端智能切换重要的环节之一。广西广电前端采用了美国哈雷的Prostream9000复用加扰设备，复用设备间采用1+1备份方式，实现设备间自动切换；每台设备双路输入端口配置成冗余备份。并且创新思路利用端口镜像功能实现双端口同时输出，两个端口输出信号完全一致，分别进入主备两台交换机；主备交换机再将信号分别送入OTN两个不同端口进行上传输，避免出现单点故障。

（二）市县分前端系统架构

市县前端作为数字电视分前端分别从OTN接收区总前端主备两路信号，同时从10G SDH网络接收柳州备份前端信号（区总前端异地备份信号），最终实现3路信号的切换播出。具体实现方式如下图：

交换机: 主备两台交换设备分别从OTN不同输出端口接收信号，并将信号再送入IPQAM的不同端口。两交换机配置相同，信号相同，但互相独立，做到交换机1+1备份。

IPQAM:IPQAM分别从不同的端口接收来自主备OTN的信号，并且还要接收从10G SDH网络接收柳州备份前端信号，通过IPQAM对组播信号检测以及自动切换，实现3路信号的智能切换播出。

（三）项目执行中产生的关键技术

1.双热式架构设计

IP播控平台组网方面，从信源接收直至分前端整个链路双热式设计，在复用加扰、IPQAM等关键节目还可以实现双路信源自动检测切换。双路信源自动检测切换，切换时间小于1秒。为全区数字电视的安全播出工作提供强有力的保障。

2.通过波分（OTN）、SDH双链路实现从区（省）总前端至市县各分前端传输链路的1：1热备份

IP播控平台主要依赖OTN网络进行传输，广西广电柳州备份前端2007建设完成后使用至今，系统运行稳定、安全、可靠。为全广西有线数字电视的安全播出提供了重要保障。为了更好后发挥柳州备份平台作用，将柳州平台复用流信号进行IP化处理，并通过SDH网络下传至各分公司，以对OTN网络及区前端进行备份。当OTN网络出现双断或其它故障，分前端IPQAM设备会自动切换至柳州备份前端信号进行播出，切换时间小于1秒。实现备份切换方式多样化，提高了播出的质量。

3.针对加密节目信源引入码流加扰监测及自动切换技术

前端接收的很多信源，比如CCTV3、5、6、8、9等加密节目信源，经常因为CAM解密卡解密失败等原因，出现播出码流正常而图像解不开的问题。经多次监测分析发现是由于卫星接收CAM卡解扰失效，造成节目加扰不能正常解码。市场上绝大多数码流监测设备只根据TR101 290标准监测码流一、二、三级告警等参数设计，无法对节目加扰状态进行监控。系统改造后集成的监测切换设备增加对信源码流加扰状态进行智能监控切换功能，切换时间小于＜1秒。

4.改进监测手段、实现信号PID级别智能监测切换

由于平台大多数信源都存在两个路由，因此如何对信源进行智能检测切换是保障安全播出的首要问题。在前端引入TS301自动检测及智能切换设备。此设备将检测与切换功能集成于一体，可实现主、备信号进入后根据自定义设置条件，智能切换输出。目前选型的设备监测与切换功能集成于一块可热插拔板卡，拔出板卡及断电输出端口直通，板卡结构简单可靠，功能上可实现：（1）码流信号丢失自动切换，（2）码流同步丢失自动切换，（3）视、音频PID以及表格PID丢失自动切换，（4）MPTS中单个节目的节目替换，（5）PID解扰失败自动切换，（6）监控门限信号故障时，监测及自动切换时间小于＜1秒。大大增强了前端信号播出安全及不中断播出。

四、技术方案实施

多节点智能化IP播控平台以区公司为总前端、市县公司为分前端。主要改造情况如下：

（一）在区（省）总前端信源方面，将各系统信源的整合后实现绝大部份节目双路信源接收，针对中央和广西等重要级别节目还引入嵌入式监测切换一体化设备，实现了对主备节目源PID毫秒级切换，可以根据单个PID带宽、码流同步状态自动检测切换。针对中央3、5、6、8等来源加扰的付费节目还可以根据信源加扰状态自动检测切换。

（二）通过对整体方案优化设计，实现区（省）总前端信源双路接收、毫秒级自动检测切换，双路播出设备1+1冗余备份秒级切换。

（三）市县各分前端借助全区波分（OTN）、SDH网络双链路实现对总前端AB双路信号自动检测、毫秒级切换。整个播出系统从总前端至分前端无单点故障隐患。

（四）前端系统故障应急方面：当区前端主路信号或设备出现故障时，信号立即切换到备份信号播出，然后再进行故障排查，极大地减少了停播事故，实现了全广西数字电视无间断的播出。

（五）日常检修维护方面：在进行系统优化、系统设备维护时，可先将信号切换到备份设备或信号播出，实现系统检修节目不中断播出，极大地方便了总前端或分前端对系统设备的检修维护。

五.、应用情况及成果

广西广电网络数字电视前端IP信源播出调度系统建成后，不仅为广西数字电视播出和传输提供了安全、稳定、可靠的信号源，也为媒资平台、双向VOD平台、全媒体业务平台等提供了可靠信号来源，并且广西全省的“村村通”、“西新工程”、无线发射台站、农村有线广播电视等都已将广西有线数字电视平台的信号源作为主用信号源，为全广西的有线电视安全播出作出了贡献。

本文来源：http://www.zzqklm.com/w/xf/9501.html 《视听》