安全监测系统技术方案

安全监测系统技术方案

CNTV安全监控系统

技术建议书

赛特斯网络科技有限责任公司

09

目录

第一章项目背景.................................................错误!未定义书签。

1.1系统概述...................................................错误侏定义书签。

1.2播控平台面临的问题.........................................错误味定义书签.

1.3建设目标...................................................错误味定义书签。

第二章系统总体方案.............................................错误!未定义书签。

2.1需求分析...................................................错误!未定义书签。

24」集成播控总平台.............................................错误1未定义书签。

2.1.2省级集成播控分平台.........................................错误!未定义书签。

2」.3电信网络分发平台...........................................错误1未定义书签。

2.2总体架构...................................................错误!未定义书签。

2.2」数据处理层.................................................错误!未定义书签。

222数据展现层.................................................错误1未定义书签。

第三章分级码流质量监控.........................................错误味定义书签。

3.1功能需求...................................................错误!未定义书签。

3.2功能特征...................................................错误味定义书签。

3.3指标参数...................................................错误!未定义书签。

第四章播控平台管理.............................................错误!未定义书签。

4.1拓扑管理...................................................错误!未定义书签。

4.2网元管理...................................................错误味定义书签。

4.3配置管理...................................................错误!未定义书签。

4.4机房管理...................................................错误!未定义书签。

4.5数据库监控.................................................错误!未定义书签。

4.6中间件监控.................................................错误味定义书签。

第五章离线视频分析.............................................错误味定义书签。

5.1容器检测...................................................错误味定义书签。

5.2视频检测...................................................错误味定义书签。

5.3音频检测...................................................错误味定义书签。

第六章多画面分割显示...........................................错误味定义书签。

6.1视音频层监测...............................................错误味定义书签。

6.2多画面显示功能.............................................错误!未定义书签。

6.3多画面报警方式.............................................错误味定义书签。

6.4屏幕防灼伤功能（可选）.....................................错误!未定义书签。

6.5故障画面自动恢复功能.......................................错误味定义书签。

第七章安全管理.................................................错误味定义书签。

7.1角色管理...................................................错误!未定义书签。

7.2用户管理...................................................错误味定义书签。

7.3用户组管理.................................................错误!未定义书签。

7.4权限管理...................................................错误!未定义书签。

7.5用户行为控制...............................................错误味定义书签。

7.6系统日志管理...............................................错误侏定义书签。

7.7在线用户监控...............................................错误!未定义书签。

第八章系统管理.................................................错误!未定义书签。

8.1监控范围...................................................错误!未定义书签。

8.2主要功能...................................................错误!未定义书签。

8.3系统软件的监控管理.........................................错误味定义书签。

8.4健康检查报告...............................................错误!未定义书签。

8.5系统数据保障...............................................错误味定义书签。

8.6采集任务设置...............................................错误!未定义书签。

8.7数据采集监控...............................................错误!未定义书签o

8.8扩展功能要求...............................................错误!未定义书签。

第九章系统对外接口.............................................错误!未定义书签。

8.1用户操作维护界面...........................................错误侏定义书签。

8.2综合告警平台接口...........................................错误!未定义书签。

8.3北向接口...................................................错误味定义书签。

8.4通用标准接口...............................................错误味定义书签。

第十章主要设备清单.............................................错误!未定义书签。

第十一章系统特点...............................................错误味定义书签。

8.1接口标准性、一致性.........................................错误!未定义书签。

8.2开放性、灵活性.............................................错误侏定义书签。

8.3模块化、兼容性.............................................错误味定义书签。

8.4可用性、容错性、可靠性.....................................错误!未定义书签。

8.5集中式报警发布与控制.......................................错误!未定义书签。

8.6系统支持RAID存储方式......................................错误!未定义书签。

第一章项目背景

1.1系统概述

IPTV、作为一种集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数

字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。在其发展上，广电行业具有包括内容、网络等

多方面的优势。而且，广电行业对保障电视前端的播出质量及在音视频用户体验质量

(qualityofexperience,QOE)方面，更具有丰富的经验，而这也是iptv业务得以成功发展

和推广的关键所在。

安全监控系统能够有效的保证IPTV的安全播出，她是广电的一条重要的生命线。同

时伴随广电IPTV的大力发展，如何全面的保障IPTV前端的安全播出，为IPTV的推广打

造稳定、安全的大后方，成为每一个广电IPTV运营人必须面正确难题。而IPTV前端的监

控系统，作为前端人员的“眼睛”，在保障前端安全播出的过程中扮演着最重要的角色。但

由网络设施、协议和业务的复杂性，广电运营商在日常的前端监控、维护工作中面临许多新

的问题。

以CNTV播控前端为代表，互动IPTV前端主要包括节目采集、编码和业务平台3个

部分。

•节目采集部分

CNTVIPTV前端的信号源往往来自至经过严格内容监控及审核的模拟或数字电视前

端或拥有相关资质的内容提供商，CNTV的IPTV前端不同于互联网上的网络电视，其节

目内容安全需得到严格有效的保障。以CNTV前端为例，其直播节目源来自于已建立完善

的内容及传输安全保障体系的CCTV前端，而点播节目的采集及各种互动业务的内容来自

于其它的媒体中心。其节目源的可靠性和合法性有着强有力的保障，可是编解码和格式转

换后的视频质量变化是节目采集部分的一大难点，赛特斯的离线分析系统模块有效的解决

了这一难题。

・编码部分

根据IPTV当前的编码技术的发展和已公布的编码标准来看，能够适合码流在

2~4Mbit/S,同时，同时又能保证DVD以上的图像质量，比较好的标准有MPEG-4、H.264、

VC-1和AVS几种。当前提供的响应产品支持较全的是MPEG-4和H.264。编码器是决定

IPTV信号质量的最为重要的部分，其编码质量的好坏直接影响用户的体验。

CNTV的IPTV前端经过其编码器将数字前端ASI信号编码为H.264信号，视频信号

压缩至3.8Mbit/S左右，即使经过40寸以上的大电视进行检测，也能保持良好的图像质量。

赛特斯的多画面监测模块和多级质量监测模块提供了对编码后的视频流综合监测的最有效

的手段。

•互动业务平台

IPTV互动业务平台是整个IPTV前端的核心，一个成熟的IPTV互动前端，必须有一

个安全的、稳定的互动业务平台为终端用户提供包括直播电视、音视频点播及各种灵活丰

富的应用，这也是这个IPTV前端在用户体验方面是否区分于传统的模拟、数字电视的关键。

在实际运用上，CNTV采用全球领先的UT斯达康的解决方案，使用运行在通用硬件设备

上的一整套UT斯达康软件组件进行系统管理，并根据CNTV的实际情况开发集成业务，

再经过运营商的IP网络进行分发，以实现交互式数字电视服务，给用户提供多种高质量业

务服务。

在IPTV节目监控方面，IPTV前端需要对多路直播节目音视频进行终端24H监控。除

此之外，由于IPTV可能会提供了多种包括点播、DVR、PIP,网页浏览、互动游戏等多种

服务，其所需的业务监控同样必不可少。以CNTV前端为例，要达到快速发现、快速解决

的要求，不但要在终端设置监控子系统，更需要对整个前端进行监控，包括如下方面：

•编码器输出信号质量

•互动平台各服务器的应用状态及服务器之间的网络通信

•整个前端互动平台与编码器之间的网络通信

•用户端的节目播出质量

1.2播控平台面临的问题

•责任划分

现有业务流如下：

直播直播直播

中央集成播控总平台------>地方集成播控总平台------>电信运营商平台------>用户终端

图1-1播控平台业务流

由于在传送的过程中，没有对信号监控的中间环节，用户发现信号有问题，将向电信

提出投诉，电信接到投诉后会直接反诉CNTV,可是根据实际情况来看，并不是所有问题

均出现在信源侧，因此需要码流监控系统对各分级信号进行监控，若接到投诉，可根据监

控数据与电信方面进行沟通解决。

•信号源监控

现有的信源监控手段为经过安排工作人员进行人工监看，缺点在于监控的频道较多，

不能第一时间发现问题。且当前部分信源以IP形式从外部引入，该部分的信源不能接入到

现有的监控大屏，不能第一时间发现信源故障问题。

•编码器监控

当前直播编码器的网管系统支持的报警方式为设备层的报警，若编码器设备未出现故

障，但对于信源的编码出现的问题则无法报警。该问题直接导致不能第一时间发现并解决

信号类故障。

・回传监控

当前对于回传信号的监看主要经过人工轮询的方式，经过技术人员手动调节机顶盒的遥控

机器来监测各个地方的回传信号，此方式费时费力且不能及时发现故障，也不能及时处理

相关问题。

赛特斯的安全监控系统在对以上各节点的有力监控的同时，还能快速准确地发现前端

的故障点，保证系统的安全运行。解决方案针对IPTV前端系统的组件结构复杂，涉及的服

务机器、硬盘阵列众多，若发生服务器服务进程故障、数据库故障等软件故障，难以像模

拟、数字前端一样迅速发现处理的现实，提出了IPTV质量平均意见得分（MOS）,综合评

估IPTV播出环节的状态和当前状态所能造成的影响。同时又由于播控前端对局域网的稳定

性依赖度很高、以太网自身具有一定的限制，要在其上传输时延和抖动比较敏感的电视业

务，还必须对前端网络链路采取严格的技术监控，从而满足电视图像实时、高质量的要求。

1.3建设目标

・提供报警数据发布和测量数据的存储，在不同的业务平台上提供数据记录；当播出异

常，

经过系统提供的不同业务平台监测点的数据，快速判断故障点。

•经过对直播信号早中央级播出平台的监测，从码流ES编码层面、ES图像质量层面、

TS码流层面、MDI传输质量层面，保障信号播出的安全、质量，同时也对IP通道的质量

进行监测保证。同时可将省平台监测的数据和中央播出平台的监测数据进行对比，以了解

各个分平台运行状况，并提出指导意义。

•建立基于全IP化得多画面监看系统，对大屏的播出节目监看，同时根据业务的需要，

对各地回传的节目进行轮询监看。

网管系统，信号统一平台的开发，能够分为不同的子系统，最终的目的是保证整个播出平

台的优质运营，及时发现问题后及时的分析处理，经过数据为运营商提供系统运营的评估,

根据数据的统计了解系统运营的状态，对频发的故障给出应急的预案。

第二章系统总体方案

2.1需求分析

2.1.1集成播控总平台

CNTV集成播控总平台直播信源经过各种途径汇集到CNTV播控平台的核心交换机，

然后经过核心交换机分发下传到各省级分播控平台。在IPTV信源监测环节中，系统方案设

计直接从核心交换机拿取直播码流，监测所有直播信源的码流内容和传输质量。同时多画

面监测服务器也在这个节点拿取直播频道的IP码流进行多画面的监看，实现全自动和全方

位的监测目标。

2.1.2省级集成播控分平台

由IPTV播控总总平台经过电信专用网络分发的H.264OVERIP信号接入到各省的播

控分平台，信号在接入省平台核心交换机之前经过光分路器，其中一路光信号进入到省核

心交换机，另外一路进入到监测交换机或直接引入到基于IP码流的监测设备上，经过拿取

电信链路的组播码流，经过轮询监测的方式对所接收信号的码流质量和视频ES层播出质量

以及IP通道MDI的指标进行监测。对省级分前端的监测的数据经过网络通道回传到IPTV

监测总平台，并把回传的数据与总平台监测的数据作对比，来监测播出节目内容的一致性。

2.1.3电信网络分发平台

各地信号（电信网络分发平台）经过专网回传到中央播控总平台，然后经过对应的IPTV

机顶盒解调出AV信号，模拟当地用户接收1PTV信号的情况,监测用户对该业务的感受度、

信号质量的清晰度、业务响应时间等。设计的回传监看系统能模拟用户的观看体验，同时

采用专门的服务器，将机顶盒解出的音视频信号经过监测系统处理并进入到多画面监测系

统中，经过多画面服务器对节目的质量进行监测；该回传监测系统还能提供给相关的业务

部门做EPG下发的验证。

2.2总体架构

进入互动电视时代，随着前端信号载体的改变，整个IPTV业务方式发生质的改变。

交换、互联成为IPTV各设备之间信号传输的主要方式。北京CNTVIPTV业务体系主要由

CNTV集成播控总平台、省级集成播控分平台、电信网络分发平台、几个个部分组成，CNTV

安全监测系统如图2-1所示。

安全监控系统软件结构

图2-2安全监控系统软件结构

IPTV信源监测环节是整个监测系统的核心，是保证全系统播出安全的首要目标，因此

在信源监测环节配备了最为完善的监测设备和网络管理系统等。

集成播控总平台侧的安全监测系统能够对码流历史报警信息进行统计，并可生成报警

类型分布统计柱状和饼图，并可导出。监测数据保存12个月以上，生成日报、月报、年报。

能够对设备参数按照指定设备报警进行查询、统计并可导出。点击快捷键，能够自动生成

和下载Excel值班日志表，报表内容包含：码流状态统计数据、设备数据；

具有值班人员、值班日志、事件记录等栏目表格。用户角色的管理，不同的操作人员

有不同的权限；实现人员的自动排班；实现班次交接的电子记录；实现对信号报警、设备

报警的历史数据查询，能够按照报警级别、报警类型、报警时间、节目名称、组播码流地

址等等进行查询。

能够根据用户的需要根据报警的类型、时间生成统计数据，能够分时日报、周报、月

报、年报，值班系统能够给出报警统计原饼图、柱状图，直观的了解日、周、月、年的报

警情况，发生故障报警的比例，给出故障报告。

能够实时监测指标数据的查询，值班系统对所有的监测数据进行采集，含带宽数据、

包抖动数据、MDI的指标，并能够根据用户的需求进行统计查询，并能够生成EXCEL数

据或者是曲线图，给出系统数据运营报告。为用户提供应急预案的录入、统计、快速处理

的方式。

平台侧拓扑图能够呈现整个机房的运营设备情况；支持多级级拓扑的呈现；经过拓扑

图能够实现对监测设备的管理；能够实现对播出设备的统一管理；快速发现播出设备、监

测设备的报警提示；全面反应整个前端运营设备的工作情况；在不同的播出环节能够经过

拓扑调取节目的图像内容。能够根据用户的需求录制能够录制不同播出点的节目码流。统

一的报警发布，按内容、级别、报警点分类，并能够提供相关的报警到电信运营商侧。

2.2.1数据处理层

资源管理模块

资源管理模块能够经过数据采集层得到系统的设备、服务器、终端等对象，也能够经

过厂商的网管系统或者第三方的管理软件得到资源数据。资源管理模块能够经过手工方式

修改系统的设备、服务器、终端以及这些对象之间的拓扑关系。资源管理模块上的修改都

是能够追溯的。资源管理模块主要完成管理对象的配置、拓扑关系的配置管理等，而且能

够为其它模块使用资源管理模块当采集到资源对象发生变更时，资源管理可产生相关的告

警，说明变更的对象、时间和内容，而且发送到告警管理。

告警模块

根据报警信息汇总生成故障，并根据专家知识规则对故障进行分析，从而得出故障发

生原因。当库中有新增规则或者是原有的规则被修改后，该模块利用该规则对以前的故障

记录重新做一次故障原因的分析。

图2-3告警模块

•事件合并

当告警管理收到内容相同的事件时，能够清除合并重复的事件，只保留最初一条告警

内容，同时记录重复次数、最初发生时间和最后一次发生时间。

•事件过滤

告警管理应该具备过滤器功能，以此控制对用户无关的告警上报。其中需要支持各种

过滤条件，其中包括告警时间范围、事件分类、事件级别、事件类型、告警源等。

•关联分析

能够对多条相关的事件信息进行关联分析，从中分析出根源事件和影响事件，在进行

相关信息展现时能明确区分出根源事件及其相关的影响事件。

能够设定策略，根据多条事件的内在关系派生出新的事件信息。

・告警前转

告警管理应提供前转条件的设置，包括告警时间范围、告警级别、类型、告警源、时

间段等，允许创立多个前转条件。告警管理应提供将告警前转条件关联到相关的运维人员

的功能。告警通知的规则应能够灵活定义，如分时段、分地域的告警通知。

•告警升级

系统能够经过图形配置界面设定告警升级策略，对历时过长而未解决的的告警自动提

升其告警级别。

・告警确认

系统允许用户设置自动确认的方式，根据设置的方式，告警处理模块根据告警级别、

告警清除状态自动确认指定告警。

手工确认是指由用户在当前告警列表中对指定告警进行确认操作。

•告警清除

告警清除后，告警条目自动从当前告警列表中转移到历史告警列表中，并自动记录执

行告警确认和清除操作的用户名称以及操作时间。告警清除支持自动清除和手工清除，添

加/编辑/删除专家知识库规则，经过该界面用户能够对专家知识库规则进行添加/编辑/删除

及修改功能。

性能管理模块

完成机顶盒和指定频道、节目的性能采集管理，及监测平台自身的性能管理，各节目

提供点的性能数据。

•预处理

基于性能指标模型，性能管理预处理能够对采集的原始数据进行格式转换、汇总和相

关计算等。

•性能门限处理

性能门限支持多种方式，包括：系统实时对性能指标进行监控，在每次采集数据后，

根据各门限表的设置而产生相应的性能告警，告警可定义告警分类和严重程度。提供多种

性能预警策略：性能阀值预警，性能突变预警。性能阀值预警是指当采集性能参数值超过

阀值时产生预警；性能突发预警是指当采集性能参数值在一定时间段突变值超过阀值时产

生预警；性能阀值预警的阀值以及性能突变预警的时间段、阀值均可定制，且支持多个阀

值的多次预警。

•实时性能处理

支持各类实时性能数据的处理，可配置实时性能监控的采样时间间隔。

•历史性能处理

支持设置查询条件快速查看对象的当前性能数据，查询条件包括地区、对象名称、时

间范围等。系统可按照不同位置、对象、时间范围、性能指标等条件组合进行统计。统计

的结果能够表格和图形方式（直方图、折线图、饼图、曲线图等）显示。用户能够自定义

图形的显示方式。系统提供定义查询结果字段是否显示的功能，当查询结果数量较多时，

提供分页显示功能。

2.2.2数据展现层

告警及故障管理

支持提供当前告警和历史告警列表，以颜色标示不同的告警级别，并支持经过告警记

录定位到拓扑视图中的资源对象。系统支持告警查询功能，能够根据告警对象名、对象类

别、告警级别、清除状态、确认状态、清除人、确认人、告警类型、原因、产生时间、清

除时间、确认时间等组合条件对告警信息定义查询规则。

系统支持定义告警显示的过滤，能够按照节点、告警分类、告警级别等进行过滤。

系统支持告警监视方案的功能，能够按照节点、告警类型、告警级别等条件配置告警监控

方案，提供告警监视概览界面，对登录用户定义的每个告警监控方案，以柱图显示当前每

个级别的告警数目。

支持不同的告警统计方式，例如统计在不同时间段内各种告警级别、类型的数量。统

计的结果能够表格和图形方式（如直方图、曲线图、饼图）显示。

系统建立告警及故障专家库，根据定义的规则对告警信息进行适当的处理后呈献给管理者,

而且为管理者提供处理建议。

222.2性能管理

支持对象的实时性能监控和历史性能数据查询。能够采用列表和波动图的方式显示。

在性能监控中，能够经过不同的颜色显示超出告警阀值的指标值。支持在同一个视图中显

示同一资源对象的多个指标、或者多个资源对象的不同指标，以便进行深入的性能比对分

析。

提供频道和节目监控入口，用户能够定制指定的节目和频道进行监控；用户能够点击

相应的节目，查看性能指标。

222.3资源管理

系统提供资源信息的查询功能，支持条件查询和模糊查询等。系统能按对象的各种属

性对配置信息进行灵活的条件组合查询，并可灵活地重置查询的条件。系统对查询的结果

以表格形式显示，当数据较多时应能够支持分页显示。系统能够按时间段、按区域、按厂

商、按设备类型等对资源信息进行灵活统计，并能将结果以图形方式（如直方图、曲线图、

饼图等）和表格方式显示。

222.4统计分析和报表

系统支持报表模版的配置，能够对模版进行增、删、查、改以及查看详细信息等操作。

提供告警、性能、资源等各种专题报表。按各监测点的基于时间维度的MOS分布、频道

MOS达标率。

第三章分级码流质量监控

从系统角度来看，IPTV监测系统在不同的节点所关注的质量情况是不同的，因此当监

测代理工作在不同的模式下或部署在不同的节点时，所采集的质量参数也不尽相同。从整

个系统的架构能够看出，上述系统基本覆盖了IPTV端到端各个环节，所采集的参数能够帮

助完成质量模型客观QoE各个层面的分析，能够协助IPTV平台及网络运维部门监控网络

运行中的质量状态，从而帮助定位故障和解决问题。

主观感受

和业务体

验参数

IPTV主观

QoE

图3-1IPTV业务质・模型和IPTV协议栈的关系

如图所示，IPTVQoE的参数模型覆盖了OSI7层模型的所有层次。其中，客观QoE

相关的分层质量对应于IPTV的协议栈中各个协议，各层次的质量参数能够经过采集对应的

协议及其字段获得。

本产品中客观QoE包含以下几方面的内容：

•内容质量和业务控制质量：主要指直播频道、时移节目、VOD节目、图片、文字

等内容的品质和业务控制的性能指标。例如对于直播频道质量，需要采集和分析媒体编码

参数、分辨率参数等；对于业务控制质量，需要采集HTTP和RTSP请求的响应速度、页

面数据呈现完整度、组播加入/退出的时延等。

・流媒体质量：主要指流媒体传输层的性能指标，以采用MPEG2TS协议传输IPTV

节目为例，DVB系统测试标准TR101-290根据各参数对质量影响的程度不同，定义了3

个级别，每个级别分别对应一组质量参数，这些参数同样可供采用MPEG2TS协议的IPTV

系统参考,例如需要采集第一级别中的同步错误字段(syncloss)、包识别丢失(PIDmissing),

第二级别中的数据传输错误(transporterror),节目参考时钟抖动错误(PCR,jittererror)

等参数。如果采用RTSP作为VOD节目的流控制协议，则要采集RTSP信令参数。

•网络传输层质量：主要指网络传输层相关协议的性能指标，包括TCP/UDP的重传

次数，在采用了RTP的情况下，需要监测RTP丢包率、RTP抖动等。

・网络层质量：主要指传统IP网络层的性能指标，根据ITU-TY.1540建议，主要为

IP丢包率、IP包时延、IP包抖动及其相关参数。

•链路层质量：根据不同的链路层类型，需要采集不同的性能指标。由于这个层次的

质量保障是面向全业务而不但仅是IPTV业务，在现有网络中已有专门质量监测的系统

来进行链路层的质量监控。

•监测前端设备输出的TSOVERIP的单播/组播流进入多画面监测记录仪，多画面

监测设备对输入的码流进行实时解码并输出到大屏上进行显示。同时多画面设备支持监测

的视频格式为MPEG2和H.264等；支持音频格式为MP3、AAC、AC3、MPEG2等，监

测内容包括：图像静帧、黑场、彩条、音频丢失、音量过低、音量过高、视频丢失、数据

中断、无法解码等,监测指标准确，误报、漏报率很低。多画面监测记录仪支持双路TSOVER

IP输入和VGA/DVI双屏输出，每台多画面支持多达50套标清节目的监测与解码显示，同

时支持高清节目的监测与解码显示。

•根据电视墙尺寸、显示器数量、节目数量进行显示规划。方案可根据用户需求灵活

调整。

IPTV质量平均意见得分

(MOS)

视

音

音

视

频

视

视

频

画

频

频

分

面

传

编

辨

失

输

码

率

真

参

参

性

参

数

数

能

数

流媒体原数据

图3-2平均意见得分(MOS)

本产品中主观QoE主要是指MOS：平均意见得分(MeanOpinionScore)。MOS是

一种提供在线路终端(特别是以互联网为代表的语音通讯)的语音质量的量化测量的方法。

此种机制采用算术平均处理以获取系统运行状况的量化指标的主观测试（意见分数）。本

产品对MOS进行扩展，应用到视频质量的量化测试（模型如图2-2所示），可作为QoE的量

化指标，来对影响到视频质量的编码参数、分辨率参数、流媒体传输层的性能指标等进行

综合评价。

分级质量监控系统的目的是为了保障多级构架下的IPTV播出安全，即：节目视频能清

晰正确的播出，播控平台内各项业务正确稳定的运行，EPG能正确的发布且不被篡改，用

户体验能够被感知并反馈等。保障系统要支持两级构架，能将各地保障系统的信息与中央

保障系统进行交互。保障系统要能提供丰富的图表，直观的显示当前播控平台内部以及播

控平台与外部接口的运行状态。

对于省级平台而言，也需要知道从中央平台发送来的视频以及自身发布到运营商网络

的视频质量，因此在省级平台监控点进行视频质量监控。监控点的视频质量能够发送到中

央服务质量保障系统。

3.1功能需求

视频源监测能够同时测试视频流的网络传输质量（MDI媒体传输质量指标、视频流

速率、封包丢失、网络带宽利用率等参数）、码流质量（ISOTR101290三级告警）、视频质

量参数以及视频内容的详细信息。支持UDP、TCP等多种网络传输封装方式;支持MPEG4、

MPEG2overTS,H264等多种音视频编码格式；支持传输质量分析的实时曲线显示；支持

远程视频回传功能。详细如下：

•提供千兆网卡接口，能够同时测量分析数百路视频的视频质量。

•可采用镜像和分光方式被动捕获数据流，同时支持组播IGMP、单播RTSP模拟拨测

方式进行组播/单播视频流质量监测

•在一个页面显示所有节点传来的视频质量，超过门限以红色进行告警。视频质量参数

的详细信息包括编号、频道名称（自定义，可改为监控节点）、IP地址、端口、MOS-VQ

质量、DVBTR10L290、PCRJitter、PacketLoss、Throughput,另外还有MDI媒体

传输质量指标（该指标显示某一视频的抖动和封包丢失率），视频流速率，封包丢失，网

络带宽利用率等众多参数，以便用户能非常方便的查看该位置IPTV业务运行情况，方

便管理及维护。

•对视频流的变化趋势进行记录，实时地对视频流进行统计分析，同时提供简单易读的

告警状态指示。自动生成报表，可出具每一频道的小时报表。

•根据设定的门限值进行自动报警，可经过Email实时发送报警信息。

•对于存在黑屏或静帧的视频流进行自动报警

•在出现问题后自动存储视频文件及记录报警时间，便于进行回复和深度分析。

・提供友好的GUI界面，支持远程访问。

•支持远程视频回传功能，运维人员能够在管理中心监测远程正在传输的节目内容。它

提供了一个简单直观的方法来监测骨干网上的IPTV视频流传输状况,。可选中告警频

道，远程查看播放视频内容，了解视频故障现状。

3.2功能特征

集中的监控所有监控节点视频流

用户能经过WEB的方式一目了然的查看到视频分析仪所有视频流的详细信息，编

号、频道名称/点播节目（自定义，可改为监控节点）、IP地址、端口、MOS-VQ质量、

DVBTR101-290,PCRJitter,PacketLoss>Throughput,以便用户能非常方便的查看该位

置IPTV业务运行情况，方便管理及维护。

深入的分析每一视频流质量

对于处于监控点的每一视频流（包括每一频道），都可进行更进一步的详细分析。能够

查看到PAT及PMT的详细解码信息，按时间显示的视频流PCRJitter、吞吐量、丢包以及

每一P1D的实时吞吐量，PCR速率，而且以较明显的颜色显示出相关状态（绿色正常，红

色超过门限），使用户能够一目了然的看到现行IPTV视频流的质量，而且能够实时的远程

查看该视频流，以主观评判的方式查看相关参数对视频质量的影响。同时，对重点关注节

目进行深入内容层故障分析报警，比如，静场，黑屏，马赛克等

完整的监测报告及历史监控记录查询

IPTV监控系统需要提供完整的报表功能，帮助用户进行IPTV网络质量统计，了解整

个IPTV网络业务质量的整体趋向，并可作为评判网络质量及运维质量的标准。对于没有即

时发现的故障，可经过监测系统的历史记录查询功能，找到故障产生时段的详细监测数据，

分析故障产生的原因，找到故障产生的根源，迅速解决故障。对于每一视频分析监测探针,

能够按年、月、日生成报表。对于每一频道（视频流），能够按月、日、小时生成报表。

3.3指标参数

视频流统计

对UDP直播视频源测出的视频流统计关键指标进行监测，包括：

•视频流持续时间

•视频流CODEC（视频流编码格式）

•视频流传输协议

•GOP结构（图像块组结构（例如：IBBP））

•GOP长度（图像块组中的当前/平均/最大帧数目）

•视频帧分辨率（像素级别的帧大小（X*Y））

・视频流帧速率（每秒的帧数）

・视频流码率

视频分组传输

对UDP直播视频源测出的视频分组传输关键指标进行监测，包括：

•分组的接收（接收到的分组数目）

・分组的丢失（丢失的分组数目）

•分组的废弃（由于缓冲器抖动而废弃的分组数目）

•分组的失序（接收到的失序的分组数目）

•分组的重复（接收到的重复的分组数目）

视频流帧

对UDP直播视频源测出的视频流帧关键指标进行监测，包括：

•I帧的接收/损害（接收到的未受损害的I帧数目/接收到的受损害的I帧数目）

•P帧的接收/损害（接收到的未受损害的P帧数目/接收到的受损害的P帧数目）

•B帧的接收/损害（接收到的未受损害的B帧数目/接收到的受损害的B帧数目）

TR101-290质量指标

IPTV媒体流经过MPEG-2TS封装,TS包含了各种用于视频流解码所必须的信息内容，

例如：节目相关表格（PAT）、节目映射表格（PMT）、节目标识（PID）、节目参考时钟（PCR）

等，TS流的损伤会直接影响机顶盒的正常解码和视频质量。依据TR101290测试标准，将

TS流的测试错误指示分为3个等级，等级1中定义了会对视频业务造成严重影响的事件，

例如TS流同步丢失、同步字节错误、PAT/PMT表格错误等；等级2中定义了会对一部分

视频业务造成影响的事件，例如PCR时钟偏离、CAT表格错误等；等级3中所定义的事

件没有前两个等级严重，可能会对一些特定的业务或应用造成影响。因此，按ETSITR101

290标准的等级1和2指标，对IPTVTS流进行的监测是必要的。

对等级1指标进行监测：

传输流同步丢失：对于MPEG-2TS的数据评价来说，主要功能是获取同步数据。取

决于能否获得同步所必须的同步字节数和无法同步失去的同步字节数。连续检测到5个正

常同步视为同步，连续检测到2个以上不正确同步则为同步丢失错误。只有同步达到一定

的要求后才能够进行其它参数的测试。

同步字节错误：在188或204字节后若不出现正确的同步字0x47,则同步字节错误指

示符置位。同步字节错误传输数据仍是188或204包长，但同步字头的0x47被其它数字代

替。有些编码器在并行接口上使用了同步字节标示，但不检查相关的字节是否为有效同步字

节而以此去控制随机函数发生器的重新赋值和字节的翻转。

PAT错误：PAT只出现在PID为0x0000包中，用以表示编码在TS流里有什么具体

的内容，与节目映射表相对应，只示出组成传输流中视频、音频和数据流的各个若PAT丢

失，则解码器无法正常的工作，不能对传输流中的内容进行相关的解码操作，PAT错误包括

标识PAT的PID没有至少0.5s（规定的重复间隔）出现一次，PID为0x0000的包中无内

容,PID为0x000（）的包的包头中的加密控制段不为0,PAT丢失或被加密。

连续计数错误：在这个指示符中有数据包顺序、数据包丢失等步骤的检查。TS包头

中的连续计数器是为了随着每个具有相同PID的TS包的增加而增加，为解码器确定正确

的解码顺序。TS包头连续计数不正确，表明当前传输流有丢包、包重叠、包顺序错现象，会

促使没有附加缓存和智能化的综合解码器带来问题，数据包丢失也包括链中数据丢失，单

个包丢失会导致整个MPEG-2数据包丢失，造成终端解码错误。

PMT错误：PMT（节目映射表）标识并指示了组成每路业务的流的位置，及每路业务的

节目时钟参考（PCR）字段的位置。定义传输流中包含的视音频及任一素材数据内容。

节目映射表同PAT,在系统规范中规定有重复的间隔（0.5s）,错误大致可划分为重

复间隔错误与PMTPID包头中的加密控制字段不为零错误，PMT被加密。

PID错误：确认每一个出现的PID,检测每一个PID中是否有码流存在，在每一个具

体的PID中，都携带有实时的数据信息，涉及到传输流被复用时，特别是多路复用和解多

路复用进程中，此类错误比较常见，出现此错误在具体的分析仪器显示设置错误，造成解

码不完全错误。

对等级2指标进行监测：

传输错误：Transporterror指示符是布尔逻辑，具有应可复位的二进制计数器，对

出错的TS包进行计数。传输错误指示为1时，表明在相应的传输流中有一个不可矫正传

输错误，重新置位后错误恢复，传输指示为0。对出错的错误进行统计估计，出现一个错误,

就不进一步对误差包中得到进一步的出错指示。

CRC循环冗余校验错误：CRC错误主要发生在PAT、PMT、NIT、EIT、BAT、SDT或TOT

中，用来指示相关表中的内容有没有被污染，循环冗余校验错误指示无法矫正的错误，在

进一步的分析中不再给出提示。

PCR错误：PCR是节目时钟参考的英文缩写，该参量和解码有关。在解码以前的传输

阶段中，出现的都是离散的数字信号，因此我们在分析PCR的时候，能够建立在一个比较

单一、理想的环境中，即编码和解码端的时钟配对问题和定时问题。

PCR-Base是对编码器的27MHz系统时钟的300分频后的时钟计数值抽样，其作用是

在解码器切换节目时提供对解码器PCR计数器的初始值，以让该PCR值与PTS、DTS最大

可能地达到相同的时间起点。

PCR用来再生前述的本地27MHz系统时钟。MPEG-2与DVB都对PCR时钟有相应的

规定，在ISO/IEC13818-1规范中规定系统时钟不得大于100ms,DVB系统中规范系统时

钟不得超过40ms,一般情况下系统时钟不超过DVB规范，若是测试结果超过这个规定范畴,

则在接收端时钟恢复出现抖动或时钟漂移，接收机解码器就会超出这个锁定的范围。

PCR精度错误：接收PCR中所含的不准的27MHz时钟精度，但不包含任何传输定时损

伤，测量时传输码流中PCR字节位置作为起点，计算PCR到达时间。正负500ns的精度范

围足够从系统时钟中恢复合成色度负载波。精度必须高于500ns但抖动量不得大于正负

500ns,若是抖动量过大，则会影响到系统时钟恢复以至于时钟失锁。

PTS错误：PTS（显示时间标记）在PES包头中出现的区，它指示表示单元出现在系

统目标解码器中的时间。至少间隔700ms出现一次，PTS只有在TS不加扰的时候才能正

确的得出，错误影响到帧图像的恢复。

CAT条件接收表错误：CAT是一个指针，能够使综合解码器找到关于CAS系统相关联

的EMM信息，若不出现CAT表，接收端无法正确接收管理控制信息。错误的CAT中TS包

头中的加密控制段不为0,但带有table-id=0x01的部分不出现在PID0x001上出现带有

table-id不等于0x01的部分，也就是说相应的PID为0x0001的条件接收表CAT,或在

PID为0x0001的包中发现非CAT表。

视频传输MDI指标

MDI是4月正式发布的RFC4445规范，对IP视频流的传输质量标识为：DF、MLR。

DelayFactor（延迟因素，简称DF）：

该数值表明被测试视频流的延迟和抖动状况。DF的单位是毫秒（ms）。DF将视频

流抖动的变化换算为对视频传输和解码设备缓冲的需求。被测试视频流抖动越大，DF值越

大。在采样周期中，DF首先计算在测量点每个IP视频数据包到达时间变化。然后与预期

的视频流速度对比得出。采样周期默认为is。DF的数值在每次周期完成后更新。

与一般的二、三层抖动（InterArrivalTime）计算相比，DF指标是专门针对媒体流

的，她的计算因子是媒体流速率，而不是一般的物理传输速率。因此它能够很好地被用来

评估视频的传输和播放质量。

MediaLossRate（媒体丢包速率，简称MLR）：

MLR的单位是每秒的媒体数据包丢失数量。该数值表明被测试视频的传输丢包速率。

由于视频信息的数据包丢失将直接影响视频播放质量,理想情况下的IP视频流传输要求MLR

的数值为零。因为具体的视频播放设备对丢包能够经过视频解码中进行补偿或者丢包重传，

在实际测试中MLR的阈值能够相应调整。

MLR=媒体数据包丢失总数/采样周期，默认采样周期为Is。MPEG-2Ts数据包格式是指

有效的MPEG数据包（不包括填充MPEGFrame）«

其它参数：

•频道断流比：统计期内，发生断流的频道/所有频道数

•频道断流总次数

•频道断流总时长

•各频道丢包率

•各频道DF达标率

•各频道码率达标率：采样期内码率在设定范围内次数/采样次数

•码率达标频道占比：采样期内，码率达标的频道/总频道数

•各频道MOS值达标率：统计期内，MOS值达标次数/采样次数

・编码影响因子达标率：统计期内，编码影响因子达标次数/采样次数

第四章播控平台管理

播控平台的稳定运行依赖于其中诸多系统的正常工作，这些系统涉及到多种硬件设备

与软件系统，能自动的对自身所有软硬件设备进行实时的监测，是一个大型系统必须具备

的功能。播控平台的主要软硬件设备都集中放置在中心机房，机房的各种物理条件对系统

的稳定运行也有重要的影响；另外播控平台中部分内容需要人工值守，因此对人员值班的

自动化安排也是中央监管平台所必备的功能。

4.1拓扑管理

图4-1拓扑管理

拓扑管理提供了一种非常直观的显示当前网络的运行状况的方法，经过多级的拓扑展

现，能将各个层次的网络运行状态进行展现。拓扑管理经过SNMP/ICMP/ARP/LLDP等手

段，探测网络中存在的节点，自动识别出其上的各个接口以及运行的服务；根据设备的类

型，采用不同的策略寻找出设备之间的连接情况，并构造层次的网络拓扑图。节点的故障

报警，关键连接的实时流量等重要信息都在拓扑图上实时显示。

4.2网元管理

图4-2网元管理

网元管理提供了对中央监管平台中所有网络设备，服务器以及软件系统的管理，主要

监控设备内部的运行状态，包括CPU、内存、进程以及一些通用软件系统的关键性能指标,

例如数据库、中间件以及存储等。这些状态指标能客观的反应当前系统内部个组成元素的

运行健康状况，从而为中央监控平台整体运行状态的评估提供最原始的信息来源。

4.3配置管理

配置管理模块对网络设备以及服务器设备的配置进行采集与保存，支持多种品牌设备

的配置文件格式，并能够自设定采集配置文件的操作时间。系统提供了对配置文件进行浏

览的功能；并进行配置文件对比功能，一旦发现重要设备的配置文件出现异常变动，会产

生系统告警事件，并可经过短信、邮件等方式通知管理员。

4.4机房管理

图4-3机房管理

机房管理模块是专为中央监管平台中心机房的动力系统、环境系统、消防系统、保安

系统等进行监控。系统提供基于IP网络的温湿度，烟感传感器，能够检测机房内多处的物

理环境；能够对支持SNMP的先进的智能空调，UPS进行监控；能够监控机房内所有重要

的网络设备，包括交换机，路由器，服务器等设备；同时系统支持多路网络摄像头的实时

视频监控，并能将实时视频保存于磁盘阵列中，便于今后进行回放。

4.5数据库监控

数据库在使用中所出现的问题，可能由表空间、文件系统、数据文件、进程等组件当

中的任意一个造成，甚至