基于節目傳輸的光纜智能調度系統的分析

一、研究背景

光纜已經成為現在廣播電視行業內節目傳輸的主要方式。光纜傳輸的穩定性取決于線路的測試信息和光纖運行統計。線路的信息包括線路路由、終端位置、線芯特征等，是完成線路傳輸的基礎；光纖運行統計是針對信號所經鏈路的終端位置，跳接位置的統籌規劃，是完成信號切換的基礎。傳統的調度方式是：在人工排查和經驗判斷后，測試線路的連接，通過測試反映實際連接的通路和損耗，完成線路的轉換和信號的傳遞。實際應用中，往往需要重復幾次測試和切換才能完成線路的調度，往往需要技術人員具備較高操作技能和豐富的維護、測試經驗。

針對當前廣播電視網絡日益增大的數據需求，以及在不停播或在較短時間內完成線路的恢復、切換的情況下，現有的方式已很難滿足線路的合理規劃和科學調度。特別是在線路性能的優化方面，故障定位排查還需要進一步完善。基于數字化的集中管理，多點數據采集于一身的控制的智能系統，能夠實現統一調配、快速處理。在提升節傳系統的傳輸效率和光纜系統的穩定性的同時，還應滿足三網融合的發展要求，為新的傳輸任務奠定可靠、便捷的硬件傳輸基礎。

二、光纜傳輸調度

（一）線路調度

光纜具有耐腐蝕性強的特點，保障了信號可以長距離、低損耗地傳輸。線路調度主要是由于外力的破壞而造成的中斷，需要調用其終端所在的環路光纜進行代播、代傳。由于管道和光纜敷設的資源有限，通常一個信號接收終端配有主、備兩條線路，或是幾個終端形成一個環形體系，一旦某一位置發生斷路，沿著線路的環形結構可以實現信號的逆向傳輸過程，實現線路的調度操作。

（二）光纖調度

光纖調度是節目傳輸中最為普遍的，也是最常用的調度方式。光纖調度是將光纜中的每一芯光纖與尾纖相連接，尾纖的另一端是法蘭，并行在一起，構成法蘭盤。法蘭盤的作用是將光纜引入到機柜中的ODF架，為光纖的切換提供接口。如何實現信號在不同線路中的傳遞呢？依靠跳纖通過連接兩條線路的接口，實現不同線路的信號傳遞過程。

光纖調度并不復雜，但是在廣電系統內，有百余條光纜線路，數千芯光纖相互切換于中央三臺及指揮調度中心等數十家核心業務單位之間，構成一套復雜而又要求精確的系統網絡。隨著節目傳輸的發展，為預防不法分子對廣電系統的干擾，需要不定期地對各家單位的線路進行光纖調度。在短暫的時間內，完成對涉及的線路分析、核實，提供最佳的光纖調度方案，需要智能調度系統進行相關管理。詳細完善的光纜運行表中記錄了所有線路中的光纖運行情況，為線路調度和切換提供了有力的數據保障。

三、系統設計

（一）系統分析

1.B/C結構

整體結構采用B/S結構（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式）。此種網絡結構模式可以實現多用戶同時在線查詢、分析、存儲等功能。將實現系統功能的核心業務集中到服務器上，簡化了系統的開發、維護和使用。客戶機上只要安裝一個瀏覽器，即可通過互聯網服務與數據庫進行數據庫查詢、增改。

2.OTDR原理

OTDR（光時域反射儀）是利用光在光纖傳輸中產生的瑞利散射制作成的光纖測量儀器。OTDR可對光纖的傳輸衰減、光纖長度、接頭衰減和故障位置進行測量，在光纜線路的搶修、維護、施工之中有著不可替代的作用。

（二）數據管理

1.數據采集

數據的完整性、準確性決定了系統分析出結果的精確程度。數據采集占據系統開發的大部分時間。有多種輸入數據的方法：使用OTDR（光時域反射儀）將測試的線路信息鏈接計算機，集中導入；通過數據庫軟件SQL批量導入；人工錄入或批量采集將線路的屬性對應的信息輸入。

2.數據分析

數據分析可分為幾何分析和光纖輔助分析兩個方面。其中，幾何分析模塊負責各種距離的測算（包括點到點距離），形成整條光纖的鏈路連接模擬；光纖輔助分析包括此條線路的信息、所屬單位、維護記錄、損耗數據、測試信息、切換記錄等信息。維護和切換記錄可以提供該線路的發生故障的事故匯總和具體操作方案。

3.數據查詢

通過對象到屬性和從屬性到對象的雙向查詢，實現數據和模擬圖像查詢，既可以輸入線路信息，顯示出模擬圖，也可在圖像上查詢線路的數據信息。

4.數據存儲

在完成數據的采集后，要將采集的數據存儲到系統中。數據存儲離不開數據庫管理軟件。與常用的數據庫不同的是，調度系統的數據庫有兩個：屬性信息用關系數據庫管理，線路信息用空間數據系統管理。由于空間數據的圖像信息比較多，在傳統的數據庫中存儲很不方便，不利于數據庫的操作，并且和屬性數據很難發生關聯，不利于數據庫的統一管理，所以采取兩種數據庫并行管理的模式。

5.數據輸出

系統輸出的信息不僅僅是文字加數字的形式，而且還可以把圖像和標識等直觀的輔助信息一并輸出顯示，從而使得用戶對于要查詢的數據有了更加直觀的認識。

（三）用戶管理

用戶管理是管理員在系統中增加或刪除用戶、修改用戶基本的登記信息、設定用戶權限等功能。從安全的角度出發，用戶權限管理主要是為了防止非法用戶對整個系統的破壞。例如，除管理員外的用戶只能讀取數據而不能進行寫入、修改和刪除，對某些威脅安全的用戶進行屏蔽核心信息等，可以提高系統安全性。

四、基本功能

（一）模擬光纖的物理鏈路

通過采集光纖的各項數據，能夠在系統中直觀地顯示線路連接信息。連接模擬圖，可以在線路上標識。信號輸入端、輸出端的信息包括所屬光纜的標識、色譜、法蘭接口位置等，在模擬鏈路上標識光纖所承載的節目源信息。

（二）智能分析最佳代傳線路

分析需要代傳線路的特征，如承載的節目、信號輸入端、接收端的單位名稱代碼等，作為分析的依據。比對數據庫中生成滿足該特征的線路數據集合，再結合參照線路的損耗值大小、連接的便捷度等屬性，給出最佳代傳線路信息。

（三）審核光纖代播的效果

將系統分析出的代播的線路與原線路進行對比。通過各關鍵字的篩查，完成線路的校驗。核實新線路的傳輸接收單位的信息、承載節目的內容，避免出現代轉錯誤、節目源傳輸不對應等問題，保障線路切換的正確性。通過光時域反射儀測試線路的實際連接效果，驗證代播的實際效果，將信息錄入系統保存。

（四）提供自動報警提示

利用線路中不傳輸節目的空余光纖，實現實時監控功能。設置傳輸的門限值（通常在1Db左右），一旦測試數據大于該值，系統報警提示，這樣將提高線路的自我檢測能力。

五、結語

隨著三網融合的推進和國家廣播電視網絡公司的成立與發展，光纜作為有線傳輸的主要方式，將會發揮越來越重要的作用。相比傳統的三大運營商在資源和技術上的優勢，我們更應該在已有資源的利用效率上深入研究，不斷提升自身的核心價值。在節目傳輸的調度上，形成具有廣電特色的高效、優質、連貫的傳輸服務體系，不斷提升用戶的體驗。在兼顧安全播出的基礎上，做好迎接新挑戰的準備。