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      廣播電視台總控系統傳輸環網故障監測研究
      来源:未知   作者:许柳竣熙,丁洪伟,施伟   添加时间:2018-11-26 10:19
      近年來,故障監測在廣播電視網絡系統中發揮了重要作用。針對某省級廣播電視台新台總控系統建設需求,在對總控系統傳輸環網故障監測問題研究分析基礎上,引入預警監測概念,提出一套故障監測流程及其相應的監測功能,爲總控傳輸環網故障監測提供一套科學方案
        1 引言
       
        近年来,信息网络的可靠性和稳定性成为研究热点,如何监测到网络中的故障以及在故障发生时如何实现网络恢复成为可靠通信的关键 [1,2] 。在广播电视网络系统中,传统监测手段主要通过RR(Round Robin)轮询或被动接收获取系统告警信息,其重要价值在于系统一旦发生故障,便产生告警信息并通知值班人员及时进行处理,尽快恢复系统运行和重新提供服务。为提高广播电视总控系统安全性和可靠性,本文在对总控系统传输环网故障监测问题研究基础上,引入预警监测概念 [3,4] ,提出一套故障监测流程,设计出相应的监测功能,在传输网络产生故障前,监测到可能存在性能劣化或故障隐患并产生预警信息,使技术维护人员能够及早发现问题,在故障产生前即排除设备隐患,最大限度减少广播电视播出事故。
       
        2 故障监测流程
       
        在信息网络系统中,光传送网可分为骨干层、汇聚层和接入层,主要包括SDH光传输系统、DWDM光传输系统、基于SDH的ASON光传输系统和OTN光传输系统。相应地,光传输系统故障通常有通信故障、业务中断故障、误码故障、同步故障、公务故障、设备对接故障、网管连接故障等 [2,4] 。
       
        故障监测是通过主动或被动采集网络硬件、软件上的各种事件信息,识别出其中与网络系统故障相关的内容,对其中的关键部分发出报警并保持跟踪,生成网络故障事件记录,为网络系统安全可靠运行提供技术保证。如文献 [2] 引入OTDR并与GIS和GPS技术相结合,形成一套面向特定区域的光缆监测应用方案;文献 [4][5] 综合运用大数据关联分析技术、数据挖掘技术以及状态评估技术,实现信息通信风险态势全面感知、运维数据全面分析、运维风险实时预警;文献 [6] 对不同类型的事故进行布尔离散化,并基于关联规则挖掘提出事故诱因的诱发度计算方法,运用Apriori算法进行深度关联规则挖掘,并根据强关联规则对关键故障诱因进行筛选和分析。总控传输环网作为核心的节目流传输汇聚和分发平台,是广播电视网络系统的重要组成部分,利用在有线网络传输中广泛应用的IP化节目流监测技术 [1,7] ,以此建立针对广播电视总控系统传输环网节目流的信号质量、传输路径、相关处理设备工作状态的实时监测、展示和告警,以弥补依靠人工监看电视墙或通过仪表仪器抽检个别信号监测之不足。
       
        爲此,將預警監測概念引入到總控系統傳輸環網故障監測業務,提出一套總控系統傳輸環網故障監測流程,具體如圖1所示。
       
        
      图1 总控系统传输环网故障监测流程
       
        根據上述流程,總控系統傳輸環網故障監測業務應包括設備監測、信號監測、機房環境監測、統一展現監測四個部分,具體如圖2所示。
       
        
      图2 总控系统传输环网故障监测业务图
       
        根據圖2所示監測業務圖,總控系統傳輸環網故障監測具體內容考慮如下。
       
        (1)信息采集。主要采集各前端設備上傳的信號狀態、設備狀態、設備控制、資源等信息,分別傳送至設備監控、信號監測、機房環境監測模塊。
       
        (2)設備監測。接收來自信息采集模塊相關設備的數據,加以處理、存檔,並送至綜合分析模塊。
       
        (3)信號監測。接收來自信息采集模塊相關信號的數據,加以處理、存檔,並送至綜合分析模塊。
       
        (4)機房環境監測。接收來自信息采集模塊相關機房環境的數據,加以處理、存檔,並送至綜合分析模塊;與此同時,接收機房視頻監測數據,推送至前端展現。
       
        (5)综合分析。对相关监控系统上传送的监控、监测数据进行综合分析,旨在使时间与任务关联、信号与设备关联、信号与系统关联等 [6] ,并将分析结果送至信息发布模块。
       
        (6)統一數據展現。考慮系統服務對象權限以及所關注內容不同,各類信息發布應做到個性化、區別化,這樣既能做到重點突出,同時也能有效降低網絡壓力。
       
        (7)信息顯示。根據所收集的各類信息,生成設備監測拓撲展現圖、信號路由圖、機房環境狀態圖、系統狀態日志等信息,可在大屏幕上顯示,也支持遠程授權調用。
       
        (8)設備狀態日志。將所有采集設備狀態數據存入指定數據庫,供授權人員以日志方式列表顯示,其中各顯示圖是相互關聯的,比如所監控的某個設備出現故障,直播信號流程圖也會報警。
       
        (9)信息查詢。支持授權人員通過本地或遠程方式來對各類監測數據進行查詢。
       
        3 故障监测功能
       
        根據上述故障監測流程以及監測業務要求,總控系統傳輸環網故障監測所涉及到的監測管理故障、性能和配置數據使用統一的主流關系型數據庫進行存儲,以提高監測數據管理的實效性和故障業務處理的高效性。鑒于此,總控系統傳輸環網故障監測功能實現可采用B/S結構進行軟件設計;維護人員可通過Web方式訪問,允許多個運維人員同時進行遠程管理數據查看和配置操作;操作界面符合維護人員使用習慣,支持通過統一控制台完成拓撲展示、告警管理、性能管理、配置處理等各項功能和數據的配置、展現、管理和操作;能夠滿足及時告警與動態預警的功能,當設備、軟件出現問題時,能以最快的速度、最直接的方式進行告警通知;告警方式有多種形式,如圖標閃爍、背景色強調、聲音報警、郵件、短信報警等。鑒于此,總控系統傳輸環網故障監測功能設計如下。
       
        (1)設備監測。設備監測範圍主要是傳輸環網各類業務設備,如光傳輸設備、網絡設備、存儲設備、服務器、動力環境及相關軟件等設備。根據業務具體特征與運行要求,可在各個業務系統部署采集客戶端或接收由各業務系統提交的軟硬件狀態參數。
       
        (2)采集管理。系统数据采集是根据预先定义的管理对象和管理指标间的关联关系,提供可选择的采集指标清单。除了采集对象和采集指标外,可以在图形界面中灵活定义采集周期、采集时间段等参数,在完成采集任务的定义后,可以进行采集任务启动、暂停、中止等操作,实现对故障、性能、资源等管理指标数据的采集;通过特定的轮询控制机制,获取被监测对象的故障、性能和配置数据;能够对标准SNMP MIB (Simple Network Management Protocol Management Information Base)和厂商私有SNMP MIB管理数据进行采集,能够接收、解析和翻译,获取事件信息并转换为便于维护人员理解的信息;支持手工录入或批文件导入基础配置数据,支持多种扩展采集手段,如数据库接口等。
       
        (3)拓撲管理。拓撲視圖能夠以直觀、統一、真實的方式展現整個傳輸環網系統的運行狀況,支持手工定制方式增加拓撲設備。對于網絡和系統結構複雜、龐大的拓撲能夠進行縮放顯示,提供分層次的拓撲展示方式;具備拓撲圖的編輯功能,如拓撲圖重新自動排列、背景和顔色的更改等;通過拓撲節點可以查看該節點相關的配置、性能、告警信息,拓撲圖間可互相引用,方便從一個拓撲圖直接進入到另一個拓撲圖;可根據維護人員給定的條件(如按IP地址、節點名稱、廠家等條件)方便地在多個拓撲視圖中進行網元的快速查詢和定位
       
        。
       
        (4)告警管理。告警管理將技術系統中各種設備或管理系統産生的事件作爲原始事件,按照預定義的事件規則,經過過濾、分類、分級、轉換等處理環節,形成有效的預警或故障告警信息,按預定的告警策略通知管理人員進行故障處理,對多次生成的告警提供自動升級,系統能夠將告警傳遞到告警視圖、拓撲圖中。
       
        (5)告警分析。監測系統支持通過對設備性能數據的統計分析,形成性能數據變化報告,分析當前性能數據是否超過動態的閥值,如果超過閥值則産生性能告警;具有可靠、科學的報警策略設置機制,用于對報警條件的設定;支持采取多種方式設置報警閥值,支持設置多種報警級別,根據情況不同設置爲低級別、中級別、高級別報警等。
       
        (6)告警展現。提供告警列表、拓撲圖、邏輯圖、物理位置部署圖等多種展現方式,能夠對原始事件、標准事件、告警信息分別進行展現;能夠對基于內容不同而提供不同的告警信息展現視圖,使不同值班人員和維護人員能夠看到自己職責範圍內的告警信息,並且能夠提供按照各種組合條件進行告警查詢;在拓撲圖中能夠通過顔色改變幫助維護人員迅速定位發生告警的組件;能夠在拓撲圖上查看相應的告警明細信息;能夠提供自動刷新的、直觀的當前告警列表,以提示值班人員進行處理。
       
        (7)告警通知。提供告警通知功能,將告警信息以聲、光、短信等手段,提示維護人員(包括廠家人員、值班人員、維護人員、主管人員);具有各種通知接口,並能維護使用人員各類信息(如手機號碼等)。
       
        (8)告警解除。支持手工清除和自動清除兩種方式,能夠對已經處理完畢的告警信息進行清除操作並標記爲清除,告警信息能從當前告警視圖中退出並轉存到曆史告警記錄中。
       
        4 结束语
       
        本文結合某省級廣播電視台新台建設需求,在對總控系統傳輸環網故障監測問題研究基礎上,將預警監測概念引入系統設計中,旨在系統網絡産生故障前,能夠監測到可能存在性能劣化或故障隱患並産生預警信息,使技術維護人員能夠即時發現並排除故障隱患。所提出的故障監測流程及相應的監測功能,在總控系統傳輸環網故障監測方案設計中具有一定的推廣價值。
       
        參考文獻
       
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