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廣播電視臺總控系統傳輸環網故障監測研究
來源:未知   作者:許柳竣熙,丁洪偉,施偉   添加時間: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臺新臺總控系統建設需求,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,為總控傳輸環網故障監測提供一套科學方案
  1 引言
 
  近年來,信息網絡的可靠性和穩定性成為研究熱點,如何監測到網絡中的故障以及在故障發生時如何實現網絡恢復成為可靠通信的關鍵 [1,2] 。在廣播電視網絡系統中,傳統監測手段主要通過RR(Round Robin)輪詢或被動接收獲取系統告警信息,其重要價值在于系統一旦發生故障,便產生告警信息并通知值班人員及時進行處理,盡快恢復系統運行和重新提供服務。為提高廣播電視總控系統安全性和可靠性,本文在對總控系統傳輸環網故障監測問題研究基礎上,引入預警監測概念 [3,4] ,提出一套故障監測流程,設計出相應的監測功能,在傳輸網絡產生故障前,監測到可能存在性能劣化或故障隱患并產生預警信息,使技術維護人員能夠及早發現問題,在故障產生前即排除設備隱患,最大限度減少廣播電視播出事故。
 
  2 故障監測流程
 
  在信息網絡系統中,光傳送網可分為骨干層、匯聚層和接入層,主要包括SDH光傳輸系統、DWDM光傳輸系統、基于SDH的ASON光傳輸系統和OTN光傳輸系統。相應地,光傳輸系統故障通常有通信故障、業務中斷故障、誤碼故障、同步故障、公務故障、設備對接故障、網管連接故障等 [2,4] 。
 
  故障監測是通過主動或被動采集網絡硬件、軟件上的各種事件信息,識別出其中與網絡系統故障相關的內容,對其中的關鍵部分發出報警并保持跟蹤,生成網絡故障事件記錄,為網絡系統安全可靠運行提供技術保證。如文獻 [2] 引入OTDR并與GIS和GPS技術相結合,形成一套面向特定區域的光纜監測應用方案;文獻 [4][5] 綜合運用大數據關聯分析技術、數據挖掘技術以及狀態評估技術,實現信息通信風險態勢全面感知、運維數據全面分析、運維風險實時預警;文獻 [6] 對不同類型的事故進行布爾離散化,并基于關聯規則挖掘提出事故誘因的誘發度計算方法,運用Apriori算法進行深度關聯規則挖掘,并根據強關聯規則對關鍵故障誘因進行篩選和分析。總控傳輸環網作為核心的節目流傳輸匯聚和分發平臺,是廣播電視網絡系統的重要組成部分,利用在有線網絡傳輸中廣泛應用的IP化節目流監測技術 [1,7] ,以此建立針對廣播電視總控系統傳輸環網節目流的信號質量、傳輸路徑、相關處理設備工作狀態的實時監測、展示和告警,以彌補依靠人工監看電視墻或通過儀表儀器抽檢個別信號監測之不足。
 
  為此,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。
 
  
圖1 總控系統傳輸環網故障監測流程
 
  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。
 
  
圖2 總控系統傳輸環網故障監測業務圖
 
  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,并送至綜合分析模塊。
 
  (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,并送至綜合分析模塊。
 
  (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,并送至綜合分析模塊;與此同時,接收機房視頻監測數據,推送至前端展現。
 
  (5)綜合分析。對相關監控系統上傳送的監控、監測數據進行綜合分析,旨在使時間與任務關聯、信號與設備關聯、信號與系統關聯等 [6] ,并將分析結果送至信息發布模塊。
 
  (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 故障監測功能
 
  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,支持通過統一控制臺完成拓撲展示、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。設備監測范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。系統數據采集是根據預先定義的管理對象和管理指標間的關聯關系,提供可選擇的采集指標清單。除了采集對象和采集指標外,可以在圖形界面中靈活定義采集周期、采集時間段等參數,在完成采集任務的定義后,可以進行采集任務啟動、暫停、中止等操作,實現對故障、性能、資源等管理指標數據的采集;通過特定的輪詢控制機制,獲取被監測對象的故障、性能和配置數據;能夠對標準SNMP MIB (Simple Network Management Protocol Management Information Base)和廠商私有SNMP MIB管理數據進行采集,能夠接收、解析和翻譯,獲取事件信息并轉換為便于維護人員理解的信息;支持手工錄入或批文件導入基礎配置數據,支持多種擴展采集手段,如數據庫接口等。
 
  (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復雜、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、背景和顏色的更改等;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產生的事件作為原始事件,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,如果超過閥值則產生性能告警;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,根據情況不同設置為低級別、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、標準事件、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范圍內的告警信息,并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顏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,并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并標記為清除,告警信息能從當前告警視圖中退出并轉存到歷史告警記錄中。
 
  4 結束語
 
  本文結合某省級廣播電視臺新臺建設需求,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,旨在系統網絡產生故障前,能夠監測到可能存在性能劣化或故障隱患并產生預警信息,使技術維護人員能夠即時發現并排除故障隱患。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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