【摘要】隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大和復(fù)雜性的增加，傳統(tǒng)的管理手段已經(jīng)無法滿足網(wǎng)絡(luò)高效運行的需求。因此，有必要對地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)的智慧運維平臺建設(shè)進行探討。本文從監(jiān)控與報警模塊、數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化模塊、自動化運維模塊、用戶管理模塊等方面，完成地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)智慧運維平臺功能模塊設(shè)計，并對該平臺進行測試。結(jié)果表明，所提智慧運維平臺監(jiān)測誤差不超過1%，且故障恢復(fù)率在99%以上，可有效完成對地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)的運維工作。

【關(guān)鍵詞】地面數(shù)字電視廣播；單頻網(wǎng)；智慧運維平臺

中圖分類號：TN929 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.12.019

1. 地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)智慧運維平臺功能模塊設(shè)計

隨著科技的日新月異，地面數(shù)字電視廣播作為傳統(tǒng)廣播與新技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，在覆蓋范圍、信號質(zhì)量和傳輸效率上均有著顯著優(yōu)勢[1]。為滿足日益增長的用戶需求，并確保服務(wù)的穩(wěn)定可靠，單頻網(wǎng)智慧運維平臺應(yīng)運而生，其功能模塊劃分如圖1所示。

1.1 監(jiān)控與報警模塊

監(jiān)控模塊采用Agent方式實現(xiàn)對服務(wù)器的集中管控，Server與Agent之間通信應(yīng)采用OpenSSL加密技術(shù)[2]。平臺采用Agent方式實現(xiàn)對服務(wù)器的集中管控，平臺的管控體系采用兩層的分布式C/S典型架構(gòu)，主要包含智能Agent，提供各種服務(wù)的Server。圖2展示了監(jiān)控模塊的整體架構(gòu)。

BK Agent是控制中心提供各種服務(wù)的執(zhí)行程序，安裝在平臺內(nèi)管的各服務(wù)器中。BK TaskServer是控制中心中對Agent所在服務(wù)器進行指令管理的程序，對各服務(wù)器中的Agent下發(fā)各類控制指令，包括執(zhí)行腳本或執(zhí)行命令行等。BK FileServer是控制中心中對Agent所在服務(wù)器進行文件傳輸管理的程序。對安裝了Agent的服務(wù)器，該程序提供了安全、穩(wěn)定的文件傳輸能力，與TaskServer程序相互配合，執(zhí)行控制中心對服務(wù)器的文件分發(fā)任務(wù)。BK DataServer是控制中心中對Agent所在服務(wù)器進行數(shù)據(jù)傳輸管理的程序。對Agent采集到的數(shù)據(jù)，該程序提供了匯聚、流轉(zhuǎn)、分類等相關(guān)能力。Redis在控制中心中提供存放緩存數(shù)據(jù)的能力。MySQL在控制中心中提供管理數(shù)據(jù)的存儲，方便控制中心開展基本的管理功能。Zookeeper在控制中心中提供集群管理的能力，主要包含了集群節(jié)點的互相發(fā)現(xiàn)、探測有效性等功能。BK DB Proxy在控制中心提供了管理Redis集群的能力，為控制中心Redis提供代理服務(wù)，方便對Redis進行統(tǒng)一的集中管理。

監(jiān)控模塊通過部署在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的傳感器和執(zhí)行器，實時收集包括設(shè)備溫度、電壓、電流、網(wǎng)絡(luò)流量等在內(nèi)的設(shè)備運行數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實時監(jiān)控。監(jiān)控中心對收集到的數(shù)據(jù)進行分析，從而識別出可能存在的故障風(fēng)險。例如，通過分析設(shè)備溫度和電壓數(shù)據(jù)，可以判斷設(shè)備是否過熱或電壓異常，并提前發(fā)出預(yù)警。同時，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和故障案例，建立故障預(yù)警模型，實現(xiàn)對故障的智能診斷。當(dāng)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)會自動發(fā)出預(yù)警信息，告知運維人員故障可能的原因和位置。監(jiān)控中心通過可視化技術(shù)，將故障信息展示在屏幕上，便于運維人員快速定位故障設(shè)備或線路[3]。并且系統(tǒng)還會提供故障排除建議，協(xié)助運維人員快速解決故障，降低故障對網(wǎng)絡(luò)運行的影響。監(jiān)控與報警模塊不僅可以獨立運行，還可以與其他模塊聯(lián)動，實現(xiàn)更高效的運維。例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個區(qū)域網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降時，可以聯(lián)動信號質(zhì)量檢測模塊，獲取該區(qū)域的信號質(zhì)量數(shù)據(jù)。此外，監(jiān)控與報警模塊還可以實現(xiàn)遠程管理功能，運維人員可以通過手機或電腦客戶端實時查看網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運行狀態(tài)，接收預(yù)警信息，進行遠程控制等操作，提高運維的便捷性和效率。

1.2 數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化模塊

該模塊具備強大的數(shù)據(jù)收集能力，通過各種傳感器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實時獲取監(jiān)控數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)種類繁多，包括信號質(zhì)量、覆蓋范圍、信噪比以及誤碼率等。為了確保這些數(shù)據(jù)的安全性和可用性，該模塊還采用了高效的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，如分布式存儲系統(tǒng)，以降低數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險。

利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，如數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)等，對海量監(jiān)控數(shù)據(jù)進行深度分析。通過分析用戶行為、網(wǎng)絡(luò)負載、信號質(zhì)量等數(shù)據(jù)，預(yù)測潛在問題并提前采取措施；引入人工智能技術(shù)，如自然語言處理、圖像識別等，對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行智能分析和診斷。通過識別異常信號、干擾源等，快速定位故障位置，提高故障處理效率；基于大數(shù)據(jù)和人工智能分析結(jié)果，生成優(yōu)化策略和建議，如調(diào)整發(fā)射功率、優(yōu)化頻譜利用率、改善信號覆蓋等，以滿足用戶需求并降低運營成本。

1.3 自動化運維模塊

自動化運維模塊的主要功能包括設(shè)備遠程控制、故障預(yù)警、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和遠程維護等。該模塊通過與設(shè)備的通信接口進行連接，實現(xiàn)對設(shè)備的遠程控制，如開關(guān)設(shè)備、調(diào)整參數(shù)等。同時，它還能實時監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即發(fā)出預(yù)警，以便運維人員及時處理。此外，該模塊還能根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)對設(shè)備進行預(yù)測性維護，有效降低設(shè)備故障率[4]。自動化運維模塊基本邏輯架構(gòu)如圖3所示。

自動化運維模塊主要是利用Windows和Linux服務(wù)器的批量管理基線的工具，對單頻網(wǎng)服務(wù)器進行基線掃描和初始化的功能?；€工具會根據(jù)每個運維對象的實際運行情況自動調(diào)整基線的基準(zhǔn)值，如果突破了會進行自動診斷和告警。利用與資源中心、作業(yè)中心等模塊的聯(lián)動，通過API網(wǎng)關(guān)和標(biāo)準(zhǔn)運維（調(diào)度引擎）進行編排，實現(xiàn)對廣泛設(shè)備的運維巡檢。

自動化運維模塊通過遠程控制和監(jiān)測設(shè)備，減少了人工干預(yù)的次數(shù)，提高了工作效率。以往需要人工現(xiàn)場操作或定時巡檢的工作，現(xiàn)在可以由自動化運維模塊自動完成，大大節(jié)省了人力成本[5]。自動化運維模塊的故障預(yù)警功能可以在設(shè)備出現(xiàn)異常時立即發(fā)出警報，使運維人員能夠快速響應(yīng)并處理故障。通過實時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，自動化運維模塊可以獲取更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為預(yù)測性維護和設(shè)備優(yōu)化提供依據(jù)，并且可通過預(yù)設(shè)的規(guī)則和算法，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化操作。

1.4 用戶管理模塊

用戶管理模塊是配電網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運維平臺的重要組成部分，核心任務(wù)是設(shè)定并管理不同的用戶角色及其對應(yīng)的權(quán)限。首先系統(tǒng)管理員需要明確并設(shè)定各個用戶角色，如系統(tǒng)管理員、普通用戶等。每個角色對應(yīng)不同的權(quán)限，如查看、編輯、刪除等操作。管理員擁有最高權(quán)限，可以管理其他用戶角色，分配任務(wù)，修改系統(tǒng)設(shè)置等。普通用戶則根據(jù)其職責(zé)和需求，獲得相應(yīng)的權(quán)限，如接收信息、反饋問題等。在設(shè)定好用戶角色和權(quán)限后，管理員可以根據(jù)實際情況為每個角色分配不同的任務(wù)，如維護系統(tǒng)、更新數(shù)據(jù)、處理故障等。通過任務(wù)分配，管理員可以確保每個角色都能在自身職責(zé)范圍內(nèi)發(fā)揮作用，同時，管理員應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)整任務(wù)分配，以應(yīng)對突發(fā)情況或系統(tǒng)變化。管理員可以通過動態(tài)網(wǎng)頁向用戶發(fā)送信息，及時傳達系統(tǒng)動態(tài)和任務(wù)分配情況。為實現(xiàn)用戶管理模塊，可以采用多種方式，如數(shù)據(jù)庫存儲用戶信息、動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)（如JavaScript）進行頁面交互等。

1.5 告警管理模塊

告警管理模塊的功能主要是通過監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)并記錄設(shè)備的異常情況。一旦出現(xiàn)故障或異常情況，該模塊能夠迅速將這些信息反饋給運維人員，并自動生成相應(yīng)的告警日志，以便后續(xù)的追蹤和分析。此外，告警管理模塊還可以通過設(shè)置不同的告警級別，確保運維人員能夠優(yōu)先處理重要告警信息，提高故障處理的效率。在具體操作中，可以使用傳感器來實時監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常情況，傳感器就會自動觸發(fā)告警信號。

對于設(shè)備告警的統(tǒng)一管理和通知，可以通過設(shè)置不同的告警閾值和觸發(fā)機制，實現(xiàn)對不同設(shè)備告警的分類管理。使用告警推送技術(shù)或短信、郵件、電話等，將告警信息發(fā)送給相關(guān)運維人員或管理人員，以便能夠及時了解設(shè)備故障情況并進行處理。在告警發(fā)生后，運維人員需要按照一定的流程進行故障排查和處理，可將常見的故障處理流程嵌入到告警管理模塊中，通過自動化方式進行故障排查和處理。

1.6 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊主要負責(zé)平臺的配置、維護和管理。該模塊通過提供一系列功能，如用戶、設(shè)備、數(shù)據(jù)、日志管理等，實現(xiàn)對平臺的全面掌控。系統(tǒng)管理模塊功能：①對平臺的各種配置參數(shù)進行設(shè)置和管理，如頻道數(shù)量、發(fā)射功率、調(diào)制方式等參數(shù)的設(shè)定；②對平臺所使用的各種設(shè)備進行維護和管理，如設(shè)備的定期檢查、維修、更換等，確保設(shè)備能夠正常運行，延長設(shè)備使用壽命，降低故障率；③對平臺所采集的數(shù)據(jù)進行存儲、處理和分析。通過對數(shù)據(jù)的分析和挖掘，可了解設(shè)備的運行狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)潛在問題、優(yōu)化資源配置等；④對平臺的操作日志進行記錄和管理。通過查看操作日志，可了解平臺的使用情況、發(fā)現(xiàn)異常操作、追蹤問題根源等，為平臺的穩(wěn)定運行提供保障；⑤對平臺的使用者進行管理和授權(quán)。通過對用戶進行分類、授權(quán)，可以確保不同的用戶只能在其權(quán)限范圍內(nèi)操作平臺，防止越權(quán)操作和數(shù)據(jù)泄露。

1.7 可視化與報表模塊

可視化技術(shù)通過圖表的形式展示網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)，包括信號質(zhì)量、覆蓋范圍、頻率偏差等關(guān)鍵指標(biāo)。這些圖表實時更新，用戶可以隨時了解網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。而且可視化技術(shù)還能以圖形方式呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，幫助用戶更好地理解網(wǎng)絡(luò)組成和分布。報表模塊將根據(jù)可視化技術(shù)提供的網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)，生成各類報告。這些報告包括故障排查報告、覆蓋范圍分析報告、頻率偏差統(tǒng)計報告等。用戶可以清晰地了解網(wǎng)絡(luò)中存在的問題和潛在風(fēng)險，及時采取相應(yīng)措施進行解決。根據(jù)報表生成的數(shù)據(jù)，決策者可以了解網(wǎng)絡(luò)性能的總體趨勢，評估當(dāng)前運維策略的有效性，并根據(jù)實際情況調(diào)整策略。

2. 智慧運維平臺測試

單頻網(wǎng)作為地面數(shù)字電視廣播的重要組成部分，其穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到電視廣播的播出質(zhì)量。因此，構(gòu)建智慧運維平臺，對單頻網(wǎng)進行智能化管理。

為驗證所提出的地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)智慧運維平臺的建設(shè)有效性，展開測試，以確保其在實際應(yīng)用中的穩(wěn)定性和可靠性?，F(xiàn)針對該智慧運維平臺對單頻網(wǎng)運行狀態(tài)故障的實時監(jiān)控能力和修復(fù)能力展開測試，分別利用誤碼率指標(biāo)、故障恢復(fù)率指標(biāo)對其故障監(jiān)控能力和修復(fù)能力進行衡量。則利用所提的智慧運維平臺，分別對10個地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)進行運維巡檢，則誤碼率指標(biāo)、故障恢復(fù)率指標(biāo)結(jié)果分析如圖4和表1所示。

根據(jù)表1所得結(jié)果可知，采用所提智慧運維平臺對所選的10個地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)進行運維巡檢，其所監(jiān)測的誤碼率結(jié)果基本與其單頻網(wǎng)的實際誤碼率結(jié)果一致，僅存在個別差異，但其監(jiān)測結(jié)果誤差均不超過1%。由此可說明，所提智慧運維平臺具有較強的單頻網(wǎng)運行狀態(tài)故障的實時監(jiān)控能力，能夠有效發(fā)現(xiàn)單頻網(wǎng)運行過程中問題，對電視廣播單頻網(wǎng)及時實施修復(fù)措施。

根據(jù)圖4結(jié)果可知，采用所提智慧運維平臺對所選的10個地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)進行運維修復(fù)，其故障恢復(fù)率始終高于預(yù)期，可達到99%以上。由此可說明，所提智慧運維平臺具有較強的故障修復(fù)能力，可有效完成對地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)的運維工作。

3. 結(jié)束語

智慧運維平臺可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化管理和運行維護的高效性。該平臺集成了多個功能模塊，可以全面監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)和安全情況，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。同時，智慧運維平臺還可以通過對歷史數(shù)據(jù)進行分析和處理，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和升級提供數(shù)據(jù)支持。因此，地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)的智慧運維平臺建設(shè)具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。

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作者簡介：王蘋（1977—），女，四川峨眉山人，工程師，研究方向：微波、地面數(shù)字電視。