數字電視中心演播共享網絡系統

盧英鎖

（北京電視臺，北京 100022）

1 引言

演播共享網絡系統的建設思路是由最初的單套或者多套演播室播出系統與制作系統緊密結合的思路演變而來，整合多個分散的演播室播出系統，提煉共性資源給多個演播室共享使用的方式，例如存儲設備、網絡交換設備、數據庫設備及錄放設備等，組成與制作相對獨立的演播室業務專用網絡系統。北京臺演播網絡系統正是基于此方式規劃設計，將演播室播出系統作為一個相對獨立的、服務性的業務子系統。提取共性設備集中部署，同時為每個演播室單獨部署常用設備，簡化演播室的控制操作流程和設備數量，最大化地利用軟硬件資源，滿足網絡化、流程化、數據化的非新聞類演播業務需求。

在數字電視中心演播共享網絡系統設計中，采用多種優化的技術重點解決了演播室播出中的安全性問題，例如主備同步播出、播出控制專用網絡、獨立的預監通道、3層結構播出/控制、循環墊播等關鍵技術手段，最大程度地保證演播室播出的安全性與穩定性。在靈活性、時效性的設計方面，我們在數字電視中心制播網絡系統總體規劃的基礎上，采用了邊遷移邊播出、延時播出、邊采集邊編輯等相關技術，在保證安全性的前提下提高了節目制播的整體效率；在先進性、發展性方面，采用了多通道媒體網關、MOS互連網關等相關技術，保證了本次建設的演播共享網絡系統的先進性與可持續建設。

數字電視中心演播室播出系統不再是使用磁帶作為主要介質，而是將節目文件自動遷移到演播共享存儲中，采用可靠的錄放服務器進行自動化播出。通過矩陣控制服務器的調度視音頻信號，錄放服務器的輸入/輸出通道可以靈活分配給相應的演播室使用。

2 系統可提供多種平臺服務

數字電視中心演播共享網絡系統是北京臺制播網絡系統的組成部分之一，按照應用系統實施規范說明，主干系統的業務支撐提供了多種平臺服務，以滿足演播共享網絡系統接入到主干系統。作為全臺業務系統的組成部分之一，與全臺其他業務系統實現互連互通。圖1給出了數字電視中心演播共享網絡系統。

1）核心服務：演播共享網絡系統將調用業務支撐平臺提供的核心服務的訪問接口，包括服務注冊、服務調用、服務查找、服務注銷。演播共享網絡系統將本系統提供的服務注冊到業務支撐平臺，并按照服務注冊接口的規范進行注冊。演播共享網絡系統查找、調用平臺公共服務或其他應用系統服務時，遵守服務查找、服務調用接口規范。

2）公用服務：演播共享網絡系統調用主干系統提供遷移、網絡校時公共服務，并提供調用公共服務的標準接口規范，應用系統如需使用主干系統提供的公共服務，應嚴格按照主干系統的標準服務規范進行調用。演播共享網絡系統遵循標準的網絡時鐘協議NTP，向主干系統獲取時鐘同步信息。

3）網絡監控：演播共享網絡系統將以SNMP形式提供業務系統的運行情況，并設置相關服務器負責收集演播共享網絡系統的各種運行數據。并且將該服務器模擬成一個標準的SNMP設備，且保證該設備的高可用性。同時該服務器應該提供SNMP Trap功能，當系統或關鍵服務狀態改變時提供主動通知機制。

4）統一認證：演播共享網絡系統登錄時將先通過統一認證服務進行身份認證。同時，演播共享網絡系統也將實現必要的認證信息和服務備份。

3 系統特點

3.1 實用性

實用性是系統設計的基本前提。本次規劃設計的演播共享網絡系統是在全面了解北京電視臺實際應用需求的基礎上，采用一切面向應用的設計方式，從網絡、存儲、主機、軟件等各個方面為演播共享網絡系統定位所提供的實用的解決方案[1-2]。

在數字電視中心演播共享網絡系統設計中，從演播資源共享方式、多通道錄放服務器技術、邊采邊播技術、延時播出技術、本地快編輯技術等關鍵技術點體現出了遵循實用性的設計原則。

3.2 安全性

數字電視中心演播共享網絡系統將承擔北京電視臺非新聞類節目、體育節目的演播室直播、錄制以及準直播業務，其安全性至關重要。在本次演播室共享網絡系統的解決方案中，主要從以下3方面考慮安全性內容：

1）無單一崩潰點。演播室共享網絡系統需要從硬件、軟件、網絡構件、通信介質、布線規范和電源供給等多方面加以考慮。如數據庫、存儲、存儲管理等關鍵設備或系統采用冗余設計，允許系統單點故障的情況下可繼續工作。

2）系統級別備份。演播室共享網絡系統按照業務區域將劃分為綜合業務樓共享系統與演播中心樓共享系統2個子系統，系統之間將互相備份存儲數據庫，以實現系統層面的備份。在任何一套子系統出現故障時，均可采用另外一套子系統承擔當前的演播業務，而不會導致數據丟失等現象。

3）系統應急預案。在系統出現緊急的、意外的故障時，考慮必要的應急預案，來完成緊急情況下的演播室播出業務。如在系統設計中考慮錄放服務器的本地直接上載、快編工作站的直接播出、系統級別的備份、自動隔離的防病毒措施等，都是應急預案所考慮的范圍。應急預案不是常態的工作手段，其目的是保證在緊急狀態下，犧牲部分靈活性和方便性，而保證業務的連續性。

3.3 先進性

在實用和安全的基礎上，數字電視中心演播共享網絡系統要有一定的前瞻性。必須考慮應用和需求的發展以及技術的進步，從而確保系統具備可持續發展能力。系統的先進性涉及多個方面，例如整體結構、核心設備、流程管理、演播室播出技術等。

在整體結構上，首先在基于北京臺采用“SOA結構”建設整個制播網絡系統框架體系的指導思想下，實現演播共享網絡系統以服務提供者或者服務實用者的方式接入主干系統；在實現技術上，采用國內先進的演播共享技術，利用3層結構的播出控制技術、多通道的播出或錄制技術以保證演播室共享網絡系統自身的先進性。

3.4 發展性

從建設和應用的角度看，按照北京臺的整體規劃，全臺制播網絡系統不是一步到位的。從技術進步、業務發展和功能擴展的角度看，建成的網絡也不可能靜止不變，還需要根據實際運行情況加以優化調整，并隨著技術和應用的拓展而發展。因此，發展性原則是對演播共享網絡系統實現的重要要求，也是系統適應未來、適應發展的一個重要保障。

在數字電視中心演播共享網絡系統方案設計中，采用整體規劃、分步建設的方式。首先，在系統結構上支持連續的業務擴展，例如播出通道、支持的演播室數量、存儲容量等都可隨著業務的發展而擴展。其次，在本方案設計中，核心存儲設備將支持北京臺整體規劃中對演播業務的需求，以保證在系統擴展時不更換核心存儲設備。最后，本系統設計中的核心設備、部署在演播室本地的設備都支持單元式的擴展方式，并且可以熱接入方式擴展，以保證在業務不中斷的情況下擴展業務處理能力[3-4]。

3.5 開放性

采用總線結構解決各業務子系統之間的互連互通。在數字電視中心演播共享網絡系統接口規劃上遵循應用系統實施規范，在數據格式上也同樣遵循。做到系統接口、數據格式等方面的開放性，并開放給制播網絡系統的主干系統，以實現與其他業務系統的互連互通。

4 系統設計要求

4.1 演播資源共享

在數字電視中心演播共享網絡系統的設計中，將演播室播出系統作為一個獨立的、服務性的網絡系統，提取共性設備集中部署，同時為每個演播室單獨部署常用設備，簡化演播室中控制操作流程和設備數量，最大化地利用軟硬件資源，通過網絡化、流程化滿足非新聞類演播業務的日常需求。

在數字電視中心演播共享網絡系統設計中，采用目前先進的多通道技術、邊遷邊播技術，還增加基于I/O通道共享、視頻服務器共享、共享與專用結合等技術方式，使演播室共享技術更為先進、更為穩定。數字電視中心演播室播出系統不再使用磁帶作為主要介質，而是將節目文件自動遷移到演播共享存儲中，采用可靠的錄放服務器進行自動化播出。通過矩陣控制服務器的調度視音頻信號，錄放服務器的輸入/輸出通道可被靈活分配給相應的演播室使用，使得有限演播室資源可以靈活地為各種應用服務。

4.2 演播安全及穩定

演播室播出的安全性、穩定性一直是演播共享網絡系統需要解決的重點問題之一。演播安全穩定不是一蹴而就即可解決的問題，只有積累了大量已經實施的、客戶已經正式使用的案例，才可保證演播安全，解決演播室播出中的多個技術難題，例如幀精確的控制、幀精確的主備同步、7×24 h的連續播出、邊遷邊播等技術。更為重要的是實現這些技術的高穩定性，以保證數字電視中心的正常使用。

4.3 系統級別備份

按照整體規劃，數字電視中心演播室數量可達到20個以上，如果采用1套演播室共享網絡系統，必將帶來系統級別單點故障的出現。在北京臺的需求中，把演播共享網絡系統分為2套相互獨立的演播共享網絡系統，分別為綜合演播樓共享系統和演播中心樓共享系統。2臺演播共享系統可獨立運行，同時也是相互備份的關系，以在某一套系統出現故障的時候，另外一套系統仍可提供演播室播出服務，做到業務不間斷。

4.4 兼容多演播業務

按照數字電視中心演播室共享系統規劃，系統需要承擔非新聞節目、體育節目的演播室直播、錄制、準直播等多種業務。另外，還要承擔諸如延時播的特殊業務需求。在數字電視中心演播共享網絡系統設計解決方案中，可兼容多種業務需求。在系統設計的功能上，提供靈活的通道設置、主備同時播出、延時播出時間任意設定、播出格式直接采集等多種技術手段，以兼容各種演播業務需求。

4.5 接入主干系統

數字電視中心制播網絡系統是一個網絡化、數據化、流程化的全臺網系統，演播共享網絡系統是其組成部分之一，屬于主干系統之外的業務系統。各子系統需嚴格按照與主干接入的實施規范，設計子系統的基礎網絡連接、業務流程、系統接口等[5]。

因此，在數字電視中心演播共享網絡系統方案設計中，將嚴格遵循臺方提出的應用系統實施規范接入到主干系統中，實現演播共享網絡系統的各種對外交互流程，滿足臺里的統一規劃。另外，能否按時完成接入，實現全流程的網絡化工作模式將成為系統設計的關鍵。

4.6 與傳統設備結合

北京臺目前演播室播出系統中，大部分是采用傳統的視音頻設備、磁帶、錄/放像機等結合的方式播出。在新臺制播網絡系統的全局規劃考慮下，演播共享網絡系統將采用網絡化、數據化的方式實現演播室播出業務。但采用網絡化方式，并不意味著全部拋棄傳統設備，而是利用網絡化及數據化快捷、靈活、方便的特性，同時結合傳統設備的穩定、技術熟悉等方面優勢，以保證播出的安全、穩定、靈活、快捷。

數字電視中心演播共享網絡系統中的播控就同時支持錄放服務器、視頻服務器、錄像機的控制，采用MOS網關技術支持字幕機的聯動，另外也支持網絡系統與外接時鐘信號的連通等，這些都是網絡與傳統結合的體現。表1給出了數字電視中心演播共享網絡系統的功能介紹。

5 小結

演播共享網絡系統整合了多個分散的演播室播出系統，將共性資源提供給多個演播室共享使用，組成與制作系統相對獨立的演播室業務專用網絡系統，簡化了演播室的控制操作流程和設備數量，最大化地利用軟硬件資源，滿足網絡化、流程化、數據化的非新聞類演播業務需求。

表1 數字電視中心演播共享網絡系統的功能簡介

[1]雷振甲.計算機網絡管理及系統開發[M].北京:電子工業出版社，2002.

[2]TANENBAUM A.計算機網絡[M].潘愛民，譯.4版.北京：清華大學出版社，2004.

[3]方德葵，張琦，張衡.電視數字播控技術[M].北京：中國廣播電視出版社，2005.

[4]方德葵，王明臣，姜秀華，等.數字電視與高清晰度電視[M].北京：中國廣播電視出版社，2005.

[5]盧英鎖.數字電視中心總編室編播網絡系統[J].電視技術，2010，34（2）：61-64.