硬盤播出系統在高校實驗室的應用

段永良，周洪萍，蔡莉莉

（中國傳媒大學南廣學院，江蘇 南京 211172）

0 引言

中國傳媒大學南廣學院開辦的首個工科專業是廣播電視工程，經過7年的建設，廣播電視工程專業已成為院級品牌專業。為滿足廣播電視事業在“十二五”新時期發展中對高素質、高水平的廣播電視應用型人才的需求，廣播電視工程專業正在建設硬盤播出系統實驗室，一方面滿足教學需要，一方面滿足電視臺相關人員培訓需要。

1 播出控制系統設計

系統采用正在各級各地電視臺推廣應用的2個通道的數字化硬盤播出系統作為基本架構，能1次供16個學生參與實驗，架構安全、可靠、靈活。整個系統由上載審看、編輯節目播出單、播出控制等部分構成，采用標清嵌入式SDI信號格式，支持雙聲道嵌入音頻功能。整個系統上載與播出分離，服務器采用分布式架構，具備自動技審功能、完善的播出流程控制與管理功能，能滿足校內多種信號的調度、分配。系統軟硬件采用先進、科學、可靠的技術，并有很強的系統兼容性和可擴展性，配置靈活、易于操作、便于應急、維護方便。

整個系統技術指標符合國家廣播電影電視總局頒布的行業標準和ITU-R BT.601、SMPTE259M等有關標準。

系統為單視頻服務器方式，采用1臺MagiStream-LX視頻服務器完成2套標清節目播出任務，此服務器在國內省會級以上電視臺多頻道播出系統有應用實例。系統配置使用2個通道，可方便擴展至4個通道；具備應急上載、審看及播前頭尾檢測功能；確保文件的兼容性。

系統采用1臺文件服務器作為2套節目的數據庫，采用2臺上載工作站、2臺編單審片工作站、2臺播控站、2臺字幕機串聯播出臺標字幕。

播出系統周邊設備采用技術成熟、應用廣泛的產品，指標高、穩定性好，在多家地市級電視臺有大規模應用，維修、維護方便。采用模塊化的設備，不使用雙通道及多通道模式（除字幕臺標的鍵信號和填充信號可共用視分外）。模塊化設備為同一系列，使用統一規格機箱。周邊設備技術指標達到國家廣電總局相關標準。本機能夠存儲所有的參數設置，同時可以通過網絡存儲到外部監控計算機中。

系統的功能特點：

1）各個通道主備自動播控工作站實現對相應通道應急錄像機、主備分控矩陣、視頻服務器的通道、主備鍵控器和字幕機等進行自動控制。

2）主備自動播控工作站間采用心跳線連接。備播控工作站實時自動檢測主播控工作站的工作狀態。當主自動播控工作站出現錯誤時，備份自動播控工作站可自動或手動接管控制權并同時發送報警信息。當主自動播控工作站恢復正常，控制權可手動接管。

3）播出控制工作站可以檢測控制設備的狀態，如果發現設備出現故障，軟件自動切換到應急備份信號源，最大限度地縮短誤播時間，自動應急可以切換為手動控制，主播控機損壞或死機時備播控機自動接替切換臺控制權并報警。硬盤主路損壞自動切換到硬盤備路并報警。

4）系統中任意播控工作站都支持多格式數據備份功能，當播控網絡發生故障時，各播控工作站可及時調用備份數據，不影響正常播出。

5）播控機重新啟動播出軟件時，可以恢復播出現場，自動跳躍恢復故障所應用的時間間隔，按照原有的節目單繼續自動播出。

6）具有同步主備通道節目播放功能。在由于其他原因造成主備服務器播出不同步的時候，可以將不同步的畫面向節目單編排的時間校準。

7）為了保證播出所使用的硬盤節目不被意外刪除、節目單不被意外改動，播出過程中可以鎖定正在使用的節目單，節目單和其中涉及的所有硬盤素材都不能被更改和刪除，保證播出安全。

8）播控機具備完善的播出記錄功能，可以將工作人員的操作記錄、設備控制記錄、設備檢測記錄等存儲到系統日志文件和日志數據庫中，只有具有相應管理權限的人員才能夠對日志數據進行操作，并可以輸出報表。

本方案選用了先進的控制通信技術，利用IP網絡集中控制器將發控端及被控端的信號全都接轉成網絡IP的方式進行控制，具有如下特點：

1）基于IP方式的協議使端口共享

發控端與被控端之間的隨意性，只要是能接受的、端口是絕對放開的、通信間的協議是暢通的，它們就不受空間、位置的影響，可以與對方通信，端口與端口之間的轉換也就非常簡單、容易了。網絡控制如圖1所示。

2）實現對422設備的精確控制

正常播出情況下，播控機通過網絡控制視頻服務器實現精確到幀的節目播出，同時播控機通過422服務器隨時可以控制切換臺、切換器以及應急錄像機，在需要時準確地控制切換器，切換到需要播出的通道實現自動播出切換，如圖2所示。

3）支持離線播出

系統支持離線播出功能，即在播出控制服務器出現故障時，播出視頻服務器仍然能夠根據本地節目單進行播出，提高系統的安全性。

4）支持擴展升級

在擴展升級時只需要增加IP網絡集中控制器的數量，即可增加系統中可控制的設備數量。

2 實驗設計

根據《數字電視制播技術》課程教學計劃，安排了8次實驗、每次2學時，以熟練掌握硬盤播出系統的結構原理和操作、維護方法。

2.1 硬盤播出系統認知

通過本實驗，使學生了解視音頻線的區別，認識視音頻各種接口、協議；熟悉播出系統的主要作用和播出系統中各個周邊設備的作用；熟悉硬盤播出系統的網絡構架和通道圖，了解系統中視音頻信號所經過的每一個環節，并熟悉每一個環節的作用；學會制作視音頻線、掌握制作方法；根據分控系統通道圖，畫出系統框圖，分別列出播出系統中信號通道結構和網絡結構中的所有設備。

硬盤播出系統由節目數字化媒體系統、播出系統、播出管理系統和通道分控系統組成[3]。

節目數字化媒體系統由收錄服務器或上載工作站等軟硬件設備構成，完成整個電視臺節目的數字化上載及存儲，如錄像機磁帶節目上載、衛星節目的收錄、制作網絡節目素材文件的遷入等。

播出系統以MagiStream系列視頻服務器為核心，配備各類型與播出相關的工作站、服務器及周邊設備（切換臺、矩陣），構成電視臺完整的總分控播出系統，完成電視臺的節目播出。

播出管理系統由系統設備監測、監錄服務器、播出系統監控服務器等軟硬件設備構成，完成整個播出系統的管理，對播出系統中關鍵播出設備及播出狀態實時監控，以及進行節目長時間監錄檢索。

通道分控系統以主備視頻服務器播出信號為主播信號源，以應急錄像機信號、外來信號（演播館、數字電視實驗室、非編實驗室等）、矩陣調度信號、墊片信號、測試信號等為備播信號源，如圖3所示。

2個通道全部采用切換器的方式播出。播出信號的監看采用大屏幕多畫面分割監看的方式實現。配置獨立的臺標和字幕系統，通過切換臺的下游鍵實現臺標字幕的混合。字幕系統設計為播出聯動結構，播出系統可方便地對字幕系統進行控制。信號傳輸方式采用模擬復合信號（CVBS）。

2.2 硬盤播出軟件系統

通過本實驗，使學生熟悉硬盤播出系統中各類軟件的作用和各類軟件之間的密切關系；熟悉整個系統中軟件的操作流程，特別是播出業務流程；熟悉各類軟件的簡單操作方法；畫出播出業務流程圖。

播控軟件采用模塊化結構，各功能模塊既相對獨立，又協調一致、緊密配合，具有先進的管理機制，安全的操作流程。其主要模塊有：MagiList節目串聯單編輯模塊；MagiLive播出編輯、控制模塊；MagiLogA廣告串編模塊；MagiSencor自動技審模塊；MagiMS系統功能管理模塊、播出統計模塊。所有軟件模塊構架于SQLSERV?ER2008數據庫結構之下，各個模塊的相互關系如圖4所示。播出業務流程如圖5所示。

2.3 上載工作站操作

通過本實驗，使學生熟悉上載工作站在播出系統中的作用；熟悉上載工作站的使用方法，包括節目單上載方法、電視劇上載方法、廣告上載方法、自定義上載方法。

素材上載是將節目素材通過采集方式存儲于服務器或盤塔的硬盤中供播出使用。上載主要負責根據總編室給出的節目單進行素材采集工作。包括素材采集和素材編輯，可以將采集的節目直接進行審片操作，并且支持在上載素材的同時對已上載的素材進行編輯審核。

素材上載界面說明如圖6所示。

素材上載界面有三個區域，左邊為上載區域，右邊為審核區域，下邊為設備連接狀態顯示區域。

上載區域主要包括采集畫面顯示窗口、上載素材顯示窗口、采集控制顯示。采集畫面顯示窗口用于顯示采集時，通過各種信號源輸入的視頻信號。采集素材顯示窗口用于顯示通過各種檢索條件查詢素材庫中的素材，采集時直接上拖或雙擊此素材到采集畫面顯示窗口。

審核區域主要包括素材回放畫面顯示窗口、審核素材顯示窗口、編輯控制顯示。素材回放畫面顯示窗口用于顯示審核時，回放采集的素材。審核素材顯示窗口用于顯示通過各種檢索條件查詢素材庫中的素材，審核時直接雙擊此素材到回放畫面顯示窗口。編輯控制顯示用于控制素材審核設置，如設置入出點，素材入庫，如圖7所示。

設備連接狀態顯示區域用于顯示當前連接設備的狀態，可以隨時檢測服務器、盤塔及錄像機等的運行狀態。

按照素材上載操作流程（登陸→導入節目單→節目單上載→審核節目單），分別完成1次節目單上載、電視劇上載、廣告上載、自定義上載。

2.4 編單工作站操作

通過本實驗，使學生熟悉編單工作站在播出系統中的作用；熟悉編單工作站的使用方法，主要是節目單編輯方法和廣告單編輯方法。

節目單編輯主選單包括文件、編輯、設置、查看、幫助；廣告單編輯主選單包括文件、編輯、查看、幫助。通過節目單編輯操作、廣告單編輯操作，完成一天中白天、晚上的節目單和廣告單的編輯、保存、審核。

2.5 播出控制工作站操作

通過本實驗，使學生熟悉播出控制工作站在播出系統中的作用；熟悉播出控制工作站的使用方法特別是播控軟件的使用方法；熟悉播控人員的工作職能。

播控系統主選單包括系統、編輯、操作、窗口，通過選單進行“用戶登錄”操作、墊片設置操作、添加素材條目、添加VTR節目和轉播條目。要求完成播出系統墊片的設置；實現在節目單中任意時間段手動添加一個播出條目；手動添加一個VTR節目或者外來信號節目；手動給某一條節目添加左飛字幕和角標。

2.6 字幕機操作

通過本實驗，使學生熟悉字幕機在播出系統中的作用；熟悉字幕機的使用方法。

操作對象為廣播級圖文字幕板卡、服務器級別計算機、Top Info圖文字幕播控系統軟件。

通過字幕機的一個入門操作實例，使學生學會建立并播出字幕機的各項任務；學會播控機與字幕機的聯動播出。

2.7 文件服務器、視頻服務器系統維護

通過本實驗，使學生熟悉文件服務器、視頻服務器在系統中的主要作用；學會對文件服務器及其數據庫、視頻服務器及其播出端的維護，掌握維護方法。

2.8 硬盤播出系統維護及常見故障處理

通過本實驗，使學生學會對硬盤播出系統進行日常維護、學會發現并解決硬盤播出系統的常見故障；掌握常見問題的解決方法，能夠獨立解決播出系統軟件、硬件故障。

播出系統的技術管理包括制定維護內容和維護計劃、實施設備維護和系統維護、處理常見軟件問題和常見硬件設備故障。

[1]江蘇太倉電視臺數字化硬盤播出系統概述[EB/OL].[2010-12-23].http://www.cbvt.com/info.aspx?n=20101223161742709249&tag=3.

[2] 張亦江.淺談珠海臺電視播出系統改造[J].電視技術，2010，34（11）：70-72.

[3] 方哲堅.安全實用的數字硬盤播出系統[J].視聽界（廣播電視技術），2008（2）：72-75.