建德電視臺硬盤播出系統簡介

許 軍

（建德電視臺，浙江 建德 311600）

2011年上半年，建德電視臺投入100多萬安裝了全新的數字化硬盤播出系統。結束了建德電視臺模擬硬盤播出的歷史。2011年下半年，新播總控系統正式上線，順利播出。這次數字化改造采用的是全新的進口視頻服務器，并且建立起了一個有特色的、適合未來業務發展的播控系統。

1 系統整體架構

建德電視臺播總控系統是2個頻道的全自動硬盤服務器播出系統。升級后的視頻系統以2臺MAXX 2400視頻服務器為核心，以錄像機為輔，構成了網絡化硬盤自動播出系統。播出系統采用數字視頻（嵌入音頻）信號播出，標配數字、模擬兩種接口，支持服務器上載和有卡采集。分布式上載工作站可以通過422接口遠程控制MAXX 2400視頻服務器進行應急采集，額外還配備4個有卡上載站，并且有卡上載工作站支持軟審核功能，有卡上載站還支持文件直接拷貝進入系統。系統軟件為安徽勵圖的網絡化自動播出軟件Ela.NET，該網絡系統以數據庫服務器為數據核心，各個終端通過網絡實現數據的交互，從而實現從總編室節目單編輯、審核，到節目上載、審核，節目播出以及播出后的統計查詢等全網絡化操作流程。該系統在設計之初還考慮到無帶化工作模式下，文件從碟片或非編系統直接進播出系統的模式。

考慮到縣級臺設備資金有限，往往數字接口設備比較少，都是以往的模擬設備，為了節約資源，設備的共享十分重要，例如，一個數字錄像機要可以被多采集點調用，同時大量的模擬信號需要進行數字A/D變化的，也要共享的加嵌A/D設備，這個就需要調度矩陣來完成，因此整體系統是由包括總控調度系統、上載模擬矩陣和數字矩陣調度系統在內的2個系統、3個矩陣組成。調度系統采用的是新購置的大連捷成的數字矩陣和相關周邊設備，以及原先舊的捷成分量矩陣，這樣一方面可以節約設備資源的浪費，共享資源，一方面可以在源頭上進行數字化改造。為了數字化改造得徹底，實現脫離錄像帶的全臺硬盤化播出，選購的上載系統一定要實現MPEG-2文件采集播出和MPEG-2打包文件直接通過異構網關和千兆以太網絡直接進播出系統。為此，需要1臺異構網關服務器，以及開放式的上載下載系統，支持文件直接拷貝或者轉碼進入播出。新設備和老設備的共享使用，以及文件的全硬盤無帶化播出是這次系統改造的兩大亮點。

1.1 視頻服務器的選擇

在核心播控上，所謂安全播出，安全是最主要的，視頻服務器除播出外的閑置通道端口也要可以被系統綜合共享使用，這樣才可以避免浪費和閑置。經過各產品實際性能對比，選用了美國3600 Systems的MAXX-2400。進口服務器要比國產服務器貴很多，2臺服務器就占到所有預算的接近一半了。但是綜合的性價比是此次選擇的關鍵。

單機5 Tbyte的容量空間，RAID 6支持2個硬盤同時壞掉、4通道連續不間斷的播出，每個通道2～50 Mbit/s的碼率，其中2個還是雙向通道，支持采集，實現共享上載和應急上載等功能，所有的這些都很具有吸引力和競爭力。選擇它最主要的一點就是嵌入式Linux系統，安全穩定，即使網絡上有病毒，服務器依然可以在不受感染的環境下運行。體驗一下視頻服務器系統的安裝，把光碟放進去，系統會問“是否重新安裝系統”，選擇“是”，5 min就可以完成系統安裝，這對于其他的進口視頻服務器來說不可想象。尤其是基于Windows平臺的服務器，如果系統一旦崩潰，除了Ghost恢復，別無他法。但是MAXX-2400是嵌入式Linux系統很安全，每個端口還可以實現獨立的端口控制，很適合共享和應急上載使用。視頻服務器的應用如圖1所示。

圖1 視頻服務器MAXX 2400應用簡圖

1.2 分控方式的選擇

視頻服務器的控制方式有很多種，筆者查閱了國內外的成熟經典案例，決定采用VDCP控制方式。全國目前絕大部分電視臺都采用這種受控方式。VDCP控制協議已運用很多年了，非常穩定，能夠實時控制，現場發送命令，視頻服務器馬上就要響應播出，即使到最后一刻也可以改節目單。但VDCP控制有個缺點就是點對點的方式，如果一臺播控站有問題，馬上會導致它控制的視頻服務器無法播出，這樣就很危險。筆者考慮到這個問題，在構建系統的時候避免了這個情況的發生：采用增加控制倒換器的方式，即使其中一臺控制站有問題，系統會自動發出報警，然后就可以倒換到備用的播控上，把原先主播控的工作全部倒換到備播控上，備播控就控制主備視頻服務器同時播出，等待工作人員處理，真正做到交叉控制。

1.3 控制鏈路的選擇

要實現設備共享、避免設備閑置的主要方法就是控制鏈路的交叉控制。總控矩陣等調度設備，應急上載等公共采集通道，這些都是可以被任何站點自行調度使用的，采用共享方式。總控切換矩陣可以自由地調度1個視頻服務器上的應急上載通道被本地利用，審片和上載。用完后再釋放，等待下一個站點的調用。而且這個上載是直接上載到服務器中，這邊上載馬上就可以播出，可以邊上載邊播出，也可以起到延時播出的作用，做到定時延播，適合直播使用，最大限度地利用視頻服務器。這些應急的上載工作都不是在播控完成控制的，而是在任意一臺上載工作站遠程控制視頻服務器的應急上載通道，播控只控制播出，分開工作，提升安全性能，而且還能避免視頻服務器通道浪費。

1.4 上載方式的選擇

上載方面，單機可以控制多通道上載，為了節約成本，減少資源浪費，一臺上載工作站實際是可以控制多通道的。建德電視臺每臺標配的上載工作站都采用有卡上載，在有卡上載站利用自己本身的通道采集的同時，還可以控制遠端的視頻服務器端采集，單機多采集。采集前端還有矩陣，可以調度各路非編站點、DVD端、錄像機等信號采集，方便使用，并且這些信號都是可以通過軟件自動調度矩陣的。此外，前面也說到文件硬盤化播出的實現。每臺有卡上載站還配備了MPEG文件導入的方式，可以把MPEG文件直接導入到系統播出。非編打包出來或者光碟中的MPEG文件，先拷貝到異構網關上，網關隔絕了播出和非編網絡，病毒不會透過該網關發廣播病毒風暴，保證了播出網的安全，網關定義為只允許視頻文件通過，進入系統后，會自動完成視頻文件格式的檢驗，合格的文件直接進入播出系統等待播出，不合格的文件自動完成轉碼，再進入系統，保證了文件的安全和格式準確。

在做節目上載的時候，一方面保留了1∶1的采集傳統上載，一方面也打開了先進的文件直接導入上載，上載速度是1∶4。這個對于格式要求苛刻的進口服務器來說已經很不容易了。

1.5 安全預案

系統中的安全預案有：一旦1:1采集有問題，會打包上載；如果打包上載有問題，任何站點可以調用應急上載通道，直接上載到服務器，并且可以邊上載邊播出；如果還有問題，非編信號直接進入總控和分控，可以在準點把非編信號切出去（當然這對非編的穩定性有要求，只能做應急預案，不推薦使用）。以上只是信號源上的主備播，對于整個系統來說，不單是主備視頻服務器，而是以視頻服務器為核心主備播出系統，包括主備的校時、主備的同步、主備的切換器、主備數據庫等，以上這些就是交叉式的視頻鏈路信號系統。每個節點主備都是相互交叉出現的，即其中一個主設備壞了以后，備設備會接管，把該視頻鏈路剩下的部分拼成一個完整的部分。這些都是設備共享的好處，既避免的浪費，又增加了鏈路的安全性。

1.6 總結和擴展

在系統中通過直控或者共享控制，播控控制了幾乎所有的設備，包括上下鍵、上下字幕、總控的調度，并且通過總控的調度，可以實現全臺信號的共享使用和上載。系統還設計了采用編單的形式，在某個時刻自動調度好矩陣，然后方便定時采集，實現了自動收錄節目。播控還提供語言報警、控制錄像機等，而且預留了很多接口，以適應今后若干年廣播電視事業的發展。當然，一些細節也是需要注意的。例如，音頻是要處理的，縣級臺制作水平有限，為此增加了加音頻處理器，左右聲道疊加，然后壓線處理。此外，每天欄目的上載播出后還要方便備份存檔，由于現在還沒有媒資系統，為了在將來建成媒資系統后，現在的自辦節目能直接導入媒資系統，因此利用播控的二級存儲保留成品節目，有時還要把成品節目下載下來，刻成光碟，這些看似簡單，但進口服務器下載下來的格式不是MPEG，所以最后解決這個問題還要制定嚴格的遷移策略，為媒資系統預留接口。

設備共享模式的控制簡圖如圖2所示。

圖2 設備共享模式的控制簡圖

2 網絡系統

網絡系統的一個特點是引入了異構網關，可以實現全臺文件硬盤化無帶傳輸。把非編網絡和播出網絡通過網關連接起來，非編文件或者外來的文件直接通過網關過濾后，進入播出系統播出。還有一個特點就是主備數據庫服務器。建德電視臺選用的數據庫備份方式是一種真正意義上的雙機熱備，一旦數據庫中的一臺服務器發生問題后，會自動切換到另一臺數據庫服務器，對于工作站點的用戶來說是感覺不到的。而且這種備份不是傳統分時段或定時的備份，而是實時備份，不會丟失數據，也不會出現從上個主備同步時間點到出現問題這個時間點之間的所有信息丟失的情況。每時每刻主備都嚴格一致，主備之間的切換是自動的。不過即使數據庫連接中斷，已經在本地的節目單還是可以離線播出，保證至少當天節目的正常播出。此外網絡也是主備化。

3 字幕和頻道包裝系統

網絡字幕編單站是筆者利用舊計算機改裝的一臺編單站，在幾個樓層以外就可以編好字幕單，提交到播控，與播出系統有點類似，但是沒有時間概念，字幕的播出完全受播控控制，但是二者又通過串口相連，不會傳染病毒，可以做到真正的無人值守，字幕自動上下。也可以實現衛視頻道的倒計時、節目預告、電視劇掛角等一系列的功能。當然，與三維包裝系統相比可能還有一定差距，但方便操作、效果好、簡單實用才是最主要的。還有就是價格，二維包裝和三維包裝的價格差距還很大，如果財務允許的話，可以考慮購置三維包裝系統。

4 工程施工

搭建一個系統并不簡單，從機房的選地、裝修，配電的設計，機柜操作臺電視墻的位置，到設備安裝、布線、調試、并機播出、切換，每樣都需要耐心，要在自己和預算的能力范圍內做到最好。建德電視臺播總控項目從2010年12月開始規劃方案，2011年3月開始做工程施工，5月開始做設備調試和相關培訓工作，10月底并行試播，11月1日全部正式切換播出，11月完工驗收。工程嚴格按照TIA/EIA-606（CSA T528）通信基礎設施管理標準進行，滿足或超出ANSI/TIA/EIA-568-A商業建筑的電信線纜標準規定的特性要求，滿足或超出YD/T926（1999）的要求和標準。施工過程中無任何安全事故，正常平穩。

5 小結

在整硬盤播出系統升級改造過程中，通過公開招標的方式，最終選用了安徽勵圖的設備集成和軟件。目前整個系統已經投入運行，經過檢測，各項指標和要求也都達到了招標前的設計要求，包括了集成布線、硬件安裝調試、播控軟件、字幕系統等。當然，現在的播總控系統只是整體改造的一個方面，在未來還將搭建全臺網絡一體化，全臺的媒資系統、演播室直播系統等都將會融入到全臺制、播一體化系統中來。