烏魯木齊電視臺高標清數(shù)字化硬盤播出系統(tǒng)特點分析

文丨張 杰

（烏魯木齊電視臺，烏魯木齊 830092）

廣播影視事業(yè)發(fā)展已步入“十二五”規(guī)劃，根據(jù)廣電總局相關文件精神，我國各級電視臺將逐步實現(xiàn)高標清同播，到2015 年將是由標清向高清過渡的重要階段，認清當前廣電技術發(fā)展趨勢結(jié)合實際項目，筆者參與設計搭建了具備即適合本臺當前需求又能滿足未來發(fā)展的高標清數(shù)字硬盤播出系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體組成

系統(tǒng)總體是由控制軟件部分和硬件集成部分組成。整個系統(tǒng)依照國家廣播電影電視總局有關電視臺建設標準進行設計和施工，技術指標符合總局頒布的廣電行業(yè)標準。

1.1 軟件系統(tǒng)部分 明確全臺節(jié)目播出業(yè)務流程，以業(yè)務流程為主干設計各個模塊化軟件。軟件包括：總控節(jié)目調(diào)度軟件、節(jié)目上載軟件、節(jié)目編單軟件、播出管理軟件、節(jié)目素材管理軟件、節(jié)目遷移軟件等。每個軟件系統(tǒng)之間既相互獨立又彼此聯(lián)系，最重要的是必須保證軟件在各種情況下都能穩(wěn)定可靠的運行。 本臺播出業(yè)務流程關系圖見圖一 ：

1.2 硬件系統(tǒng)部分 本臺的高標清數(shù)字化硬盤播出系統(tǒng)包括：總控調(diào)度子系統(tǒng)、分控播出子系統(tǒng)、節(jié)目上載子系統(tǒng)、二級存儲子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)，UPS 及精密空調(diào)子系統(tǒng)等部分組成 。見下圖二：

硬件系統(tǒng)組成中總控調(diào)度子系統(tǒng)是通過矩陣控制設備對全臺的信號，如演播室信號、播出信號、外來衛(wèi)星信號等信號進行調(diào)度分配的系統(tǒng)。

圖一

分控播出子系統(tǒng)是播出節(jié)目通過節(jié)目上載系統(tǒng)將模擬或數(shù)字磁帶信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字文件，將播出節(jié)目的數(shù)字文件遷移到二級存儲子系統(tǒng)等待對節(jié)目下一步操作。在正常流程下，所有頻道所需的播出節(jié)目文件均按照節(jié)目單通過二級存儲子系統(tǒng)提前3天遷移至分控播出子系統(tǒng)中的視頻服務器，等待節(jié)目播出；而在非常規(guī)狀況下，需通過緊急快速通道，將上載完的數(shù)字節(jié)目文件，不經(jīng)過二級存儲直接遷移至需要播出此數(shù)字文件的視頻服務器中，完成在緊急狀態(tài)下的安全播出工作。

傳輸子系統(tǒng)負責對所播出的節(jié)目信號進行編碼、復用打包，以TSI碼流的形式向網(wǎng)絡傳輸、地球衛(wèi)星站等外界傳輸節(jié)目信號。UPS 及精密空調(diào)子系統(tǒng)則是負責整個機房設備的安全供電和環(huán)境管理，保障各個設備的安全運行。同時還有播出節(jié)目信號監(jiān)錄和設備工作狀態(tài)監(jiān)控兩個小系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)特點分析

2.1 設計架構和使用方式的創(chuàng)新 目前廣電行業(yè)大多是設備特別是高端設備完全依賴于國外進口，比如攝錄設備依賴于日本、IT設備依賴于歐美。與之相對應購買和維護的費用相當昂貴而且時間周期長，嚴重制約了整個廣電行業(yè)的發(fā)展。鑒于行業(yè)現(xiàn)狀和本臺所在邊疆的現(xiàn)實情況，我們在系統(tǒng)架構和設備選型上大膽采用異構模式。

和以往傳統(tǒng)硬盤播出系統(tǒng)服務器上載服務器播出的主體架構不同，我臺采用了工作站上載服務器播出的主體架構。從技術細節(jié)上服務器上載屬于硬件編解碼，穩(wěn)定可靠但造價和維護成本高，工作站上載屬于軟件編解碼，雖然穩(wěn)定性沒有前者有優(yōu)勢但是靈活性和造價方面優(yōu)勢明顯，而且工作站的維護成本遠遠低于服務器。所以從長遠發(fā)展來看工作站上載+服務器播出的異構模式是非常有發(fā)展前景的，同時從我們目前的使用情況來看也是如此。

圖二

在播出視頻服務器設備選型上也采用異構的模式，主、備視頻服務器采用各方面性能良好的進口服務器，體現(xiàn)的就是它的安全可靠穩(wěn)定，第二備播視頻服務器則采用性能優(yōu)良，特別是兼容性良好的國產(chǎn)視頻服務器，三臺視頻服務器其中兩臺互為熱備，另一臺采用不定時熱備的方式使用，從安全策略上實現(xiàn)了視頻服務器間相互備份。同時從成本和長遠發(fā)展考慮，進口視頻服務器各方面成本要高于國產(chǎn)視頻服務器，一旦進口視頻服務器的應用周期到無法維護使用的地步，同時又沒有大量足夠的資金來完成系統(tǒng)更新?lián)Q代的情況下，我們當然可以完全將其替換為國產(chǎn)服務器，因為我們經(jīng)過長時間的使用已有了應用維護國產(chǎn)視頻服務器的經(jīng)驗，同時也可以很好的節(jié)約設備投入成本，利國利民。在其他的備用設備選型中以兼容性良好為前提，也可以大膽嘗試采用異構選型的模式。

2.2 高標清節(jié)目合理轉(zhuǎn)換 目前國內(nèi)采用高標清同播的電視臺尚屬少數(shù)，我們通過科學合理的設計，明確轉(zhuǎn)換方式及轉(zhuǎn)換流程，在西部城市率先實現(xiàn)了這一目標。高清和標清節(jié)目能夠?qū)崿F(xiàn)同時播出，其技術特點就是對節(jié)目源進行科學合理的處理，這是由目前高清節(jié)目素材少的現(xiàn)狀造成的。現(xiàn)在常用的辦法就是通過添加AFD信息對高標清素材進行上下左右幅型變換。如何變換和怎樣變換要根據(jù)高標清節(jié)目源的內(nèi)容比例來約定。本臺的轉(zhuǎn)換特點是以簡單實用、安全可靠、盡量減少素材的轉(zhuǎn)換頻率為設計理念。

主要轉(zhuǎn)換方式如下表：

2.3 應用軟件靈活 本系統(tǒng)所包含的硬件子系統(tǒng)比較多，而驅(qū)動這些硬件系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)就要格外的穩(wěn)定和靈活。相對于以往軟件的整體統(tǒng)一性，烏魯木齊電視臺高標清數(shù)字化硬盤播出系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)采用松耦合模塊化設計，也就是說這個龐大復雜的軟件系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需求來更改某一模塊的軟件功能，而且不必對其它模塊的運行而擔心。以此為基礎我臺可隨時根據(jù)具體的業(yè)務需求進行個性化定制開發(fā)和軟件升級。如：我臺由于經(jīng)營原因，廣告是由不同兩家公司代理的，根據(jù)他們要求雙方相互不能看到對方的廣告編排，于是根據(jù)需求對廣告節(jié)目單編輯軟件和相應數(shù)據(jù)庫做了人性化的個性開發(fā)，在不影響其他軟件的情況下解決了問題，后期的使用效果反應良好。

根據(jù)事業(yè)發(fā)展的要求，播出系統(tǒng)必將是以后全臺網(wǎng)中的一個部分，因此軟件系統(tǒng)的開發(fā)應按照廣電總局《電視臺數(shù)字化網(wǎng)絡化白皮書》的要求，面向?qū)砣_網(wǎng)，預留與將來全臺網(wǎng)其它業(yè)務板塊特別是全臺網(wǎng)主干平臺互聯(lián)互通的接口，確保以后與全臺網(wǎng)互聯(lián)互通提供相關軟件接口支持服務。見圖三

圖三

2.4 安全冗余完善 對電視臺來說安全播出是第一要務，所以硬盤播出系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)都需求完善安全冗余。在眾多設備中最為重要的是播出視頻服務器，我們在設計上采用主+備+備的三級備份架構式。其中三臺服務器的工作方式可以選擇全熱備和不定時熱備的方式，根據(jù)使用情況在任何情況下只要一臺視頻服務器不工作，那么另外兩臺視頻服務器也能形成互相備份的效果。在服務器播出通道規(guī)劃方要求，標清：一個服務器最多不超過3個播出通道（一共有4個通道），高清：一個服務器最多不超過個播出通道。這樣大大提高了服務器工作的安全冗余和可靠性。同時考慮到極端情況，播出系統(tǒng)仍然配了數(shù)字放像機，一旦視頻服務器無法承擔播出任務時，數(shù)字放像機仍可以承擔播出任務，做到萬無一失。系統(tǒng)中的主要周邊設備都采用主+備的安全冗余方式，如：數(shù)據(jù)庫服務器為主備方式、切換臺+切換器主備 方式、2×1倒換器主備方式、各種信號處理板卡主備等等。

供電系統(tǒng)采用雙回路、主備UPS供電的方式，外電送到機房的兩路電分別進入兩臺UPS，兩臺UPS輸出的電分別供給使用雙電源的設備，如視頻服務器。其它機房的單電源設備供電選用加裝無觸點零切換的電源倒換器，一旦有一路外電中斷不會對設備產(chǎn)生斷電影響，供電安全使用大大提高。

3 結(jié)束語

在廣播電視技術行業(yè)里，安全播出是永恒的話題，圍繞安全我們把硬盤播出的設計使用做了最大限度的發(fā)揮創(chuàng)造，除了安全性以外還要充分體現(xiàn)出系統(tǒng)的實用性、開放性和可擴展性，筆者通過這篇文章，希望能從設計和實際使用中總結(jié)一些經(jīng)驗特點和技術同行們共同交流進步。