南通廣播電視臺高清播控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的改造

陳　政

（作者單位：南通廣播電視臺）

?

南通廣播電視臺高清播控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的改造

陳政

（作者單位：南通廣播電視臺）

摘 要：隨著高清電視大規(guī)模地進(jìn)入千家萬戶，“高清”已然成為電視技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。本文以南通廣播電視臺2016年全臺網(wǎng)高清化升級改造計劃為藍(lán)本，對高清播控系統(tǒng)提出了概覽上的設(shè)計與思考。

關(guān)鍵詞：高清播控；高標(biāo)清同播；架構(gòu)設(shè)計

高清、超高清電視的誕生是廣播電視領(lǐng)域的一場變革，它以1920×1080、3840×2160的高分辨率、16∶9的畫幅比、高保真的內(nèi)置音響，從視聽感官上極大地滿足了觀眾對電視節(jié)目日益增長的觀賞需求。南通廣播電視臺全臺網(wǎng)系統(tǒng)自2009年建設(shè)至今，一直使用的是標(biāo)清制播模式。為順應(yīng)新形勢，提高競爭力，南通廣播電視臺制播系統(tǒng)的建設(shè)也逐步從標(biāo)清向著高清靠攏。2015底年，南通廣播電視臺提出了對播控系統(tǒng)進(jìn)行高清化改造的計劃，目標(biāo)無縫升級至支持兩頻道高標(biāo)清同播，后續(xù)通過平滑升級方式擴(kuò)展之五頻道高清播出。

1 系統(tǒng)設(shè)計原則

由于技術(shù)指標(biāo)直接影響播出質(zhì)量，因此在采用國際通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下高清播控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循以下原則。

1.1 安全性

系統(tǒng)安全可靠，建立完善的冗余備份和安全防范體系。保障系統(tǒng)端到端的穩(wěn)定，避免單一崩潰點，配備合理、簡練的應(yīng)急手段。

1.2 實用性

面向應(yīng)用設(shè)計，由應(yīng)用的實際需求層層下溯。從網(wǎng)絡(luò)帶寬、存儲容量、主機(jī)配置和軟件設(shè)計等各方面對播控系統(tǒng)進(jìn)行量化分析，設(shè)計出實用的系統(tǒng)。

1.3 兼容性

因考慮到與現(xiàn)有全臺網(wǎng)的掛接，播控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)具備開放性和兼容性，滿足與全臺媒資系統(tǒng)、主干交互平臺以及其他業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的無縫銜接需求。

1.4 擴(kuò)展性

系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)能適應(yīng)未來業(yè)務(wù)發(fā)展需求，須具備可擴(kuò)展性，增加播出頻道擴(kuò)展不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的正常使用。

2 總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

播控系統(tǒng)主要由播出編單、二級存儲、媒體應(yīng)用集群，硬盤播出，分總控等子系統(tǒng)構(gòu)成。總體架構(gòu)和業(yè)務(wù)流程見圖1。

播控系統(tǒng)需跟總編室編播、媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)、節(jié)目制作網(wǎng)進(jìn)行無縫對接，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化送播流程。播出系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)提供完善的業(yè)務(wù)作用。播出編單子系統(tǒng)：完善的節(jié)目單編排管理。二級存儲子系統(tǒng)：緩存來自制作網(wǎng)、媒資系統(tǒng)的文件，并根據(jù)播出時間向視頻服務(wù)器遷移。媒體應(yīng)用處理集群子系統(tǒng)：對二級存儲子系統(tǒng)的文件進(jìn)行MD5校驗、文件技審等處理。播出控制子系統(tǒng)：接收來自二級存儲的文件，完成各頻道播出任務(wù)；提供頻道主備視音頻鏈路、內(nèi)容切換、字幕上鍵等功能。包裝/字幕子系統(tǒng)：完成播出中的頻道包裝、字幕內(nèi)容編輯等。

2.2 資源流程

元數(shù)據(jù)流程：主要的元數(shù)據(jù)包括了節(jié)目單、廣告單和素材數(shù)據(jù)信息。播出編單子系統(tǒng)完成節(jié)目單、廣告單的編排創(chuàng)建播出單，硬盤播出子系統(tǒng)根據(jù)播出單執(zhí)行播出任務(wù)。頻道包裝/字幕子系統(tǒng)也會調(diào)用播出單信息，實現(xiàn)正確播出。

文件流程：播出媒體文件主要來自制作網(wǎng)，系統(tǒng)將需要播出的文件從二級存儲遷移至視頻服務(wù)器。文件遷移均同時向主備視頻服務(wù)器寫入，保障可靠性。

信號流程：播控系統(tǒng)的信號源主要來自硬盤播出子系統(tǒng)的視頻服務(wù)器信號、應(yīng)急帶播信號、總控系統(tǒng)的線路信號等，信

圖1　總體架構(gòu)和業(yè)務(wù)流程　

圖2　上下變換流程

號經(jīng)分控系統(tǒng)上下變換后實現(xiàn)高標(biāo)清同播。

2.3 軟件架構(gòu)

播控系統(tǒng)從軟件架構(gòu)上由資源層、服務(wù)層、應(yīng)用層組成，自下而上逐層提供服務(wù)。系統(tǒng)資源層：包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲、數(shù)據(jù)庫、視頻服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器，前端工作站等。服務(wù)層：由一系列高可用的運行服務(wù)組成，包括時鐘、消息、web Service、FTP等，實時為上層應(yīng)用提供基礎(chǔ)支持。應(yīng)用層：面向終端用戶提供友好的交互，包含節(jié)目單編排、上載、內(nèi)容管理等。

2.4 高標(biāo)清同播設(shè)計

隨著越來越多畫幅比16∶9的高清電視進(jìn)入大眾家庭，全面淘汰4∶3電視只是時間問題。順應(yīng)需求要在16∶9電視上獲得最佳觀看效果，未來過渡期內(nèi)標(biāo)清頻道也會以16∶9的方式播出。中央電視臺就是很好的例子。為使播出下變換僅為圖像大小變化，不破壞畫面結(jié)構(gòu)，不丟失畫面信息，目前的構(gòu)想見圖2，即上下變換流程模式。

全系統(tǒng)按照高清播出設(shè)計及運行，標(biāo)清輸出部分只需通過高清PGM下變換進(jìn)入標(biāo)清編碼系統(tǒng)即可。這種情況下，固定模式上變換過程可以在播出實現(xiàn)，復(fù)雜上變換模式在高清制作完成。下變化時全部采用擠壓模式，保持畫面信息不丟失，還可以在標(biāo)清鏈路加字幕改善字幕效果。雖然在4∶3的電視上略微影響觀感，但從長遠(yuǎn)角度考慮，這樣的方式是利大于弊的。

3 總結(jié)

隨著電視高清制播技術(shù)的高速發(fā)展，安全、穩(wěn)定、高效的設(shè)計思想也將一直貫穿于高清播控系統(tǒng)的設(shè)計中。根據(jù)南通廣播電視臺當(dāng)前形式下的實際情況與需求，從基礎(chǔ)架構(gòu)和整體設(shè)計層面對高清播控系統(tǒng)升級改造提出了一些構(gòu)想與思考。旨在拋磚迎玉，希望能對地級市電視臺的高清播出系統(tǒng)建設(shè)中提供一絲啟發(fā)，使其更加優(yōu)化完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉香鳳．高標(biāo)清同播環(huán)境下的播出系統(tǒng)技術(shù)方案探析[J]．?dāng)?shù)字通信世界,2015(4)．

[2]何韻怡．廣東電視臺播出中心高清系統(tǒng)設(shè)計與技術(shù)應(yīng)用[J]．現(xiàn)代電視技術(shù),2012(7)．

[3]周宏飛．電視臺高清播出系統(tǒng)設(shè)計[J]．廣播與電視技術(shù),2012(6)．