實用數字演播室網絡化集群的嘗試

朱風軍

（作者單位：沈陽廣播電視臺節目錄制中心）

實用數字演播室網絡化集群的嘗試

朱風軍

（作者單位：沈陽廣播電視臺節目錄制中心）

前幾年，沈陽廣播電視臺進行了演播室的整體改造，現將當時的建設情況進行回顧，希望為其他電視臺的高清改造，提供借鑒。

數字演播室；網絡化；集群

1 項目背景與建設理念

為滿足電視事業發展對演播室的需要，從2005年初開始，沈陽廣播電視臺開始對原二樓演播區域進行了有史以來最大規模的基本建設改造，新建了三個135通透式演播室和一個200常規演播室，同時對其他演播室也進行了局部改造。當時，沈陽電視臺已經或正在建立面向全臺的制作網、播出網和媒資網，節目制作已經實現非線化，節目播出實現硬盤化，媒資系統也進入后期階段，這樣，建設一個什么樣的演播室系統的問題擺到了議事日程上來。

經過反復研究和論證，電視臺工作人員認為新建的演播室必須能與制播網全面對接，爭取取消演播室磁帶錄制這一環節，演播室的節目數據流與各個制作網、播出網等實現雙向傳輸，共享資源，達到減少環節、節省資源、提高效率的目的。 這樣就確立了新演播室的建設理念：在傳統數字演播室的基礎上，引入集群和網絡化的概念，同時建造結構相同、設備相同、系統集成相同的多個數字演播室系統，形成演播室集群，演播室既可單獨使用，也可聯動使用。同時，每個演播室都與制作網和播出網相連，形成了一張既相互獨立又連成一體、從前期錄制到后期編輯播出再到資料存儲的一張制播大網，每個演播室都是整個制播大網的一個節點。

2 設計原則

基于上述建設理念，考慮到沈陽電視臺的實際情況，工作人員把握了以下幾條設計原則。

先進性原則：當今世界電視技術發展的總體趨勢是數字化、網絡化、智能化，新建系統能夠體現這一發展趨勢。

實用性原則：目前國內演播室的主流是標清數字化，也有一些經濟實力強或特殊目的的臺開始試行高清數字化。就沈陽電視臺而言，數字化高清當然是終極目標，但目前，在播出格式短時期（五年左右）內不能改變的情況下，考慮到財力情況，這種想法不太現實。所以，技術裝備要以最大限度滿足沈陽電視臺現實節目制作的要求為首要目標。

可靠性原則：穩定可靠是對每個演播室系統最基本也是最重要要求，系統必須能滿足長時間連續運行的要求，這是每天都要在演播室錄制、直播的工作性質所決定的，也是現代演播室系統的復雜性所決定的。選用成熟的產品和技術，充分考慮系統在運行時的容錯能力和人員的應變能力，確保整個系統的可靠與安全。

機動性原則：新建演播室能適應電視節目形式不斷創新的需求，適用于不同的錄制方式和樣式。

可維護性原則：系統維護是整個系統生命周期中所占比例最大的工作之一，要充分考慮系統設計的科學性、規范性、合理性、可靠性與替換性對系統維護的影響，出現故障可以在短時間內迅速解決。

經濟性原則：在保證技術先進、系統可靠、功能實用的前提下，經濟性也是重點考慮的原則之一，通過優化設計方案和規模采購達到最經濟的目標，利用有限的資金構造一個性能最佳的節目制作平臺。

3 需求分析

新建的演播室主要擔負錄制/直播工作，要求有應急播出功能。主要需求分析如下。

（1）沈陽電視臺的自制節目都在非編網上制作，非編工作站具有很強的特技功能，節目包裝有專門的工作室負責，考慮到直播功能，對切換臺的要求是：1級M/E即可，但要求16路的直切鍵，2個下游鍵，1個色鍵，至少4路輔助輸出，有輔助輸出控制面板。

（2）數字化是大勢所趨，數字處理已經成了音頻系統中間環節處理的主流，但在拾音和還聲這兩個音頻系統最始和最末兩個環節，目前仍然以模擬為主，短期內不可能有大的改變，因此，帶有模擬輸入/輸出接口的數字切換臺是首選。要求有不少于16路的平衡/非平衡模擬輸入，立體聲輸出、多路母線和輔助母線輸出，可輸出千周信號，有48伏幻象供電，帶表橋。

（3）目前，廣播級市場的主流攝像機都已達到14Bit，而且幾大廠家的產品都用過，質量都比較過硬，因此在這方面，性價比是首先考慮因素。

（4）電視的發展，使直播類和時效性強的節目對字幕要求越來越高，傳統字幕機已經不符合時代發展的要求，具有三維圖文模版制播共享功能的字幕機是演播室所求。

（5）演播室的節目可直接上傳到非編網進行后期制作，演播室實現無帶化，演播室與非編網實現一體化。每個演播室都是整個制播媒資大網的一個節點。

（6）順應技術發展，選用液晶監視器，構造開放式壁掛顯示墻，既簡約美觀，又節省空間。

（7）高質量的A/D和D/A板卡、音視分、應急切換矩陣等外圍設備，機箱主備電源，同步與測試設備，Tally指示、通話系統、電話耦合、音頻監聽、外來信號同步，音視頻隔離，延時播出等。

4 方案綜述

基于上述的設計原則和需求分析，沈陽電視臺新建演播室系統集群的方案輪廓已經勾畫出來。數字演播室網絡化集群的整體結構框圖如圖1所示。每個

演播室系統的結構框圖如圖2所示。

圖1 數字演播室網絡化集群的整體結構框圖

圖2 每個演播室系統的結構框圖

演播室系統的視頻流程：所有輸入信號，包括攝像機信號、非編工作站信號、錄像機信號、字幕信號和其他外來信號，通過跳線進入主備系統，視頻主為切換臺、備為16×2數字視頻矩陣，輸出都經過跳線，切換臺的PGM信號通過2選1開關輸出，輔助輸出直接輸出，視頻矩陣也經過2選1開關輸出。2選1開關的輸出信號為主輸出信號，經視分后按需求分別送到非編網、錄像機、延時服務器或接口箱等。技監和測試信號接視頻矩陣的另一路輸出信號。視頻矩陣的輸出由兩個遙控面板控制。系統采用模擬復合同步信號同步。

演播室系統的音頻流程：所有輸入信號通過跳線進入調音臺，經跳線輸出，主輸出經音分送達各處或接口箱，輔助輸出直接送出或送到接口箱。

視音頻數據在網絡內傳送通過兩類設備完成，一類是與非編網壓縮格式完全相同的非編工作站，節目直接存儲到非編網的數據庫中，編輯在非編網內的任何站點直接進行編輯，一類是數字硬盤錄像機，編輯好的成片由網絡拷貝至硬盤錄像機，在直播時直接排序播出；直播節目錄制好的視頻文件，通過網絡傳輸至非編網盤陣，由網管遷入數據庫，即可由編輯在網內進行處理。網絡功能都是在相應的授權權限下進行的。

沈陽電視臺沒有總控，總控職能由播出部矩陣承擔，由播出部傳來的外來信號，是嵌入模擬音頻的SDI信號，因此每個演播室都安裝了解嵌器；各演播室送到播出部的視頻信號為SDI信號，音頻信號為模擬音頻信號。

5 出現的問題與解決辦法

問題一：在系統調試時，發現演播室系統有時出現不同步現象。經查，問題出在同步信號發生器上。筆者發現，根據我國的制式進行了菜單設置并進行了記憶后，系統可正常工作，但當設備重啟時，菜單卻又回到了出廠默認設置。幾次試驗，結果都是如此。查閱說明書，發現操作正確無誤。最后，打電話咨詢設備商，被告知此設備軟件有漏洞，需要進行特別設置，在新版本的設備上，軟件將會升級，故障會消失。經過重新設置后，同步恢復正常。

問題二：硬盤錄像機或錄像機的線路輸出信號進入調音臺后，輸出有雜音，而其他輸入則無問題，調換輸入接口，現象依然存在。經仔細分析，問題是前級話放的20 dB衰減鍵與增益旋鈕配合不當所致，重新調整，雜音消失。

問題三：與非編網相連的硬盤錄像機，可以拷貝非編網的數據，而非編網的數據庫卻不能讀取硬盤錄像機記錄的數據。查閱資料，發現兩家產品雖同為MPEG壓縮方式，但內部仍有差異，加上碼流轉換，問題得以解決。這一問題的解決，大大提高了傳輸效率，網絡上載時間只是磁帶上載時間的三分之一。

6 結語

沈陽電視臺演播室網絡化集群是依據自己的特點自主設計，通過政府采購招標建設完成演播室主體系統的一個綜合工程。本項目在2005年初開始啟動，到2006年7月陸續完工并投入使用，2008年獲得遼寧省廣電局科技進步獎二等獎。到目前為止系統運行穩定，切實保證了沈陽電視臺節目制作的安全優質。回頭看來，數字演播室網絡化集群實用性非常強，有如下優點。①多個演播室毗鄰而居，信號互通互傳，方便易行。②各演播室既可單獨使用，也可以聯動使用，而不用擔心色彩、灰度等的差異。③采用三維魔方系統，演播室真三維圖文模版制播共享，實現字幕機在傳統意義上的飛躍。④通過索貝的非編工作站或硬盤錄像機與臺制作網連成一體，取消了錄像機，真正實現從前期錄制到后期編輯直至最后播出的無帶化過程。⑤節省資源，兩套系統控制三個演播室；最大限度地利用空間，采用壁掛式顯示墻，開放式通透演播室。

數字演播室網絡化集群是一項繁雜工程，過程中電視臺工作人員力求盡善盡美，但也留下了一些缺憾，例如：一些需求提出太晚，導致系統集成時臨時又增加了一些設備；對布局布線估計不足，設備布局比較緊湊、布線比較密集，設備維護時拆卸比較困難。這些都需要在以后的工作中加以改進或注意。