淺談電視臺總控系統的構建與應用

宋平*

（山西長治廣播電視臺技術中心，山西長治，046000）

淺談電視臺總控系統的構建與應用

宋平*

（山西長治廣播電視臺技術中心，山西長治，046000）

本文介紹了長治廣播電視臺播出總控系統的設計和總控系統的高標清同播的功能、對總控信號的要求，通過完善的設備主備機制、SDI和HD-SDI接口和不間斷電源（UPS）、分析了大型賽事活動總控系統的應用。

高標清同播；總控；同步；上下變換

引言

山西長治廣播電視臺2016年底全部完成了從舊樓到新樓的搬遷，在這之前我臺對整個總控系統進行了設計，進行了招標與建設工作，并于2017年建成投入使用。電視播控中心的新設備經過一年的運行，整個系統安全穩定可靠，基本達到了設計目的，經受住了實踐的考驗。新聞大樓日漸成為電視臺制播業務的主要基地，包括電視新聞中心業務、電臺制播全業務、技術中心、整個演播室及錄音棚，以及即將新建的電視播控中心等。一個廣播電視大樓要完成節目錄制、直播、外場直播及新聞直播連線、新聞回傳等業務，客觀需要一個基帶信號調度中心，以適應直播、制作等業務交換。

1 播出總控系統安全設計和主要功能

總控系統和傳輸系統是長治廣播電視臺總控技術核心系統。總控系統是節目播出、信號交換的重要環節和樞紐，是全臺信號調度和處理的關鍵和核心，而傳輸系統主要完成素材信號和播出節目信號的接收和對外發送，是全臺信號傳輸的關鍵環節，系統地位非常重要。長治廣播電視臺的總控任務是負責總控傳輸系統調度任務的生成和管理。眾所周知，播出系統是所有電視節目播出的基礎，沒有了高可靠的播出系統保證，安全播出則無從談起。如今，播出系統的設計越來越復雜，這種復雜性需要科學的管理，因此，通過軟件構架的理念，來分析播出系統各個模塊構成的要素，以及各要素之間的關系，將成為播出系統設計成敗的重要依據。

播出總控是整個系統的信號調度中心，主要由播控計算機、總控矩陣、播出切換等組成。其中總控系統是整個播控系統的核心，其作用是對廣播電視臺內部各演播室的信號、衛星接收信號、微波傳輸信號、發射臺信號以及前端回傳信號等進行 綜合調度，實現節目的收錄和播出，是各種信號匯聚的橋梁和樞紐。

總控系統信號來源為衛星信號、臺內自辦節目三個頻道的信號、臺內各演播室想、演播廳的信號、微波傳輸信號。其中衛星信號經 ACS1240音頻專用衛星接收機解碼輸出標準SDI信號送入矩陣系統，微波傳輸信號也是通過NEC廠家的5000型設備經過 解碼器解碼進入了矩陣系統；播控計算機是播出指令的發布者，要保證播出系統嚴格精確地按播出串聯單播出，就必須有完備的硬件和可靠的播控軟件做支持。在硬件設計上采用主+備的播控計算機配置，互為熱備份，鏡像設置，在極端條件下還可以進行手動播出。

2 高標清同播的總控系統

總控對高標清同播系統的信號要求是十分嚴格復雜和繁瑣的，表現在對接收回臺的高標清信號的處理，對標準信號的高標清轉換，以及作為臺主同步基準為全臺提供一個準確的標準同步信號。

2.1 總控功能

總控是全臺信號交換與播出傳輸的中心樞紐，全臺信號同步中心。系統具備信號同步功能、信號延時功能、信號處理功能、信號收錄功能。總控的主要功能是對外來信號即衛星信號、光纖信號、微波信號和臺內信號各演播室信號進行動態調度以及對所有頻道播出信號的傳輸分發，是全臺信號和媒體數據的傳輸、交換、調度、控制和處理中心，也是本臺與其他電視臺進行節目交換的中心平臺。長治廣播電視臺所有節目頻道播出均由總控通過微波到網絡光纖傳輸和無線發射傳送至千家萬戶。

2.2 對信號的要求

進入總控矩陣系統的信號有臺內演播室信號和外來信號，并且信號的格式多樣，經總控調度輸出的所有信號必須符合使用要求，而且信號的圖像與聲音沒有延時，或延時量在一定的容許范圍內。對于外來信號在進入播控中心切換臺進行切換時還要求同步，總控要按照高標清頻道的播出要求，把進入總控矩陣的高標清信號通過上下變換器變換后分配到所需的高標清播控機房。長治廣播電視臺的高標清演播室信號來自制作部演播室和新聞中心演播室，這些演播室高標清信號都要先送至總控機房，由總控矩陣按高標清頻道的播出需求來分發傳輸。

2.3 SDI和HD-SDI

SDI是一種“數字分量串行接口”，是專業的視頻傳輸接口，而HD-SDI高清串行數字接口是一種廣播級的高清數字輸入和輸出端口，其中HD是表示高清信號。由于SDI接口不能直接傳送壓縮數字信號，數字錄像機、硬盤等設備記錄的壓縮信號重放后，必須經解壓并經SDI接口輸出才能進入SDI系統。 如果反復解壓和壓縮，必將引起圖像質量下降和延時增加，為此各種不同格式的數字錄像機和非線性編輯系統，規定了自己的用于直接傳輸壓縮數字信號的接口。

HD-DSI是用來傳送無壓縮的數字視頻信號，是根據SMPTE 292M,在1.485Gb/s或1.485/1.001Gb/s的信號速率條件下傳輸的接口規格。該規格規定了數據格式、信道編碼方式、同軸電纜接口的信號規格、連接器以及電纜類型與光纖接口等。HD-DSI接口采用同軸電纜，以BNC接口作為線纜標準，有效距離為100M。一般來講HD-SDI攝像機設備視頻輸出圖像的分辨率為1920*1080。在接口方面，HD-SDI矩陣具有自動對輸入信號串行數字視頻信號的傳輸問題，HD-SDI矩陣輸出支持SDI/DVI/HDMI多種高清接口混合傳輸，HD-SDI接口是目前比較好的高清接口，同時也是目前廣電行業標準的高清接口。

2.4 電源系統

電源 采用ELTZ中達電通股份有限公司不間斷電源（UPS）,主備各為一組，為了降低火災或電擊風險，UPS需安裝在溫濕度可控且無導電污染物的室內環境，必須由合格人員進行安裝且須在可控制的工作環境下作業，為降低火災危險，須使用同類型同額定值的保險絲，為避免高漏電流風險，UPS連接電源前須先接地，只有當 UPS在旁路模式時才可以啟動維護旁路開關。

UPS內部的電容器存儲有巨大的電能，在關閉所有電源后5分鐘內，嚴禁拆開UPS外蓋，且內部無用戶可以維護的元件，任何維護工作必須由合格的技術人員執行。UPS的輸入電源可能有多個來源，即使斷開交流電源后，UPS內部的危險帶電部件仍可能從直流電源那里獲得能量，維護前請務必斷開所有連接的交流和直流電源，散熱片沒有保護性接地，其可能帶電。

3 完善的主備機制

現在的播出系統規模大、復雜程度高、設備種類多，業務也表現的更為豐富，系統之間的架構互聯互通。為了保證播出的安全，所有的播出服務器及控制服務器都采用了主備方式，并且主備機實現同步播出，無縫切換。我們臺一共有四個頻道：新聞綜合頻道、公共頻道、文化頻道和教育頻道，我們臺使用的是大洋廠家生產的型號為MediaDeck服務器設備，一共四臺，分為兩組，在第一組主服務器上接新聞頻道和公共頻道，在備服務器上也接著新聞頻道和公共頻道；同樣在第二組主服務器上接文化頻道和教育頻道，在備服務器上也接著文化頻道和教育頻道。當主服務器出現異常時，可以直接切換到備播出服務器的繼續播出，此時可以去維修主 服務器，當服務器恢復并重新加入到播出系統中后，會自動同步節目單，并在下一個播出指令發出后同時播出，恢復回主備的播出系統。控制服務器也同樣采用主備兩臺系統，在主控制服務器上編的節目單會自動同步到備控制服務器上，并且播出狀態也可以同步跟隨，這樣，當主控制服務器出現異常后，備控制服務器可以快速接管繼續控制播出，當主控制服務器恢復后會自動同步到節目單繼續跟隨播出。

4 播出系統的發展歷程和業務現狀

從廣播電視的發展過程來看，筆者目睹了自動化系統經歷了三代發展過程。第一代播出系統是完全基于磁帶和機械手動的全自動播出系統，實現了節目播出的精確化和全自動化，大大降低了人為差錯率，但仍存在機械故障，發生率較高、節目保存困難、資源共享率低等缺點。第二代播出系統是基于磁帶上載和硬盤播出的自動播出系統，進一步解決了機械故障和信號源冗余的問題，但由于是孤島式的作業，仍然存在制播整體效果不夠高、多重編解碼導致節目質量損失、資源共享有限等問題。第三代播出系統則是完全基于文件的全自動智能化播出系統。基本上保證了節目的異地制作及傳輸，最大程度上保證了節目資源的存儲于共享，將時效與質量并存變為可能。

在如今的電視播出系統設計時，除了硬件設備與系統架構外，業務流程顯得更為重要，因此，要對電視節目的業務需求進行了解，在整個系統中，系統的業務由總編室提供的播出節目單開始。由于播出介質的形態不同，播出也按照相應的模式變化形成業務流程。目前的業務流程是播出系統一個面向應用和日常操作的系統，系統的每一步工作都是在預定流程的指導下進行，通過采用節目單驅動播出業務運行的方式，針對播出系統和業務制作系統之間，主要將系統互聯的播出業務需求劃分為：節目流程、節目錄制流程、控制流程和俗稱遷移流程。使播出系統溝通相應的子系統體系，將各種數據、控制流程連接為一個不可分割的整體，最終形成電視節目的播出業務。

5 大型賽事活動總控系統的應用

總控的業務相對比較復雜，大型賽事活動中往往前方回傳路由較多，后方節目部門也有大量的需求，而且很多部門根據節目的需求每天需要多次申請線路，以及伴隨賽事進展出現的新聞熱點導致節目臨時性需求，所以大型賽事活動的業務調度如果利用總控任務管理系統完成是非常必要的。

大型活動由于需求較多，各自信息掌握程度不一致，往往需要在前方技術人員與后方機房值班人員、前方技術人員與節目部負責人、后方機房值班人員與節目部負責人之間要多次溝通聯系才能準確地安排任務，由前方技術人員統一調度可以避免許多問題。

6 結束語

經過一段時間的使用，整個系統的使用也在向正常化和高效化發展，有待更長的時間進行檢驗，在檢驗的過程中不斷改進、優化，構成完整的系統。經過近期的穩定運行，體現出系統設計較為完善，整個系統擁有穩定的性能、操作方面也逐漸被工作人員所適應，受到了節目部門的好評，該項目的完成，具有系統實用性、技術上的新突破、贏得良好的社會效益。

[1]黎潔珍,高標清同播下播出總控的信號流程與控析[J].中央電視臺《現代電視技術》編輯部出版,現代電視技術,2014(1).

[2]張秋玲,中央電視臺總控任務管理及其在索契冬奧會的遠程應用[J].中央電視臺《現代電視技術》編輯部出版,現代電視技術,2014(5).

[3]唐偉莉,張輝.淺議電視播出系統的演進歷程及展望[J].中央電視臺《現代電視技術》編輯部出版,現代電視技術,2014(10).

[4]施雙雙.數字化網絡化廣播總控系統構建[J].廣播電視規劃院信息研究所出版,廣播與電視技術,2008(8).

[5]徐儉.城市電視臺全臺網設計考慮要點[J].廣播電視信息,2009.08:794-795.

Construction and Application of TV Station Master Control System

SONG Ping*
（Shanxi Changzhi radio and TV technology center,Shanxi Changzhi,046000,China）

This paper introduces the design of Changzhi radio and television broadcasting control system and control system of the audio broadcast function of the total control signal,through the improvement of the equipment by the main mechanism,SDI and HD-SDI interface and uninterruptible power supply (UPS),analyzes the application of large-scale sports events of the control system.

HD simulcast; total control; synchronization; up and down conversion

TP919.8

A

1672-9129(2017)04-0145-03

宋平.淺談電視臺總控系統的構建與應用[J].數碼設計,2017,6(4):145-147.

Cite：SONG Ping.Construction and Application of TV Station Master Control System[J].Peak Data Science,2017,6(4):145-147.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.04.037