電視播出同步系統的設計

翁青山

摘要同步系統是電視播出系統中不可或缺的一部分，寧波廣播電視集團同步系統由于設備老化，需要技術更新，

對現有的同步系統進行升級改造。本文主要講電視播出中心同步系統存在的問題、改造的必要性以及同步系統設備的選擇及改造方案。

關鍵詞同步系統；播出系統；axon；spg600

同步系統在電視播出系統中是非常關鍵的，對于電視播出來說，同步指的是各種信號到達播出切換矩陣時信號的同步時基、相位能夠一致。在電視系統中，除了內部信號外還有各種外來信號，為了對不同基準的信號進行同步切換，就必須解決它們與播出切換矩陣同步鎖相問題。如果不同步會導致圖像垂直移動甚至跳動、翻滾，直接影響到圖像質量，更關系到安全播出，為了解決外來信號和本地信號同步的問題，就需要建立一個統一基準的同步系統。

1同步系統現狀及改造原則

寧波廣電集團全同步系統于2002年建成投入使用，隨著這幾年多個電視頻道的開播以及高清演播室的建成并投入使用，現有的同步系統的端口資源己經無法滿足日常業務需求。再加上近幾年數字技術不斷提高，周邊設備的不斷更新換代，現有的同步系統設備老化，所以同步系統改造迫在眉急。恰逢高標清同播系統改造，經集團批準，我們對現有同步系統進行升級改造。

同步系統升級改造遵循的原則是：1）采用復合同步信號的應符合《數字分量演播室同步基準信號》（GY/T167）的相關要求；2）同步切換設備應具有自動和手動切換功能，能夠斷電直通，主備同步發生器應分接不同的電源；3）主備服務器和主備播出設備的同步要分設在不同的板卡上，要求不能有單潰點；4）同步環通串接不超過2個；5）重要的同步設備應接在斷電直通端口上，減少故障的發生。

2同步系統的改造方案

2.1同步信號的選擇

現階段，在電視系統中采用的同步信號主要是黑場同步信號（BB）和三電平同步信號，BB信號以及支持高清和標清，而且相對比較簡單，因此，在高標清同播系統里我們仍統一采用BB信號作為同步信號，這一同步基準信號已經廣泛用于大量的串行數字分量系統中。

同步分為臺主鎖相和臺從鎖相，臺主鎖相就是以臺里的同步為基準信號，臺從鎖相是以外來信號為同步基準，在播出系統中，我們采用臺主鎖相，外來信號進入總控后，經幀同步卡后再進入播出系統，保證了跟播出切換矩陣同步。

2.2同步機箱

由于現有的snell機箱技術落后，使用周期過長，無法滿足未來高清的使用，我們這次統一采用axon機箱來代替老的snell機箱，axon機箱跟snell機箱相比主要具有以下特性：1）引入了同步總線的概念，一個機箱只需接主備2根同步線，通過機箱自身內部的走線，保證塊板卡的同步，而不需要在每塊分配板卡都接一根同步線；2）可以在總控管理機里實時顯示、監看及更改板卡參數、同步狀態；3）設有遠程和本地兩種故障報警系統，設備發生故障時會報警，方便技術人員查詢設備運行情況。

同步的分配板卡由axon的CDV29分配板卡和斷電直通的后背板共同組成，該板卡為1進9出的分配板卡，后背板卡的第一個端口為斷電直通端口，該端口用作關鍵設備同步信號端口，保證斷電時關鍵設備仍能同步。CDV板卡信號走向如圖1所示。

2.3同步系統的設計

同步基準信號通過設立在總控機房的同步發生器，將信號分配給播出、演播室、收錄等全臺所有技術系統。需要同步信號的地方主要有：6個頻道主備播出切換臺、主備播出工作站、總控矩陣、上載矩陣、上載工作站、數據庫服務器、視頻服務器、各個Axon機箱、各類演播廳、衛星機房及二備視頻播出設備等。

同步系統簡易圖如圖2所示。同步系統采用3個同步發生器（2個spg600為原有的主備同步發生器，1個SPG8000為新采購的同步發生器），主備SPG600信號接在一個422倒換器上，axon機箱也具有主備倒換功能，因此在倒換器出來后的信號接入axon分配機箱的主同步輸入端，SPG8000接入axon機箱的備同步輸入端。

從設計中可以看出，平時我們使用的是SPG600主的同步信號，當主SPG600信號丟失時，422倒換器可以自動倒換至備的SPG600，這時axon機箱由于檢測到主信號丟失也自動切換至SPG8000信號，這樣就產生了一個問題，422倒換器和axon機箱同時進行了切換，并沒有使用SPG600備的信號，因此，我們更改了axon機箱的設置，axon機箱的同步倒換方式可以設置自動倒換和手動倒換兩種模式，我們設置了手動倒換，避免主發生信號中斷時，422和axon機箱同時進行倒換當主備SPG600信號全部丟失時，我們仍可以通過axon機箱切換至SPG8000來應急。

同步系統進行升級時是不能影響播出系統的正常運行，因此在上線之前，我們對同步機箱進行了脫機測試，對每個端口都進行信號監看，確認技術上沒有問題。更換時間上，我們申請了凌晨4小時的停播時間，并準備好相應的應急預案，在4小時之內更換同步機箱和同步發生器，并完成同步測試及同步倒換測試。

2.4同步監看系統

總控控制臺設有監測設備，我們采用的是tek的WFM7120，通過矩陣的信號切換，可以對矩陣輸入和輸出的所有信號進行技術上監看。如何監看是否同步呢，我們可以選中WFM7120設備的區域“2”，將該區域選擇顯示“MEAS”，為方便監看，我們切換至full模式，如圖3所示。使用WFM7120進行同步測試很方便，圖3中心的十字心代表基準信號的時基，圓圈表示輸入信號的時基，當圓圈和十字心重合時，表示輸入信號和基準信號時基一致，右邊是垂直偏置和水平偏置的數值顯示，我們所有設備都以播出切換矩陣為基準進行調整，保證垂直偏置在1行以內，水平偏置接近中心，但在實際應用中，外來信號不是一定要做到0 delay，只要保證圓圈鎖定在附近就可以了。

3結論

寧波廣電集團電視播出中心同步系統在設計上，采用了三路倒換同步子系統設計，可以確保在主備同步機及鏈路中任何一個設備出現問題時，不會導致同步信號長時間中斷，極大的提升了整個電視播出系統的安全性能。同步系統的改造完成至今，從效果來看，完全達到了預期要求，為全臺網系統提供了穩定可靠的同步系統，保證了播出系統的安全、優質運行。