基于高標清同播時代的高清播出系統探析

文/莫占林

近年來，隨著經濟水平的提升和信息技術快速發展，人們物質生活相對于以往也有了較大程度改變。其中最顯著的變化莫過于高清電視時代的來臨，特別在09年多個衛視頻道正式同步播出高標清節目，標志著中國電視步入全新的發展階段。高清電視可以為用戶提供高質量音視頻享受和精彩的視覺體驗，使觀眾足不出戶就能欣賞到媲美影院質量的電視節目。而對于廣電產業而言，高標清同播啟動進一步促進國內機頂盒和電視機行業發展，對正在不斷推進的三網融合和有線電視數字產品更有著重要的現實意義。

一、高標清概述

高標清同播即某一電視頻道同時具備標清和高清兩種不同類型視頻輸出方式，電視頻道在運用高標清同播技術的同時可以讓用戶結合自身實際情況和具體需求選擇電視節目播出清晰度，從而滿足不同觀眾對電視節目清晰度需求。可以說高標清同播技術在當前經濟發展環境下已成為很多電視臺廣泛應用的視頻播出方式，其研究成果和研究深度也隨著相關部門對其的大力支持下得到初步發展。

二、高標清播出系統差異

(一)相同點

高清播出系統和標清播出系統也存在相應的相同點，如軟件控制及工作方式、人員管理、工作時間、工作流程、安全設計考慮、播出系統安全保障、應急方式等。其中高清播出系統完全可以延續標清播出系統工作時間分配和工作方式，更無需改變人員管理。如果高清播出系統運用相同的控制協議硬件設備就無需對管理人員開展培訓。設計過程中可以延續標清播出系統設計優勢，同時運用多重安全備份設計方式，每個電視臺對數字化和自動化播出系統應急以及安全保證都逐漸形成一套相對完善的方式，和各臺內部架構都是十分契合，高清播出系統只需要關注部分敏感點即可，無需對原有方式進行更改。

(二)不同點

1.硬件設備

高清播出系統和標清播出系統受技術因素限制，其不同點主要集中在硬件方面，在此過程中則涉及和播出系統相關的各個IT設備、傳統硬件。IT設備則涵蓋傳輸設備、存儲、服務器，近年來，隨著經濟水平的提升，IT技術相對于以往也有了較快的發展速度，和標清播出系統相比，高清更需要大的傳輸寬帶、存儲量以及系統負載，所以需要在廣電應用中引入IT硬件設備，由此滿足系統需求。而傳統設備則涵蓋信號傳輸切換臺、矩陣、周邊設備、切換開關等以及核心視頻服務器。例如很多電視臺都開始應用Omneon-Spectrum、Sea Change、Leitch、Omneon-Media等視頻服務器且在國內外均有良好的高清電視播出案例，此類服務器具備高清和標清均有的能力。其中Omneon-Spectrum和Sea Change設計以大型模塊化為主，屬于管理模塊、存儲模塊、編解碼模塊分離的架構，具備良好的擴容、靈活配置、存儲量大、故障擴展面小以及帶寬高等顯著優勢，十分適用于多頻道電視臺。而Leitch、Omneon-Media則屬于結構簡單的一體化服務器，廣泛應用于頻道較少的電視臺。對于進口視頻服務器而言，其設計往往會參考播出系統實際使用情況，且根據具體應用設計外部訪問寬帶、編解碼能力、存儲容量和穩定性等，可以有效保證整個高清播出系統性能。

2.網絡傳輸寬帶

標清播出系統設計中添加的千兆網絡可以充分滿足視頻服務器和二級緩存之間的網絡傳輸帶寬，甚至在多種情況下可以承擔從其他系統向標清播出系統傳輸而來的素材文件所需帶寬。一般千兆網絡為30Mbit/s使用帶寬，但對于50Mbit/s的視頻文件而言則需要占用近6.25Mbit/s傳輸帶寬，千兆網絡在大量訪問和多頻道情況下明顯存在不足。因而在設計高清播出系統時需充分考慮各個頻道播出時間以及播出系統遷移量等對網絡帶寬進行設計，若千兆網絡無法承擔，那么則需根據網絡架構和實際情況運用光纖傳輸。

三、基于高標清同播時代的高清播出系統

(一)系統網絡結構

備份服務器主視頻播放服務器是高清播放系統的核心組成，針對這兩個構件有效管理則主要數據庫技和千兆以太網傳輸控制。一般該系統由遷移服務器、上載服務器、監控工作站、主備播控工作站、第三備控工作站、廣告編單、網管工作站、上載工作站等組成。高清播出控制系統運用多工作站并行方式對其實現整體控制，可以同時開展電視節目編制播出和用戶管理等工作。采集播出素材時運用上載視頻服務器，通過千兆以太網和FTP行形式將通過審核的電視節目素材同步到高清播出控制系統下列的備份服務器和主視頻播出服務器等相關區域，避免因人為操作而導致素材丟失，在此過程中保證備份服務器和主視頻播出服務器可以同步播放視頻內容，進一步提高播出系統安全。一般播控系統會配置主服務器和備份服務器兩個組件，必要時還會增加為SUN系統結構的數據庫服務器。其中主服務器和備份服務器具備自動切換播放內容功能，最重要是能實現雙機并行工作。第三備份數據庫服務器則主要負責每日定期對播出內容素材進行備份，同時對SUN服務器中產生的數據進行備份，如果主服務器和備份服務器在運行中出現故障則可以讓第三服務器對其接管，有效避免視頻播出事故，保證高清播控系統安全正常運行。除此之外，主備播控工作站借助切換臺、視頻服務器、臺標機、RS422控制錄像機、鍵混等設備以及VDCP控制協議，第三播放控制工作站在某種程度可以作為電視節目單修改編輯工具，因為該工作站和其他系統一樣具備雙機并行工作特點，借助心跳線檢測運行狀態，不僅能及時且妥善處理各種類型鼓掌，還能保證高清播出系統正常運行。

(二)視頻服務系統

高清播出系統視頻服務器也采用主備結合模式，即視頻數據存儲與視頻編碼器分離、播出服務器和上載服務器分離方式。新建高清播出系統和標清播出系統的重要服務器則由Sea Change公司提供的視頻服務器，即對原有系統進行更新升級，從而達到節約成本目的。原有標清播出系統服務器是BMC1254更新升級到MCL6000系列媒體客戶端，同時運用高標清共用的硬件平臺以及根據實際播出要求配置通道類型和數量。原播出系統中心存儲功能由ML-1G替換以往的BML-24004e并更新升級至BML-24000ex，將其應用于全新高清播出系統。其中ML1G為Sea Change公司特別為大容量中心存儲需求所制定，而且MCL媒體客戶端可以連接ML-1G讀寫數據，從而將中心存儲實現第三備份播出功能。經改造后的高清播出系統可以實現頻道播出部分添加高清和標清并播解碼器，涵蓋一路高清解碼和高清編碼可直接用于錄制電視節目和審查外來信號，根據電視臺總編室實際需求將每日播出素材直接存入ML-1G歸檔，可用于后續重播。同時經改造后的高清播出系統可以兼容大量文件資源，無需如以往標清播出系統配置編碼，降低系統改造負載以及對現有資源進行充分利用。

(三)音視頻系統

高清播出系統由主鏈路和備份鏈路組成，在此過程中形成的不同線路信號源則會在分配后進入主備16X16高清數字視頻矩陣模當中，其中主備播出切換臺則由播出軟件主導控制，主備雙機依舊不受影響可以并行工作，同時借助心跳線檢測運行狀態。高清播出系統運用8聲道將音頻嵌入其中，支持高清通道工作的播出系統不會小于16個信號源播出，同時為了保證運行安全性可在其中疊加1路臺標和2路字幕。系統在控制電視節目播出響度時也主要運用響度控制器，對AFD信息嵌入則十分支持。除此之外高清播出系統還會配置2臺以上應急錄像機，如果硬盤服務器在節目播出過程中出現鼓掌，此時2臺錄像機就可投入工作，這兩臺錄像機還可充當上載錄像機，而工作人員則可以按動倒倒配器按鈕對錄像機進行清晰且直觀地操作切換。

(四)自動播控系統

自動播放控制系統和高清播放系統的播出質量、先進性、穩定性有著緊密聯系，同時該系統軟件也直接關系實際播出效果。例如某地方電視臺高清頻道則花資購買由上載、編單、播出三大部分組成的中科大洋高清播出控制軟件，展現較好地播出質量。首先上載模塊；通過控制錄像機播放和視頻服務器錄制完成電視節目素材生成，之后將成功采集的節目素材數據錄入數據庫并對其入出點進行修改編輯，重新上載不合格素材。同時在軟件內部嵌入素材管理器有利于高效管理節目素材。其次編單模塊；該模塊主要負責對廣告單進行導入，同時還負責修改編排播出系統節目，通過審核后直接提交至電視臺。為了節省時間，可以先借助系統上載編單，而對于部分沒有上載素材的電視節目單則可以將其作為上載任務，同樣保存在播出系統數據庫下列的上載任務數據表當中，可以根據實際需求對上載軟件進行隨時調用，由計算機智能管理電視節目播出節目單建立和刪除，各個電視頻道互不干擾。第三播出模塊；該模塊主要對編排節目單進行加載后形成正式播出單并根據實際需求修改編排正播單，最后和數據庫服務器進行實時溝通，目的在于將已更新節目單提交至視頻服務器且經以太網同步到播出服務器當中，從而實現電視節目定時和循序播出。

四、結語

總之，信息技術全面蓬勃發展的今天，高清播出系統也呈現迅猛發展的趨勢，如何有效保證系統播出過程中電視畫面安全性和穩定性無疑是高清系統重要設計理念。高清播出系統作為當今社會廣泛應用的電視節目播出類型，其存在可以為觀眾帶來高質量的視聽盛宴，因而需要系統設計人員緊跟時代發展趨勢并結合高清播出系統實際情況從不同角度優化，從而促使高清播出系統發揮其最大優勢，更好地服用于電視觀眾，也進一步推進高清播出系統產業快速穩定發展。

[1]齊昭鋒，鄭陽.基于高標清同播時代的高清播出系統探析[J].西部廣播電視，2015(15)：196-196.

[2]劉恒志，張湘衛.高標清同播時代的高清播出系統分析[J].中國有線電視，2016(12)：1414-1416.

[3]李俊.高標清同播時代下的高清播出系統分析[J].新媒體研究，2017，3(13)：38-39.

[4]韓廣力.高標清同播技術在播出系統中的應用[J].科技創新與應用，2016(30)：103-103.

[5]劉香鳳.高標清同播環境下的播出系統技術方案探析[J].數字通信世界，2015(4)：6-9.

[6]彭成，汪泳霞，沈姬.東方衛視高清播出系統與高標清同播方案介紹[J].現代電視技術，2010(3)：38-41.

[7]王文，王慶，袁野.徐州電視臺高清播出系統設計與研究[J].視聽界：廣播電視技術，2015(5).

[8]周賓.四川廣播電視臺播出系統高標清同播改造設計與實現[J].西部廣播電視，2015(16)：244-246.