電視臺高清播控系統的設計

沈陽市蘇家屯區文化旅游體育事業發展中心 鄒澤明

高清播控系統在電視臺的現代化構建與應用方面提供了強大的支持作用，大大提高了播控平臺的安全性和監控能力。基于現代化的高清播控技術與市場需求的不斷變化，應盡快解決電視臺播控清晰度與穩定性的問題。文章介紹了電視臺高清播控系統的設計理念，對主控制系統、分控系統、控制系統等子系統以及傳統標清播控系統的差異化特征進行分析，提出了主、備用切換的工作機制，并對故障處理流程和存儲方法進行優化與升級。

基于加快高清與超高清電視的發展與推廣，各級電視臺需要積極推進自身高清頻道的轉換進度，加速提升高清電視節目采集、制作以及廣播系統的開發。省級及以上發達的地級站應將高清頻道打造成主流廣播方式。在廣播電視行業中，隨著高清電視集成系統的發展以及絕大多數電視觀眾對觀感體驗需求的不斷提高，傳統系統已經不是滿足觀眾需求的第一方法，并且存在存儲不足和互連存儲安全隱患響應的問題。因此，有必要根據要求建設了高清波控制系統。高清控制系統的建設和應用，大大提高了廣播控制平臺的安全防范能力和監控強度，確保了節目的高質量播出，實現廣播控制系統的整體高清改革，為將來向全高清控制系統的平穩過渡奠定了基礎。

1 系統設計理念

1.1 安全性

電視節目的正常播放是所有工作展開的根本要務，在系統構建中必須將安全放在首位。基于福建教育電視臺的實際情況，為保證高清控制系統的安全性和獨立性，上一代標清播控系統的上傳方法仍在繼續，并在此基礎上，通過P2視頻進行基帶上傳。

1.2 先進性

在保證安全性、可靠性以及實效性的基礎上，應盡可能選擇主流和先進的技術方案，以提高廣播控制系統的生命周期。包括網絡技術、軟件架構、文件格式、數據庫平臺選擇等，應具備主流、先進、實用的特征。與上一代的標清播控系統相比，對系統架構上的主備切換機制進行合理化改進。

1.3 可擴展性

充分考慮系統的可擴展性，并基于松散耦合及彈性系統的技術架構，配備網絡安全防火墻，為將海量的網絡數據訪問做準備。

2 電視臺高清播控系統的整體設計規劃

2.1 主控系統

主控制系統是負責整個站的信號傳輸和交換的中心樞紐。它承擔分發各種參與廣播的視頻和音頻信號的任務，并將信號輸出到子控制系統，保證信號分發的安全性與穩定性。主控系統采用高清32×32矩陣，完成了高清信號的調度與傳輸。所有矩陣路均通過視頻跳線進行路由，在此基礎上進行緊急手動緊急操作。主控制系統如圖1所示。

2.2 子控制系統

子控制系統采用主備通道與自動切換的模式。主備切換處理的信號源是一致的。主備路徑是兩條獨立的信號路徑。視頻服務器信號和進入的信號分別進入矩陣，主/備份主機將矩陣輸出信號切換為主鍵，通過將鍵疊加成兩個接收器重排，在響度控制器中，信號分為兩個主路，所有單詞的疊加都由“hd”字幕進行最后輸出，一路進入轉換器下的清晰信號輸出，標準準備路也分為兩路。

圖1 高清播控主控制系統

2.3 控制系統

通過控制視頻服務器，交換設備，錄像機和其他設備，可以按照串行廣播順序完成節目廣播。該系統采用兩個主、備用廣播控制站，并通過兩個逆變器實現對設備的共同控制。上載工作站負責上傳資料，具備基帶與文件上載的功能。為實現廣播控制系統的相對獨立性和安全性，僅打開基帶上傳功能。工作站負責程序編輯和程序數據庫訪問，視頻服務器是整個廣播控制系統的核心設備。該系統采用兩個導入的視頻服務器，分別負責音頻和視頻輸入信號的壓縮編碼、存儲以及廣播。數據庫服務器負責訪問控制數據以及視頻和音頻文件以外的相關元數據文件，并且還采用主要和次要心跳連接模式來保持數據庫同步。存儲是節目資料的文件存儲系統，承擔文件技術的判斷、負荷、讀寫等資料的遷移，增加二級存儲還能夠減少視頻服務器的存儲容量并降低成本。基于策略需求，在輔助存儲器和廣播服務器之間進行節目素材的遷移與傳輸，并在遷移和調度過程中進行節目素材自動技術評審。

3 新舊廣播控制系統的比較分析

3.1 主要備份切換機制

為了實現安全廣播，廣播控制系統通常采用主次系統的工作方式，關鍵節點和設備采用一主一副的鏡像配置。當主機無法正常工作時，它將通過422逆變器自動切換以確保廣播正常。有幾種方法可以執行此操作：將主要和備用模式分開，完整的主要和備用模式以及混合的主要和備用模式。

將主、備用分開模式：主控制工作站連接到主服務通道，而備控制工作站連接到備用服務通道，且兩個工作站之間沒有建立連接關系。這種模式的弊端是，當主控制工作站或廣播控制受控工作站發生故障時，由主控制工作站控制的頻道將無法正常工作，并成為單通道輸出，從而降低了安全性。或當主控制的工作站發生故障，同時主視頻服務器正常時，盡管此時的廣播控制工作站是正常的，可以手動調整布線并接管主視頻服務器，但是故障處理時間過長會降低整個系統的可靠性。

完全主備模式：主機控制工作站同時控制主備、服務通道，當故障發生時，主機控制工作站利用心跳線檢測來控制工作站，主控制工作站檢測到的GPI故障觸發422的重排，將控制工作站進行重新布置，同時由備控制工作站控制主視頻通道，利用這種方式處理了廣播電臺與視頻服務器的控制問題。傳統廣播控制系統采用此模式，并給予此模式對第三級緊急廣播進行了同樣的配置。如果主設備發生故障，則切換到備用計算機。如果備用計算機也發生故障，則切換到緊急廣播頻道。在實際使用中，這種模式也存在一定的缺陷。如果在指令發送時機器出現故障或軟件出現故障，且主通道和備用通道的控制相同，則這兩個通道將一起出錯，這種情況下，必須手動切換到第三級緊急廣播。

混合主待機模式：基于傳統廣播控制系統的管理經驗，在高清廣播控制系統中采用了混合主待機模式的切換機制。系統采用一次控制和二次控制方式，使用兩個422變頻器實現對所有設備的控制。正常情況下，由主播控制的工作站控制主通道，預備控制的工作站控制備用通道。通常情況下，交換機在廣播控制工作站中展開倒換工作。主控制工作站配有兩個通道，但備用通道設置為“影子”模式，該模式發送指令的同時，返回狀態進行忽略，從而達成“主控制工作站控制主通道，備播控工作站由備通道控制”的控制目的。

3.2 二級存儲

傳統電視臺的標清廣播控制系統未配備二級存儲，因此資料需要直接上傳到視頻服務器，然后再進行廣播。此方法相對于輔助存儲的優點在于無需將資料從輔助存儲遷移到視頻服務器，并且遷移技術的審核步驟更少。在這一代高清控制系統中，我們配置輔助存儲主要是為了考慮系統的可擴展性，便利性以及系統成本。

可擴展性：能夠為生產網絡等其他網絡創造接口，完成互連互通。另外，由于輔助存儲是一個單獨的系統，因此存儲容量相對容易擴展。

便利性：能夠存儲一些需要在短時間內重播的內容，從而節省了重復上傳的時間，提高了工作效率。

系統成本：視頻服務器配置的硬盤存儲價格高于硬盤的二級存儲，與高清相比，標清一小時存儲容量要大得多，所以使用二級存儲可以有效降低運行成本。

結論：綜上所述，在電視臺高清廣播控制系統的設計中，充分考慮了系統的安全性、先進性和可擴展性，不僅滿足了當前的業務需求，還滿足了未來的技術發展要求。結合不斷進步的系統設計與開發技術下，高清播控系統為整體廣播電臺行業的現代化改革提供技術支持，并在此基礎上擴大市場的應用需求，實現可持續性的健康發展。