基于雙平臺同步播出播控高清系統在線改造解決方案

【摘要】 本文主要介紹了面對電視播控系統在線改造這一難題，寧波廣電集團項目團隊通過合理的方案設計和創新技術手段的應用，充分整合利用現有設備和機房資源，以邊播出邊改造的在線改造方式完成全臺播控系統高清化升級的成功案例。

【關鍵詞】 高清化升級 雙平臺 同步播出 素材共享 在線改造

一.引言

自國家廣播電視總局提出2020年全國省級電視頻道實現全高清化播出的目標以來，電視頻道高清化建設步伐明顯加快。寧波廣電集團的發展規劃是在2019年完成高清化改造，實現全高清播出。目前這個階段進行播控系統全高清化改造，存在著不少的問題。

1.資金問題：新建一套全高清播出系統，造價高。參考周邊省級和市級臺的情況，新建一套八個高清頻道的系統，造價預算應該在2500萬以上。在行業整體不景氣的背景下，這是一筆不小的投入。

2.場地問題：不管是新建8個頻道的高清系統還是搭建完整的臨播系統都需要有充足的場地空間。而目前我臺樓宇可用場地已經飽和，沒有合適的場地可用于全高清播出系統的新機房建設。

3.時間問題：若在此時新建一套全新高清系統，立項、設計、論證、招標到設備安裝調試，試運行應該在2020年中期，而新大樓可能在3年后建成并投入使用，顯然效費比太低。

為了減少新建系統的資金投入，也為了降低對新機房場地的需求，我們提出了在充分整合利用現有設備和機房資源前提下的原系統高清化在線改造方案。

二.總體方案設計

播控系統高清化在線改造最大的困難在于原址和在線。原址就是在原來的場地原來的機柜進行設備的安裝，在線就是要在播出線上更換設備或者進行功能升級，改造的風險非常大。如何在高清化在線改造的同時，保證日常的安全播出，一般的做法都是通過臨播系統進行過渡，等改造完成以后再切回新系統。能否在不需要臨播系統的情況下完成系統改造呢？我們結合實際，本著安全第一的原則提出了“基于雙平臺同步播出技術的播控系統在線改造解決方案”。

基于雙平臺同步播出技術的播控系統在線改造解決方案的基本思路是（見圖1）：先搭建新系統的基礎平臺，將新老兩個異構平臺的系統實現節目同步播出，把同步播出下的播出通道進行相互結合，交叉冗余，保證改造期間節目播出的安全。改造過程按照“通道升級”--“雙平臺同步播出”--“通道整合”這樣一個流程，在充分整合利用現有設備的基礎上，以邊播出邊升級的方式對老平臺播出系統進行逐路高清化改造，最后實現無縫切割。

三.新平臺的搭建

為了滿足高清系統對高帶寬和大存儲的需求，我們優化播出網絡配置，提高網絡帶寬，搭建了新的高清數據庫系統和存儲系統，為接下來的改造做好準備。

1.網絡升級

將標清播出系統改造成高清系統，對網絡環境提出了更高的要求。原有的系統網絡架構是千兆交換機級聯為主的模式構成，這樣的網絡架構已經不能滿足播出系統高清化后的網絡需求。為了提升文件的傳輸速度，我們設計了以萬兆光纖核心交換機為中心的架構來替代。

網絡架構采用核心+接入交換機的方式連接。配置2臺核心交換機，采用40G雙鏈路堆疊。配置8臺接入交換機，每個域內的2臺接入交換機采用2條10G鏈路堆疊，上行鏈路每臺單10G上行到核心交換機。以功能劃分的接入交換機通過光纖和核心交換機連接，以實現文件的高速傳輸。同時交換機采用國產品牌以替換原來的思科交換機，杜絕不安全隱患。

2.文件送播平臺的建設

新建一套獨立的文件送播平臺，該平臺新建MYsql主備數據庫服務器，采用200TB的大容量6節點的EMC存儲器作為存儲。同時配備9臺遷移服務器負責文件傳輸，配備7臺技審服務器負責對文件的自動技術審核。建成后云平臺、新聞制作網、廣告制作網等生產域的送播文件通過專用網閘統一進入到送播平臺的存儲中。

為確保節目文件安全播出，在整個文件備播流程中每個環節都設立了技術保證措施，從而保證最后的節目安全播出。經過自動技審、人工復審后，素材文件遷移到播出平臺的視頻服務器。最后在視頻服務器系統中進行頭尾檢測。

四.基于雙平臺同步播出技術的播控系統在線改造

鏈路高清化升級是整個高清化在線改造工程的要點與難點。播控系統鏈路上線路多，設備多，節點多。信號鏈路是最直接影響節目安全播出的環節，所以風險也最大。基于雙平臺同步播出技術的電視播控系統在線改造過程如下圖2所示：

1.首先在新的文件送播平臺的基礎上搭建高清第二備播出通道。高清第二備播出通道采用IP系統架構，和基帶播控系統相對獨立。IP播出系統通過接口和編單系統以及送播平臺實現互聯，從基帶播出系統節目單網關獲取離線節目單，根據離線節目單從現播出系統二級整備存儲抓取素材進行節目備播。素材的備播采用FXP遷移技術，直接將素材遷移到無壓縮IP流視頻服務器組。無壓縮IP流視頻服務器組輸出的SDI Over IP信號經基帶IP流轉SDI服務器轉換為SDI信號進行播出。

2.高清第二備播出通道建成后與標清頻道一起同播相同的節目內容，新老平臺的節目要實現同步播出，兩個系統必須使用相同的節目單和節目素材。由于高清二備通道播出的是高清信號，接下來把高清二備信號下變換成標清信號，然后接入標清系統4選1，成為標清系統的一個新通道。原來的標清播控系統是主備雙通道的系統架構，高清二備通道接入后，使標清系統變成三通道的系統架構（見圖2）。

3.停播原標清系統的備播出通道，由高清二備和標清主通道一起承擔當前標清頻道的播出任務。然后可以對標清系統的備通道在新平臺基礎上進行高清化升級改造，通道升級保持整體架構不變，主要對核心切換臺以及周邊設備進行高清化升級。其中兩臺NV5128切換臺更換成GV公司的Masterpiece切換臺。原SNELL的周邊機箱換成AXON的高清機箱。

原標清系統備通道升級完成后成為高清播控系統備通道。同樣的，把高清備通道的播出信號下變換成標清信號接入標清系統4選1，成為標清系統的一個新通道。

4.停播原標清系統的主播出通道，由高清二備和高清備通道一起承擔當前標清頻道的播出任務。然后對標清系統的備通道在新平臺基礎上進行高清化升級改造，升級完成后成為高清播控系統主通道。最后把高清主通道播出信號下變換成標清信號，接入標清系統4選1。至此，就完成了原播控系統從標清到高清的改造，整個過程對標清頻道的日常播出沒有任何的影響，實現無縫切割，而且新建成的標清頻道和高清頻道都具有三通道的系統架構（見圖3）。

這樣一個邊升級邊整合，循環運作的過程，體現出了基于雙平臺同步播出技術的播控系統在線改造決方案的巨大優勢。1.安全性高：在改造過程中時刻保證有兩路播出通道實現當前節目播出的安全冗余，確保了日常節目播出安全性與可靠性。2.節約成本：此方案不需要臨播系統，能充分整合利用現有設備和機房資源，以邊播出邊升級的方式實現高清化改造，大幅降低時間成本和資金成本。3.提升改造后系統安全冗余：改造完成后系統從原先的兩通道播出冗余升級到三通道播出冗余，提高了整個系統的安全系數。

五.跨平臺接力式傳輸素材共享技術

新老平臺的節目進行同步播出，前提是兩個系統使用同樣的節目單和同樣的節目素材。如果編單、上載、推送等工作都要在兩個平臺重復做一遍的話，改造期間的播出業務工作量將會成倍增加。為了有效提高雙平臺同步播出的業務效率，我們提出了跨平臺接力式傳輸素材共享技術。

在改造期間，節目播出還是以標清素材為主，播出節目素材都是推送或上載到老平臺的二級存儲。我們從老平臺向新平臺提供一個查詢服務，用于查詢老數據庫里的素材信息。新系統加載節目單后，新系統的GMP軟件會主動調用這個服務，向其索要素材元數據。當素材通過上載或者文件推送的方式傳輸到老平臺二級存儲的時候，新系統GMP可以獲取到查詢服務反饋的素材信息（包括老平臺素材文件名稱，所在二級存儲區路徑，時長等信息），然后發起同步任務將素材從老平臺遷移到新平臺的二級存儲，同時將素材元數據和狀態入庫到新平臺的數據庫，完善新平臺素材信息（見圖4）。

跨平臺接力式傳輸素材共享技術在不改變系統原有結構的基礎上，平行增加兩個平臺之間的節目送播和自動推送功能，輕松實現了異構平臺之間的素材共享，避免了重復上載與推送的工作，提高了播出業務效率，為新舊平臺實現節目同步播出打下了堅實基礎。

六.結束語

基于雙平臺同步播出技術的播控系統在線改造解決方案在寧波廣電集團播控系統高清化改造中的應用，是一次非常成功的的實踐。正是由于項目團隊面對播控系統在線改造這一難題，善于思考，勇于創新，通過運用科學的改造方案以及合理的技術手段，使寧波廣電集團原播控系統高清化改造項目過程安全有序，且富有成效。該解決方案對于國內電視臺播控系統建設中面對在線改造這一難題具有很強的啟發和借鑒意義，為今后廣播電視技術改造工程提供了新的思路和經驗。新系統投入使用至今始終保持安全、穩定、高效地運行狀態，產生了很好的的經濟效益，和社會效益。BP

參考文獻

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