淺析高清播控平臺的關鍵技術及質量保障

唐智廣

（安徽廣播電視臺，安徽 合肥 230000）

導語

國家廣電總局頒布《新聞出版廣播影視“十三五”科技發展規劃》之后，各大地方電視臺對電視頻道高標清同播的實施引起了高度重視，并結合自身實際情況進一步提升了高標清同播系統的建設力度。與此同時，為了能夠最大限度保障電視節目安全穩定的播出，構建了與之對應的播出應急機制，這有利于應對各種突發情況，進而為廣大用戶帶來更高質量、更高效率、更加穩定的服務。在該背景之下，不僅需要明確高清播控平臺的關鍵技術，而且還需要做好質量保障。本文研究如何保障高清播控平臺的質量，主要以獨立備份播出系統為基礎，讓平臺能夠結合實際情況通過手動與自動的結合達到有效整備不同頻道的節目素材，因此，具有一定的現實意義。

1.系統整體架構概述

對高清播控平臺的系統而言，要求系統功能豐富，能夠滿足高清播出實際需求，因此，包含有多種業務系統，例如，播出控制、播出整備以及全局監控系統。系統的整體架構暢想（如圖1所示）。

圖1 整體系統架構

1.1 播出整備系統

對于高清播控平臺而言，播出系統屬于關鍵部分；同時，整備系統與外部系統之間保持著耦合關系，具體來講，以接口服務為基礎，連接外部業務系統，進而完成技審、傳輸、文件化整備等各種工作。簡單來講，播出整備系統扮演著“中間人”的角色，將外部系統與播出系統進行充分銜接，一方面，需要對節目導入、上載、遷移、轉碼等常規工作進行負責；另外一方面，還需要進行響度控制、人工復檢、節目技審等工作，目的是保障電視節目的質量。如果遇到特殊情況，例如，外部系統崩潰，此時整備系統將發揮作用，可通過磁帶上載或者是文件導入等送播方式，不僅能夠確保節目有效上載，而且還能夠完成二級存儲，達到節目能夠正常送播的目標；同時，播出系統的主要力量將會集中于播出控制，這樣又可以保障節目播出的安全性。[1]

1.2 播出控制系統

播出控制系統是高清播控平臺的核心，能夠有效播出以及充分控制高清網絡字幕機、基帶IP站點（二備）以及主、備播出站點等；與此同時，還具有較為全面的保障措施，例如，設計有提前播出頻道、字幕預監系統、管理播后數據以及編輯節目單等，可以提升節目與字幕的一致性，進而達到安全播出的目的。

1.3 全局監控系統

在高清播控平臺中，監控系統相對獨立存在，主要監控的內容有流程、信號、環境、設備等。高清播控平臺中所有監測信息將會由監控系統完成匯聚，并實施報警、查詢、管理、分析、處理等各項措施，其中具有特色的功能有故障分析、智能監控設備以及全流程管理；同時，為了能夠保障節目的安全性與穩定性，針對環節以及用戶的不同，將會采取權限管理方式，然后對訪問進行有效管控。對業務以及運維而言，全局監控系統發揮著非常重要輔助管理作用，不僅有利于降低維護管理成本以及值班統計，而且還能有效提升各項業務的工作效率。[2]

1.4 基帶IP調度管理系統

高清播控平臺需要隨著需求而不斷進步，尤其是基帶IP調度管理系統，要基于總控系統IP化的發展而不斷更新。從IP信號級與傳統SDI來看，該系統發揮著交換作用，可以將兩者信號實現互聯互通。同時，還能夠進行相互調度以及管理，當遇到突發情況時，以傳統基帶總控矩陣為例，一旦出現宕機的問題，此時該系統將發揮作用，將全臺信號調度、頻道外來信號直播等任務充分承擔起來，確保節目穩定、安全地播出。

2. 高清播控平臺關鍵技術與設備選型建議

2.1 數據庫

高清播控平臺要有完善的數據庫予以支撐，進而確保管理信息能夠實時交換、對節目單進行合理調用作為存儲以及播出網絡節目，均需要完善的數據庫進行支撐。現階段，在各項技術以及政策的支持下，地方電視在數據庫管理、維護、更新等方面經驗較為豐富，因此，目前主要需要結合實際需求做優化升級，重點解決由于主、備節點切換過程中數據庫出現中斷、系統修復時導致業務停機等情況。為此，建議采用NEC R320f-E4容錯服務器架構，因為該服務器擁有專業級別的控制芯片（Gemini EngineTM），也就是能夠基于實際情況切換冗余硬件等故障，如果有故障發生，那么故障模塊會被首先隔離，然后再將其移除，進而確保數據庫能夠穩定運行；同時，更換故障模塊，使兩套模塊完成自動同步，從而達到正常的運行狀態。對整個系統而言，Gemini EngineTM的作用就是保障其能夠連續運行，這樣將不會出現數據丟失或者是中斷等情況，其中在應對停機事件上效果明顯，能夠實現全天候穩定運行的目的。[3]

2.2 視頻播出服務器

考慮到實際需求，高清播控平臺需要做好高標清同播系統的建設，例如，在構建思路上，可以嘗試“2個一般頻道+4個重要頻道”的模式。就重要頻道來講，主播出鏈條以及備播出鏈條，建議采用“二備IP鏈路+傳統基帶”的模式；就一般頻道來講，為了保障頻道的播出的穩定性，可以采用“主、備IP冗余技術播出通道+傳統基帶”這樣的搭配體系。

對于高清播控平臺的視頻服務器來講，可以采用Harmonic SpectrumX ，該服務器具有單機性質，并內置有存儲模塊，還有嵌入式Linux操作系統。以單臺視頻播出為例，整個整點包含SDI編解碼雙向通道，數量為4個，一方面，3個頻道的HD-SDI的需求能夠被滿足；另外一方面，還可以提前進行預播以及完成應急上載。對IP播出鏈路進行規劃時，首要考慮的問題是合理與安全，建議采用IP視頻播出站點，架構可以采用ALLINONE架構，這樣的設計能夠具備更加完善的功能，能夠基于實際情況切換輸出通道、字幕疊加以及臺標，并基于SDI播出視頻服務器的實際需求，達到節目穩定安全播出的目標。此外，單臺設計能夠對兩個頻道播出需求進行滿足，加之外來IP信號輸入功能；在此基礎上，外來IP信號將能夠與本地硬盤之間完成切換。對同一個素材來講，SDI over IP與SDI視頻輸出接口實現同步，然后有效輸出PGM信號。[4]

2.3 字幕播出

高清播控平臺中自動播控系統發揮著巨大作用，而字幕播出系統需要與其保持匹配，意味著自動播控系統要圍繞節目單完成聯動，不僅能夠對播控系統的預播單進行自動獲取，還能夠對節目單進行解析，對字幕單的格式進行自動轉換，為字幕編單人員提供重要參考依據，進而精準添加字幕，并生產字幕播出單，這樣字幕將可以隨著節目而自動呈現，在操作Take以及Hold的過程中，可實現自動跟隨著變動。該系統可以對SDI鍵信號以及NDI格式字幕進行同時輸出，還可以滿足疊加IP鏈路、傳統基帶圖文字幕場景應用的實際需求，確保字幕一致。[5]

2.4 基帶IP的播出控制

關于基帶IP鏈路，建議配置4臺播出工作站，目的是讓兩兩之間形成主備，而且可以安全獨立的運行，最為關鍵的是可用性將會更大，能夠對IP周邊、基帶IP視頻播出站點等硬件系統協議進行有效適配。同時，該系統獨立于SDI播出鏈路的控制，對備播鏈路控制而言，這個過程可以無人值守，可以從主路SDI播控站自動獲取節目單，并完成播出單更新、自動播出。如圖2所示，基于IP控制的環境之中，整個播控系統的內部能夠在多重PB模式下，讓系統達到高可用的目標，而且沒有單一的崩潰點。

圖2 基帶IP系統控制

之所以采用這樣的控制模式，從理論以及實踐角度而言，具有這樣的優勢：（1）在全網絡控制模式下，可以解決傳統點對點控制上的缺陷，關鍵能夠滿足系統IP化發展需求。（2）對于播控工作站而言，因為采用的是PB模式，意味著接入了雙鏈路，這就形成了互為主備的關系，即使主網口失去通信，控制鏈路也會自動切換到備網口。（3）堆疊/虛擬技術用于主備控制交換機，可讓直接接入上下游系統雙鏈路，達到在線熱備的目的。（4）受控的設備依然用的是網口PB模式，能夠保障任何一個節點或者是鏈路不會出現異常，并確保基帶IP視頻服務器處于受控狀態之中。[6]

3.高清播控平臺質量保障策略

3.1 規范標轉高制播技術

從實際情況來看，各大電視臺當前的標清制作主要有4∶3以及16∶9，考慮到高清安全穩定播出、適配未來等各種因素，建議加強規范標轉高制播技術，例如，可以采用“拉伸”方式，并統一采用這種方式；又如，可以采用“擠壓”方式，完成標清節目變換與播出，總之需要規范制播技術，這是保障質量的大前提。

3.2 一致性對比

以央視新聞聯播為例，地方電視臺為了能夠保障其信號安全，需要對中星6A6B衛星接收、廣電網絡主干網以及高清機頂盒信號進行輸出，并進行信號技審、比對以及信號報警服務，尤其是面對特殊情況，還必須能夠支持信號應急切換，所以信號的一致性對比非常重要，將充分提升CCTV信號轉變的安全力度。

3.3 質量保障體系

如圖3所示，若要最大限度保障節目安全播出，地方電視臺需要完善質量保障體系，也就是從節目送播到最終播出環節，必須要有一套智能監播系統。需要注意的是，要實施“以實際業務為主導+以播出節目單為驅動+以代播素材成功備播為最終目標”的質量保障準則，確保智能化監控下業務流程的安全性以及穩定性。對于基帶上載而言，該環節通常是邊進行上載邊進行技審，并實時向前端上載人員反饋技審信號。在文件送播的過程中，需要確保達到播出二級存儲節目目標，而且文件格式必須是高清，按照統一規范的制播技術，例如，對標清文件進行“拉伸”處理；同時，考慮到需要將前端送播客戶端壓力降低，所以將通過B/S架構來送播文件。對媒體處理中心進行部署，加上人工復審、自動技審等保障措施，可以確保到達播出二級存儲的素材。此外，為能夠最大限度保障播出服務器之內素材的安全性，需要對預播通道進行提前部署，并以節目單為基準制定預播方案，可提前預播以及全程監控節目，從而保障節目質量。[7]

圖3 質量保障體系

結語

如今，用戶對電視節目質量提出更高的要求；對各大地方電視臺而言，節目質量是吸引客戶以及保障收益的基礎，因此，需要完善高清播控平臺。本文基于理論角度對其關鍵技術以及質量保障策略進行了探討，若要發揮高清播控平臺的作用，還需要結合實際情況對細節方面進行規劃與完善。同時，在適當的場景下，還需要進一步探索以及實踐4K超高清節目制作與播出，這樣才能推進電視臺全面發展，進而為廣大用戶提供更高質量的服務。