電視臺硬盤播出系統的數字化升級改造技術

劉 偉

（亳州廣播電視臺，安徽 亳州 236800）

現代網絡科技在不斷的進步和發展，各地電視臺也都積極地開展了播出系統升級改造的工作，從傳統播出系統朝著數字化播出系統模式轉變，建成高網絡信息化硬盤播出系統。在實際轉變工作中，包括多方面的內容，要求全面分析并且掌握硬盤播出系統基本情況，對改造工作的實施原則進行明確，利用科學合理的升級改造技術方案。[1]

1.電視臺硬盤播出系統的分析

電視臺硬件播出系統設計的重點為機房設備，主要包括總控、分控、設備和總控等。通過服務器的方式進行播出，然后輔以錄像機播出。在全部的播出節目中，只有新聞節目能夠以節目自身的特點進行播出，其他的節目都是利用服務的方式播出。其次，對利用系統之外傳輸信號的管理，根據針對性設備進行統一化管理。[2]

2.電視臺硬盤播出系統的數字化改造原則

2.1 分布式上載設計

由于工作性質不同，硬盤播出系統的播出和上載兩個工作站能夠在不同大樓和樓層中布置。在上載電視節目素材的過程中要通過本地和播出設備實現，從而避免電視節目素材的二次拷貝，提高電視工作人員的效率。電視節目素材在本地上載的過程中要重視數據備份，因為工作人員在上載的過程中無法確定數據上載的通暢性。假如網絡在數據上載時出現中斷，就要重新傳輸上載數據。[3]

2.2 安全性能設計

為保證電視節目播出過程中的安全性和穩定性，要對系統中設備進行備份，避免工作人員由于個人的失誤使電視播出出現失誤。要求電視節目系統的播出設計方式，能夠保證電視節目播出的效果。在網絡技術不斷發展的過程中，電視臺通過先進網絡技術連接設備，要同時實現多種數據的傳輸。針對突發性比較強的數據，要實現數據傳輸任務，在使用技術過程中還要實現設備資源共享。

2.3 硬盤播出系統的升級

在改造升級電視臺硬盤播出系統的過程中，要保證全部設備能夠滿足硬盤系統基本播出需求，使系統具備良好擴容與升級的能力，滿足硬盤播出系統在未來升級中的需求。另外，保持系統使用開放性軟件，使電視臺系統以外的系統也能夠實現系統連接和數據交換。[4]

2.4 維護運行環境

在保證并且維護電視臺硬盤播出系統硬件時，要求工作人員清除工作臺灰塵、污跡、垃圾等。因為灰塵會在不知不覺中進入到設備中，影響到設備的正常運行，從而出現嚴重的安全隱患。所以，就要定期做好系統運行環境維護工作，保證操作室的清潔干燥，將硬盤外部灰塵進行清除。及時上機，并且根據相應標準對機房濕度、溫度進行控制。對人員進出機房規范要求進行明確，嚴格管控進出人員，避免無關閑雜人員等隨意的出入，影響到機房的環境。[5]

2.5 規范操作程序

嚴格根據相關部門頒發的電視臺硬盤播出系統維護規定，制定合理的操作流程規范。具體分析，相關人員根據標準正確的關閉或者啟動計算機系統，從而降低因為工作人員操作不當導致的計算機系統故障問題。注意設備電源接觸是否良好，對設備電流、電壓進行檢查，避免出現觸電、漏電等事故。定期檢查機房環境和設備，做好事項登記，掌握設備的實際情況，及時實現設備維護。[6]

3.硬盤播出系統的數字化升級改造

3.1 硬盤播出總控設計

基于全硬盤播出系統數字化設計理念，根據播出服務器SDI串行數字輸出設計視頻服務器和播控軟件，設計數字電視輸出的播出平臺，從而使信號調度、監測的實際需求得到滿足。

其一，通過SDI切換矩陣折疊式要能夠實現主備設置，根據SW162數字切換矩陣設置雙RS232控制端口，能夠實現手動和自動兩種不同的操作方式，從而實現斷電直通功能。將主備視頻服務器的輸出信號在主備切換矩陣中傳輸，并且實現數字信號和預檢信號的主輸出使用。

其二，字幕系統是基于數據庫網絡化異地制作，將字幕設置到播出表中，播出表滑動的過程中字幕播出內容也跟著動，從而提高字幕的便捷性，使人員操作失誤度和強度得到降低。[7]本文字幕系統的實現方式為：通過鍵混外置放字幕設計新聞綜合頻道，利用廣播級視頻板卡實現字幕機的設置，從而實現三維動畫功能，提高字幕的清晰度，定時設置自動字幕，并且在運動過程中更加連續、平滑。將視頻服務器內嵌字幕應用到其他3個頻道中，實現臺標、字幕等圖文播出功能，從而實現視頻服務器編解碼卡，節約繁瑣連接過程，使系統更加簡潔、安全，在方便維護的過程中使系統質量得到提高。

其三，在系統中設置GPS衛星時鐘接收機，根據RS232接口連接服務器端將客戶端校時軟件安裝到其他每臺電腦中，保證時間嚴格性和一致性。

其四，SDI嵌入音頻處理器。使電視節目的來源渠道得到擴大，無法統一節目源聲音大小，根據音頻處理器自動化控制輸出端口電平，將噪音消除，從而提高聲音質量。[4]圖1為升級后硬盤播出總控系統。[8]

圖1 升級后硬盤播出總控系統

3.2 數據庫服務器

數據庫為硬盤播出系統軟件運行的基礎，能夠記錄節目單、素材文件和監控等數據。其作為硬盤播出系統的信息管理中樞，假如在數據庫服務器播出的過程中出現數據丟失、死機等故障，就會導致無法估量的后果。所以，在創建高清硬盤播出系統的過程中，要重視數據庫服務器運行的穩定性和安全性。

在本次高清硬盤播出系統建設的過程中，系統的搭載平臺通過2臺高性能Dell R420服務器設計，服務器設置6個300G硬盤。使用SQL Server數據庫軟件，可管理性、可用性、可靠性得到提高，雙機數據庫服務器能夠實現雙機熱備和鏡像。

數據庫雙機熱備份的實現方式包括：其一，共享模式。基于存儲區域網SAN和共享磁盤陣列，對雙機軟件安裝并且實現雙機備份；其二，純軟件模式。并沒有共享存儲設備，只是利用軟件共享。在本文硬盤播出系統建設過程中使用純軟件模式，雙機熱備利用EMC AutoStaet主備鏡像軟件實現，將注冊表保護為服務器分區鏡像、磁盤管理、分區磁盤所提供。通過播出系統使靜態監控、故障探測和動態配置得到實現，通過新的跳線實現主備服務器的實時監測。如果主數據庫服務器出現意外掉電、服務停止和網絡中斷時，備數據庫服務器接管并且獨立運行，對系統提供不間斷的數據服務，實現安全播出。[9]

3.3 播出服務器

在創建高清硬盤播出系統建設時，使用Dell R730系列視頻播出服務器，使其能夠作為主備硬盤播出。2臺播出視頻服務的配置相同，每臺服務器都能夠獨立配置4個編碼/解碼工作通道，從而實現雙向性解碼、應急上載、播前頭尾檢測、審看等。另外2個通道指的是單向播放通道，實現標清播放與利用軟件授權無縫升級高清服務。

另外，通過升級改造使播出系統使用HP工作站結合美國SD視頻播出卡，配置SDI與增強型的模擬接口，內設硬件下變換器。Decklink Studio還設置獨立的模擬分量、SDI、復合視頻連接，SDI與模擬分量連接都能夠自動切換清晰度。另外，SD-SDI輸出端口設置變換器實現清晰度轉變，在對復合視頻信號處理過程中，使SD-SDI輸出運作鍵作為輸出。[10]

3.4 整備系統設計

播出系統指的是電視臺節目最終輸出系統，創建節目整備系統，使基于文件的自動化播出模式得到實現，包括計算機網絡系統的文件化自動送播、網絡化編單和文件化網絡化節目審核等。在系統建設過程中要求基于現有播出系統實現擴容改造，除改造優化播出系統外，新建設服務總編室部門和播出部門的編單系統、整備系統和網絡安保等系統。無縫連接新建系統與原本的數據庫和播出系統，便于運營維護。在創建多系統的過程中，根據全臺網全程文件化制播的流程實現手動制播的流程，實現自動化流程的設計。[11]

通過播出整備系統能夠審核電視臺成品的內容，并且對其進行管理，最后交給播出發布系統進行播出。網絡安全系統是將邊界安全作為基礎，互相連接臺內的生產網絡，使節目文件、成品元數據和指定內容在播出區域中導入。另外，還要提供介質導入、有卡上載、通道下載等多成品節目的匯聚。此種成品節目文件在播出系統中，通過媒體處理中心進行校驗、技審、轉碼等處理。[12]

在播出系統現有的流程中，實現軟件的個性化訂制開發，以此保證業務流程的高度適配，并且結合現有播出軟件、數據庫，保證數據通路的通暢性，使業務系統運行效率得到提高。網絡系統使用成熟網絡架構的設計方式，避免系統出現網絡單潰點，構成高度健壯網絡系統，使播出業務能夠7*24的連續穩定運行。[13]

3.5 上載信號監測和報警

利用人工打點、審看等方式實現電視臺播出上載，人為因素會影響到播出系統的上載利用播出質量最后的防線。在改造系統過程中，新創建的上載自動技審功能對上載信號實時監測和報警，以通道記錄實現自動檢測模塊的設計，信號檢測模塊在設計過程中并不需要全硬件的檢測技術。在上載節目的過程中自動檢測信號，不會對節目正常的上載造成影響。檢測基帶檢測服務器對錄像帶中的素材音頻、視頻等信號進行上載，通過SNMP協議使錯誤信息匯總到基帶檢測服務器中，根據上載軟件聯動，實現詳細報警日志的記錄，上載信號監測報警結構詳見圖2。[14]

圖2 上載信號監測報警結構

3.6 播出控制工作站

在創建高清硬盤播出系統的過程中，播控工作站使用2臺惠普播控機設計，利用互為主備方式和播控軟件控制主備工作站。其次，系統配置主備RS422倒換器的，使用主備結合的方式控制共享。根據節目播出單，播控工作站通過控制端口解碼視頻服務器中的通道播出節目單，還能夠自動控制主備分控切換矩陣、鍵混器等實現電視臺頻道播出需要的效果。

3.7 智能監看系統

監看系統使用服務器/用戶端架構設計，通過國內領先的技術與多畫面設備，各個監控工作站安裝過程中設置顯示界面，使操作人員對系統運行狀態、收錄節目內容和報警狀態實時查詢，實時監看播出系統的鍵混器、主備視頻服務器、響度控制器等節點信息。整個智能監看系統包括操作流程監控系統、信號監控檢錄系統、設備狀態監控系統等，值班人員能夠利用監控系統及時發現問題并且處理。[15]

4.升級后硬盤播出系統的操作

硬盤播出系統根據計算機管理優勢結合亳州廣播電視臺的播出流程，轉變為全自動化計算機管理模式，使播出安全性得到提高，具體操作流程如下。

其一，編輯節目模板。根據播出計劃，總編室實現節目模板的創建。

其二，節目詳單編輯。基于節目板塊編輯全部播出頻道的節目詳單，完成編輯后在數據庫服務器中發送，對用戶審核權限進行通知。在對節目單審核之后，自動更新播出表單。

其三，上載素材。從上載站使廣告部和新聞部的節目在視頻服務器中上載，還能夠通過非編系統直接打包入庫到視頻服務器中。影視劇節目為總編室利用上載站，到二級存儲和播出服務器中上載。

其四，總編室的字幕制作人員先做好要播出的倒計時、游動等字幕，之后在服務器中入庫，使節目單編排過程調用更加的方便。

其五，在播出控制終端，播出控制人員通過數據庫調出當天播放的播出表，以此播放。在播放過程中通過此終端實現臨時操作，比如臨時刪除、鎖定播出或者插入其他的節目等。[16]圖3為播出流程。

圖3 播出流程

結語

在縣級電視臺整體運行的過程中，硬盤播出系統尤為重要，實現數字化升級改造，選擇有效、科學的技術方案能夠良好應對硬盤播出系統運行中的問題，提高播出質量和效果，從而為社會公眾提供優質、高效的電視服務。