硬盤播出系統播出控制方式淺析

夏書奎

摘 要：為了提高硬盤播出的安全性，避免單結構故障可能導致的系統崩潰，各電視臺在硬盤播出系統設計中都采用了冗余備份措施。本文通過主、備播出控制機對主、備視頻服務器和周邊設備的控制方式的介紹，闡述了硬盤播出系統常見的幾種控制方式的工作原理和運行特點，逐一分析總結了各自的優點和缺陷，并結合實際提出了具體應用的解決方案。

關鍵詞：硬盤播出 控制 控制方式

中圖分類號：TN948.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（a）-0134-02

根據《廣播電視安全播出管理規定》關于播出系統的要求，在硬盤播出系統設計中要充分考慮系統的冗余備份措施，能夠避免單結構故障所能導致的系統崩潰。提高播出系統安全性最有效的方法就是增加關鍵設備冗余度，避免單一故障點。播出系統的關鍵設備主要包括播出控制機、視頻服務器、矩陣切換設備等。

播出控制系統是播出系統的核心，它不僅要控制視頻服務器進行視頻文件解碼，同時還要控制播出矩陣、鍵混等周邊設備，根據節目單完成播出。所以不僅要對播出控制機和視頻服務器等設備進行冗余備份，還要考慮到主、備播出控制機對主、備視頻服務器和周邊設備的控制方式問題。

1 常見播出控制方式

（1）采用“主控主、備控備”方式。即主播出控制機僅控制主視頻服務器和主播出矩陣等，備播出控制機僅控制備視頻服務器和備播出矩陣等。

（2）采用“點到點”控制方式。即使用串口控制線將主備播出控制機和所有受控的設備（主備視頻服務器及主備播出矩陣等周邊）直接連接。

（3）采用交叉控制方式。此方案也使用串口控制線控制所有受控的設備，但在主備播出控制機和視頻服務器之間配置有422倒換器，422倒換器就是一個針對串口通訊的2選1切換開關，主備播出控制機通過422倒換器對主備視頻服務器進行交叉控制。

（4）采用IP控制方式。即將控制信號全都轉換成IP信號，利用網絡方式對被控端進行控制。

2 常見控制方式分析

2.1 “主控主、備控備”方式

如圖1所示，主播出控制機僅能控制主視頻服務器等設備，備播出控制機僅能控制備視頻服務器等設備，同時通過心跳線與主控制機同步。當備控制機發現主控制機異常時，自動切換到備控制機控制備服務器播出。

此方式結構簡單，邏輯明確，缺點也明顯。它將播出控制機和視頻服務器作為一個整體進行了冗余備份，保證了備份通道的獨立性。但是當播出控制機和視頻服務器等設備有一個出現問題時，同一通道中的其他設備即使沒有問題也無法正常使用。極端情況下，例如主播出控制機和備視頻服務器同時出現問題，整個播出系統就無法正常工作。

2.2 “點到點”方式

主備播出控制機和主備視頻服務器均配備RS422多串口卡，其他受控設備也配置有串口，控制端與被控端使用串口控制線直接連接。RS422多串口卡最多可支持8口，播出控制機所有指令通過它進行轉發，可以同時控制視頻服務器和播出矩陣、鍵混、錄像機等周邊設備。

如圖2，主播出控制機不僅控制主視頻服務器，同時還控制備視頻服務器。備播出控制機也通過控制線連接到主備視頻服務器，同時通過心跳線檢測主控制機。當備控制機發現主控制機異常時，自動切換到備控制機控制主備服務器播出。

此方案使用串口控制線直接連接，優點是控制可靠、沒有延時，缺點是連線復雜，尤其是設備數量較多的時候。另外，此方式對計算機及控制軟件要求較高。在節目切換的關鍵時刻，如果主播出控制機瞬間死機或重啟，備播出控制機可能來不及接管控制任務，無法發出下一條節目的播出觸發信號，從而導致主備兩臺視頻服務器同時靜幀。

2.3 交叉控制方式

此方案中主備播出控制機和主備視頻服務器也配備有RS422多串口卡，控制端與被控端也使用串口控制線但不直接連接，如圖3所示。播出控制機通過422倒換器控制視頻服務器。RS422倒換器采用繼電器方式，通過GPI觸發控制倒換。正常工作時，422倒換器接通主控制機，由主控制機控制主備視頻服務器及周邊設備。備控制機通過心跳線檢測主控制機，當發現主控制機異常時，會通過GPI命令觸發422倒換器接通備控制機。這樣備播出控制機就可以接管主控制機的控制權和控制任務，確保播出不間斷。

此方案中由于主備播控機共用一臺倒換器，就形成了單一崩潰點。另外，在節目切換的關鍵時刻，如果主播出控制機瞬間死機或重啟，備播出控制機也可能來不及響應并接管控制權，無法發出下一條節目的播出觸發信號，從而導致主備兩臺視頻服務器同時靜幀。

如圖4所示，交叉控制的改進方案是使用兩臺422倒換器。正常情況下，422倒換器l承擔主視頻服務器的控制倒換，由主播出控制機主控，備播出控制機備份。422倒換器2承擔備播出服務器的控制倒換，由備播出控制機主控，主播出控制機備份。備控制機通過心跳線檢測主控制機，當發現主控制機異常時，會通過GPI命令觸發422倒換器接通備控制機，由備控制機控制主備視頻服務器。這樣，即使在節目切換的關鍵時刻主播出控制機死機，也只能導致主視頻服務器靜幀，而備視頻服務器是由備播出控制機主控的，不受主播出控制機的影響。只要將播出矩陣切換到備視頻服務器信號通道上，就可以迅速恢復正常播出。

2.4 采用IP控制方式

如圖5所示，系統中的控制信號全都轉換成IP的方式，主備播出控制機可以方便地通過網絡完成對視頻服務器等設備的控制。對于沒有網絡接口的串口設備如播出矩陣、鍵混、錄像機等，可以采用串口服務器方式。串口服務器提供RS232/422轉IP功能，串口設備連接到串口服務器的串口上，串口服務器通過網線和控制網絡交換機相連。正常情況下，主播出控制機通過網絡控制主備視頻服務器，同時通過串口服務器控制播出矩陣、鍵混及應急錄像機。備控制機通過心跳線檢測主控制機，當發現主控制機異常時，自動切換到備控制機控制。

此方案的優點，一是控制端與被控端之間具有隨意性。只要端口是開放的，協議是暢通的，端口與端口間的轉換就非常容易，本方案中任何一臺播出控制機都可以通過網絡和串口服務器控制任意一臺設備。二是配置方式靈活。網絡本身就具有很好的擴展性，可以根據需要靈活配置。每臺串口服務器最多有16個端口，同時支持多臺串口服務器擴展。必要時只需增加網絡交換機和串口服務器即可實現升級擴展。

IP控制方式的缺點主要是控制命令實時響應問題。對于實時性要求不太高的上載、審看等操作，播出控制機發送的控制指令如果遇到網絡堵塞不會有什么問題，但對于播出操作，如果控制指令遇到網絡堵塞就會引起控制延時問題。為避免這種情況，通常使用專用控制網結構。由于控制網只傳輸控制命令，每個控制命令只有幾個字節，不會造成網絡堵塞，可有效地解決控制指令實時響應問題。

3 結語

本文通過對不同播出控制系統設計方案的分析，為進一步優化設計播出控制系統提供了參考。其中的改進方案消除了系統的單一潰點隱患，解決了主備播出控制機之間無縫切換的問題，提高了系統的安全性和故障檢修效率，使安全播出得到了保證。

參考文獻

[1] 何韻怡.高清播出控制機的主備切換系統分析與探討[J].現代電視技術，2015（2）：72-73.

[2] 張海彥.淺析電視自動播控系統[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2011（1）：261.

[3] 梁冬梅.單頻道硬盤播出系統的應用與探討[J].電視技術，2011（8）：74-76.

[4] 楊琳華.安全播出系統中關鍵枝術的設計與應用[J].廣播電視信息，2010（6）：100-103.endprint