電視臺(tái)高清播出系統(tǒng)架構(gòu)與安全機(jī)制探析

潘 全

（作者單位：揚(yáng)州廣播電視總臺(tái)）

“眼球經(jīng)濟(jì)”對(duì)電視媒介而言，催生了更多的電視科技，高清視頻播出系統(tǒng)作為電視臺(tái)提升競(jìng)爭(zhēng)地位的重要措施，在滿足受眾多元化需求、提升電視臺(tái)收視率等方面發(fā)揮了積極作用。不過，對(duì)高清播出系統(tǒng)而言，安全性至關(guān)重要。本文將就高清播出系統(tǒng)的架構(gòu)及安全機(jī)制展開探析。

1 電視臺(tái)高清播出系統(tǒng)架構(gòu)

高標(biāo)清同播時(shí)代下，高清電視市場(chǎng)成為發(fā)展的主流趨勢(shì)。對(duì)于電視臺(tái)高清播出系統(tǒng)的架構(gòu)與設(shè)計(jì)，需要在遵循安全、實(shí)用、穩(wěn)定、高效原則的基礎(chǔ)上，促進(jìn)電視播出業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化[1]。總體而言，高清播出系統(tǒng)包括視頻服務(wù)器、播出數(shù)據(jù)庫(kù)、智能監(jiān)控系統(tǒng)等三大部分。細(xì)化來(lái)講，利用上載、編單、播出，增加自動(dòng)技審、錄像機(jī)共享模塊，借助千兆網(wǎng)來(lái)完成電視高清視頻的傳輸、控制和管理。

1.1 視頻服務(wù)器

為保障視頻服務(wù)器的安全性，通常在播出系統(tǒng)中設(shè)置兩套視頻服務(wù)器，并配置相應(yīng)的FSI卡和磁盤陣列，構(gòu)成播出視頻集群。同時(shí)，利用上載系統(tǒng)，可以滿足MSV服務(wù)器、UML上載集群對(duì)多種分辨率、多種視頻格式的選擇播放。為降低升級(jí)成本，可以在上載集群中采用UML-T系列存儲(chǔ)設(shè)備，并引入U(xiǎn)ML服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)單一連接存儲(chǔ)方式。在運(yùn)行過程中，通過主機(jī)緩存來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的回寫，提升故障恢復(fù)功能。并且，在上載服務(wù)器，還可以接入音頻，能夠滿足八個(gè)聲道的音頻輸入，還可以利用FTP文件傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對(duì)AFD信息的識(shí)別與自動(dòng)嵌入，確保服務(wù)器之間數(shù)據(jù)交換。據(jù)測(cè)算，在高清播出系統(tǒng)中，各個(gè)視頻服務(wù)器之間可以實(shí)現(xiàn)多傳輸碼流交互，且速率達(dá)到220 Mbps。

1.2 播出視頻數(shù)據(jù)庫(kù)

高清播出系統(tǒng)中視頻數(shù)據(jù)庫(kù)是核心單元，也是體現(xiàn)播出系統(tǒng)安全、高效的重要內(nèi)容。通常情況下，播出系統(tǒng)會(huì)采用雙節(jié)點(diǎn)均衡負(fù)載方式，即便是某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，則由另一節(jié)點(diǎn)完成相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)播出工作。當(dāng)然，如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都發(fā)生故障，則由第三備份數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)急管理。在播出數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)均采用獨(dú)立的磁盤陣列方式，能夠保證五十個(gè)會(huì)話要求。在高清播出系統(tǒng)架構(gòu)中，對(duì)自動(dòng)播控系統(tǒng)的設(shè)置，主要從上載、技審、信息管理、節(jié)目單編輯與播出控制等方面完成[2]。節(jié)目單是高清播出系統(tǒng)的重點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫(kù)整合的重要依據(jù)，隨著播控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展需要，對(duì)于節(jié)目單的設(shè)計(jì)，要提升數(shù)據(jù)管理效率。如在各個(gè)模塊融入自診斷功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警與記錄，提升播控系統(tǒng)的安全等級(jí)。

1.3 智能監(jiān)控系統(tǒng)

高清播出系統(tǒng)在架構(gòu)中需要對(duì)各系統(tǒng)設(shè)備、信號(hào)、流程、環(huán)境等進(jìn)行監(jiān)控管理。如為確保不同信號(hào)源節(jié)目的正常播出，需要對(duì)各受控設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)其連接的狀態(tài)、受控狀態(tài)進(jìn)行全面檢測(cè)，針對(duì)出現(xiàn)的故障或問題，給予警示反映。可以說(shuō)，在高清播出系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)分為內(nèi)部監(jiān)測(cè)與控制兩部分：一方面需要對(duì)各系統(tǒng)的信號(hào)及信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)；另一方面，需要結(jié)合安全性要求做出警示。如在保障正常播出的條件下，完成對(duì)高清視頻定幀、無(wú)聲、彩條等故障的監(jiān)測(cè)，以便為后續(xù)技術(shù)處理、故障點(diǎn)排除提供參考。

2 電視臺(tái)高清播出系統(tǒng)安全機(jī)制

高清播出系統(tǒng)的安全性具有多方面，如播出平臺(tái)的安全性、播出管理的安全性等。現(xiàn)對(duì)主要安全機(jī)制進(jìn)行分述。

2.1 引入422倒換器

在高清播出系統(tǒng)中，422倒換器的使用，主要是針對(duì)相關(guān)信號(hào)傳輸需求，如ECO-422-8倒換器，具有8路倒換通道，能夠?qū)崿F(xiàn)RS232與422信號(hào)的轉(zhuǎn)換。同時(shí)，在倒換器信號(hào)通道中，可以設(shè)置主、備通道，也可以借助繼電器實(shí)現(xiàn)多級(jí)級(jí)聯(lián)。過去的標(biāo)清播出系統(tǒng)并未設(shè)置主備自動(dòng)倒換功能，而是以人工方式為主，一旦出現(xiàn)故障，難以快速恢復(fù)信號(hào)通道，造成視頻中斷或延遲現(xiàn)象。高清播出系統(tǒng)通過引入422倒換器，可以對(duì)信號(hào)源及播控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，引入應(yīng)急操作，滿足信號(hào)源進(jìn)入播出系統(tǒng)后采用兩路傳輸和處理方式，且不受干擾。即便是在主路系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以快速切換到備用線路，保障視頻信號(hào)傳輸穩(wěn)定性。也就是說(shuō)，422倒換器通過設(shè)置主備視頻服務(wù)器，在主控站發(fā)生異常后，可以通過GPI指令觸發(fā)422倒換器，實(shí)現(xiàn)對(duì)受控設(shè)備的快速接管與連接。

2.2 引入功能模塊

對(duì)于高清播出系統(tǒng)中的功能模塊，其作用在于實(shí)現(xiàn)磁帶全系統(tǒng)統(tǒng)一化管理。如根據(jù)節(jié)目單、廣告單內(nèi)容，利用磁帶條碼、時(shí)碼信息來(lái)進(jìn)行靈活的編排節(jié)目播出方式。同時(shí)，高清播出系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)目單自動(dòng)無(wú)縫駁接，高清自動(dòng)系統(tǒng)可以對(duì)上載素材進(jìn)行自動(dòng)技審，其方法是將所有的需要播出的節(jié)目、素材上載到服務(wù)器，利用技審來(lái)實(shí)現(xiàn)所有節(jié)目的安全檢測(cè)，如果存在問題則觸發(fā)報(bào)警，從而提升上載素材的整體質(zhì)量。另外，對(duì)于上載自動(dòng)技審，可以滿足四倍速傳輸，尤其是雙通道獨(dú)立作業(yè)機(jī)制，將自動(dòng)技審與人工技審進(jìn)行統(tǒng)合，不干擾，操作便捷而靈活。

2.3 引入切換系統(tǒng)

QMC是高清播出系統(tǒng)的主要切換系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用主從控制方式，主機(jī)采用串行總線與控制面板進(jìn)行連接，并通過QMC實(shí)現(xiàn)對(duì)總線與主機(jī)指令的傳輸。在QMC控制指令中，一種是與主機(jī)相關(guān)的指令，如方向鍵、上下鍵、聲音調(diào)控鍵、節(jié)目切換鍵等，該類指令直接與主機(jī)進(jìn)行信息交互；另一種是主機(jī)與矩陣間的控制指令，如視頻頻道切換、音頻信號(hào)切換等，這些信號(hào)指令需要與主機(jī)和矩陣前端控制面板進(jìn)行交互。考慮到高清播出系統(tǒng)的安全等級(jí)，對(duì)于QMC系統(tǒng)的控制，還需要設(shè)置相應(yīng)的安全切換方式。如增加主路信號(hào)的多樣性，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同功能的選擇。同時(shí)，還要增加主備路系統(tǒng)穩(wěn)定性，對(duì)主路信號(hào)源進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，避免因信號(hào)源出現(xiàn)故障而影響播出質(zhì)量。

2.4 引入智能監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，在標(biāo)清播出系統(tǒng)中多采用信號(hào)監(jiān)視器，雖然直觀性強(qiáng)，但對(duì)空間要求較大。高清播出系統(tǒng)，以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，突出設(shè)備智能化管理，而監(jiān)視器監(jiān)控方式顯然無(wú)法滿足要求[3]。因此，高清播出系統(tǒng)從保障音視頻信息安全、可靠運(yùn)行基礎(chǔ)上，采用多畫面分割器及大屏幕顯示相結(jié)合方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同監(jiān)控系統(tǒng)的靈活配置，提升監(jiān)控效率。如多畫面分割器可以對(duì)不同頻道、不同路、不同格式的信號(hào)源進(jìn)行數(shù)字化壓縮處理，在監(jiān)視屏幕上進(jìn)行分割顯示，實(shí)現(xiàn)一個(gè)監(jiān)視器完成多路信號(hào)監(jiān)控的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

高清播出系統(tǒng)的應(yīng)用，從滿足信號(hào)播放質(zhì)量，提升受眾收視率的同時(shí)，也為受眾提供了全新的視聽感受，并成為未來(lái)電視產(chǎn)業(yè)革新的主要趨勢(shì)。通過對(duì)高清播出系統(tǒng)架構(gòu)的分析，引入多種安全機(jī)制措施，提升高清播出系統(tǒng)的穩(wěn)定性，為促進(jìn)廣播電視行業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。