數字電視硬盤播出系統的設計與實現

郭麗娜

(河南有線電視網絡集團有限公司濮陽分公司,河南濮陽　457000)

數字電視硬盤播出系統的設計與實現

郭麗娜

(河南有線電視網絡集團有限公司濮陽分公司,河南濮陽457000)

本文就當前電視技術發展方向及城市電視臺播出系統現狀,結合電視臺現有播出系統的特點和存在的問題進行分析,介紹電視臺硬盤播出系統重建的設計理念與實現。

播出系統系統設計服務器

1　硬盤播出系統概述

硬盤播出系統采用嵌入數字音頻的視音頻鏈路為基礎，以硬盤陣列存儲為中心，以全硬盤播出服務器為核心，采用計算機控制。播出方式為盤帶結合，以硬盤播出為主，錄像機作為應急備份，由視頻服務器、上載/審片、播控、預監時、時鐘系統和數據庫服務器等子系統組成。系統采用技術成熟和高質量設備，安全可靠，無單一崩潰點，充分滿足兩個頻道每天24小時新聞、廣告、電視劇、文藝專題、轉播、直播、插播的播出，實現系統控制自動化，具備600小時以上節目的存貯空間。對關鍵設備備份、數據冗余，有相應的延時播出、信號情同步監視、預警報警、應急控制等安全措施。用戶操作界面簡便、靈活，易于維護。播出通道的視頻、音頻、同步等系統指標符合電視中心播控系統數字播出通路技術標準(GY/T165-2000)。系統整體及與之配套的設備均應具有明顯的技術先進性和良好的前瞻性，系統應具備充分的頻道擴展性、足夠的通道帶寬調整空間，以適應未來數字電視制播要求。

2　系統設計與實現

硬盤播出系統由硬件和軟件兩大部分組成。

2.1硬件系統

硬件設備的選型非常重要，它直接關系到系統的性價比。每個臺的實際情況不一樣，硬件系統配置考慮也有所不同。對中小型電視臺來說，在指標滿足相關標準的前提下，還要考慮經濟成本和系統能適應近幾年的業務發展要求，并確保系統在今后較長一段時間內留有擴展余地，能為全臺網實現互聯互通提供標準化接口。下面就對電視臺播出系統核心硬件的選型和性能進行簡述。

2.2視頻服務器

數字硬盤播出系統的核心設備是視頻服務器。視頻服務器的選型最能體現整個系統的性價比。進口視頻服務器一般性能優越、穩定性強，但價格較貴。國產視頻服務器成本較低。隨著近幾年的發展，國產視頻服務器的硬盤質量、穩定性、磁盤陣列的容錯功能和播出功能等都已經有了很大的提高，而且管理和維護費用較少。可以滿足各市縣級地方電視臺的需求。鑒于當前視頻服務器的技術，需要更新的設備多，資金有限的特點，我們對國內視頻服務器進行了比較后選擇格非公司的視頻服務器。格非公司的 MagiStream是一款將MPEG-2編碼器、解碼器結合為一體的多通道視音頻服務器，該視頻服務器支持熱插拔電源，支持熱插拔的Raid5磁盤陣列、熱插拔的風扇。MagiStream視頻服務器采用嵌入式操作系統，從硬件結構和操作系統上充分保證服務器穩定工作。MagiStream視頻服務器具有開放式軟硬件平臺和標準接口協議，性能穩定，靈活方便。M agiStream視頻服務器內置1G光纖Ethernet網絡接口和100M Ethernet網絡接口，具有強大、方便的聯網功能。

2.3二級存儲

硬盤播出系統發展到如今，其功能已變得越來越全面，所涵蓋的內容也越來越廣泛。硬盤播出系統服務器的存儲空間有限，素材無法大量存儲，于是播過就刪除，再播出又再上載，重復工作造成人力的浪費。加上視頻服務器價格相對昂貴，將大量的節目素材均存放于視頻服務器勢必大幅度提高成本。而且節目中有相當多的一部分素材需要共享和長期反復使用，如廣告素材、欄目、公共宣傳片、不同頻道不同時間播出的電視劇等，視頻服務器多頻道節目素材共享困難，還有多重角色的扮演讓服務器負荷過重，效能低下，于是視頻服務器不適合建立大量的存儲空間。綜合考慮在建立新系統中引進了二級存儲。二級存儲在功能上已經涵蓋了播出服務器近線存儲功能;內容瀏覽(文件級審看)功能;向視頻服務器遷移素材功能;完成二級存儲素材生命周期管理功能以及實現與將來的新聞直播網、制作網及全臺網的連接。二級存儲系統作為正常播出流程中節目素材文件中轉、存儲、分發的重要環節，對于其穩定性、可靠性都有極高的要求，能提供穩定的大數據量的文件讀寫帶寬，有完備冗余備份措施，確保正常工作。引進二級存儲后節省了大量的人力，減輕了工作人員的工作量，提高了視頻服務器的運行穩定性。

2.4上載編單審片工作站

素材上載是將節目素材通過采集方式存儲于服務器或盤塔的硬盤中供播出使用。上載是根據總編室給出的節目單進行素材采集工作。包括素材采集和素材編輯，可以將采集的節目直接進行審片操作，并且支持在上載素材的同時對已上載的素材進行編輯審核。

2.5播控工作站

播控工作站是硬盤播出系統的關鍵環節。系統采用了主備鏡像兩套視頻服務器并行工作的方式運行，一旦主視頻服務器出現故障時，備視頻服務器立即啟動，完全接管主播工作站的所有工作。應急播出能做到同步切換，無延時。播出工作站主要用于播出節目單在線和離線編輯、制作，以及向各種相關設備發出相應的各種控制命令。硬盤輸出、外來信號、測試卡信號均在播出服務器的控制下實時完成。播出工作站可據此進行節目單的全自動播出，無需人工干預。在一個播出表播放結束后，系統還將把實際播放的內容形成記錄表，保存到數據庫中，用戶可在控制臺中方便地查詢。

2.6外設及周邊設備

根據實際在原系統上配齊補足系統所需周邊設備，每個頻道配置有字幕機、臺標機、鍵混器、切換器、2×1應急切換器、音頻響度控制器、視音頻加嵌解嵌、視音頻分配器、監視系統等。鍵混器的3路鍵都具有軟切換功能，可由軟件控制上下，其中2路鍵分別用于控制臺標與字幕信息的疊加，能夠對疊加圖文進行有效增強，去除閃爍等缺陷。切換器選用雙時基切換器，避免切換時畫面跳動，格非硬盤播出系統采用了主備切換器，當主切換器出現問題或需維護時使用，備切換器切換接管主切換器的所有工作。視音頻加嵌解嵌、周邊設備機箱支持視音頻分配器等板卡的混合插入。

3　軟件系統設計

軟件是整個硬盤播出系統的重要組成之一。優質可靠的硬件設備選定后，硬盤播出系統的安全性以及播出質量、播出實效更大程度地取決于播出系統軟件。軟件要考慮隨硬件的發展更新易于升級及兼容，支持第三方軟件的應用，支持主流的國際標準協議。

(1)總編室節目串聯單是播出節目上載、遷移和播出工作站進行正常工作的操作依據。節目單編輯界面主菜單包括有:節目單、編輯、查詢、查看。

(2)上載軟件將播出節目通過采集后存儲到服務器或盤塔。上載軟件的自動技審可將節目播出隱患防范于流程前端。檢測到的信號差錯，如黑場、彩底、靜幀、靜音等可提供相應的報警信息。系統可以根據用戶實際情況設置報警域值。系統預置了模板功能，應對不同的上載素材，同時還具備強大的模板學習功能。

(3)播出軟件將通過審核的節目編輯制作成播出節目單，并通過播出節目單向各相關設備發出相應的控制命令。節目播放結束后，系統將把實際播放的內容形成記錄，保存到數據庫中。播出軟件具有精確的計時和切換觸發機制，能夠完成各種信息處理和控制動作。播出界面包含三部分，在線編輯、在線播出、離線編輯三部分。在線編輯是對當天播出內容作修改，包括內容的增刪、驗證、播出方式及播出設備的改變;在線播出是播控界面，完成對播出內容的監視、控制及應急處理等;離線編輯是對當天以后節目的修改，完成內容的增刪、驗證、播出方式及播出設備的改變等。

(4)素材遷移服務軟件是將素材由任意的存儲設備向沒有此條素材記錄的其它存儲設備中遷移的軟件。素材遷移軟件由遷移服務程序、遷移代理兩部分軟件構成。遷移軟件正常工作時需將遷移服務程序與遷移代理同時開啟。

4　結語

數字技術、IT 技術的飛速發展給廣播電視領域帶來了嚴峻的挑戰和激烈的競爭，同時提供了巨大的發展機遇。廣播電視工作者應對其在引進、開發和應用方面，進行積極的探索和實踐，積累成功應用的經驗。電視臺硬盤播出系統的重建，使播出的安全性及可靠性有了極大的提升，播出質量也得到明顯的改善。

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[4]李飛,吳鴻江.河南電視臺新數字播出系統亮點解析[J].廣播與電視技術,2013(7).

[5]李文.淺析電視臺硬盤播出系統及安全播出應急預案[J].廣播與電視技術,2013(7).

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郭麗娜(1982—),女,漢族,河南濮陽人,畢業于鄭州大學,就職于河南有線電視網絡集團有限公司濮陽分公司。