2019年中華人民共和國第二屆青年運動會IBC調度中心系統設計與實踐

朱靜陽

（山西廣播電視臺，太原 030001）

2019年8月8日晚中華人民共和國第二屆青年運動會開幕式在山西省體育中心“紅燈籠”體育場舉行拉開了青運會的序幕。IBC信號調度系統是二青會所有信號匯聚，分發和傳輸的樞紐與核心。在賽事轉播期間，滿足直播比賽場館公共信號、單邊等各類信號的匯集，同時為各轉播機構等提供賽事轉播信號。另外4K、高清信號通過5G網絡、云平臺、IPTV等進行分發，用戶可體驗4K超高清畫面和高清多屏畫面。IBC信號調度系統根據業務需求設計了多個功能系統，主要有信號傳輸鏈路系統、核心調度矩陣、周邊板卡、技監設備、傳輸發布等組成。

1 信號傳輸系統

本屆青運會電視信號的傳輸，主要以IBC核心調度機房與賽事場館之間建立點對點的傳輸通路，通過裸光纖和MSTP/IP鏈路兩種方式，覆蓋全省特定比賽場館。實現賽事信號匯聚與傳輸，確保場館轉播信號安全送回IBC調度中心。所有直播賽事場館信號到IBC機房的公共信號均配置為主、備兩路信號傳輸，采用主備設備、光纜、傳輸鏈路等雙路由方式（見圖1）。

1.1 IBC內、外部信號傳輸方案

（1）光纜傳輸。本屆青運會制作電視直播公共信號的場館有15個（其中太原市7個場館，其他地市8個場館）。首先山西體育場內的四個比賽場館距離IBC調度中心距離近，光纜路由衰耗小于28dBm，可以通過裸光纖通路傳輸基帶不壓縮直播信號。其中開幕式田徑項目在主體育場，我們設計鋪設了不同路由的主、備各12路光纜資源，其他閉幕式、游泳館、射擊館3個場館主、備個6路光纜資源。光纜匯聚機房到IBC調度中心機房96路光纖跳線資源，實現各路直播信號傳輸鏈路的回傳為此專門鋪設了主備約15千米的光纜。

（2）傳輸鏈路。其他太原市外比賽場館的遠距離直播信號通過運營商的網絡MSTP數據鏈路+IP編碼器的方式實現直播信號回傳。通過鏈路回傳場館信號，通過招標采購運營商鏈路資源，實現到每一個直播場館信號回傳通路。采用20臺光端機、30臺IP編碼器AVP2000、30臺IP解碼器RX8200實現鏈路直播信號回傳。采用壓縮編碼設備，編碼方式：視頻H.264，4∶2∶2，10bit，25Mb/s；音頻MPEG-1，四路音頻（兩路現場、兩路解說），每個場館傳送主、備2路公共電視信號。

（3）輔助傳輸。為了確保開幕式現場信號的完整安全播出，我們采用了不同路由回傳開幕式現場直播信號，設計了衛星+光纜+4G移動背包等方案，分別給CCTV5、山西公共青運頻道BTV冬奧等多個電視頻道及央視體育App等提供直播信號源。使用4KTVU背包傳輸4K信號的回傳IBC，IBC使用接收服務器實現4線4K信號進矩陣調度。

1.2 信號傳輸流程

賽事直播公共信號采用“雙收雙發”的主備方式，從比賽場館到IBC調度中心是1+1熱備。主備通路具有同樣的可靠性和傳輸質量，并配有一定數量的冷備設備，確保單路通道故障不會影響服務。

根據轉播信號測試流程進行轉播前準備，賽前一天再次測試信號通路狀態，賽場的轉播車發送測試信號，檢查編解碼鏈路、光端機狀態，轉播車傳送測試信號。IBC調度中心工作人員監看監測視音頻的狀態，進行時鐘校準，電話校準。主控檢查信號指標，測試視頻信號的特性，眼圖、聲音、聲畫同步、延時器狀態等項目。確認無誤后進入賽事轉播流程，持續傳送比賽場館轉播車制作完成的公共賽事信號，嚴格按片頭、賽事信號、結束片尾、集錦傳送時間，進行信號的傳送和調度。

圖1 傳輸系統框圖

2 信號調度系統

為確保直播信號準確分配至各轉播機構的傳輸通道，本系統使用了雙核心異構調度系統。采用傳統基帶SDI矩陣+IP矩陣雙調度矩陣冗余配置，確保信號輸入輸出主備切換保障（見圖2）。

圖2 調度中心框圖

2.1 傳統矩陣系統

主矩陣采用傳統基帶SDI矩陣，image的128*128白金矩陣，輸入128路高清信號，輸出96路基帶高清，64路畫分顯示。支持4K，3g，1.5g等視頻信號。配了主備交叉點板，9塊不同型號的遙控面板，其中xy母線面板一塊，16*1面板4塊，48鍵遙控面板兩塊，32鍵面板2塊。用于調度中心、CCTV、BTV、新華網、山西公共青運頻道等系統的操作工位的信號調度，確保主矩陣的信號調度與分發。

2.2 IP矩陣系統

基于IP封裝交換的SDN調度系統。系統以交換機和網關為核心單元，通過交換機實現信號的調度和分配。配備了兩臺核心交換機思科，管理交換機兩臺、usc服務器、imageSNP，SDN控制管理平臺（格非集控系統），實現了4K、HDSDI等信號和IP基帶信號的互轉與切換調度。可實現主備32路高清信號的變換與調度。作為SDI矩陣的備份，承擔4K信號和重要比賽公共信號的調度和備份（見圖3）。

圖3 IP信號調度系統框圖

2.3 信號制作標準

（1）高 清 視 頻 信 號：HD-SDI、1080/50i、16：9符 合SMPTE292M標準。

（2）4K/UHD超 高 清 信 號：12G/4×3GSDI、2160/50P，16∶9。

（3）音頻信號：采用兩通道AES嵌入音頻，基準電平-20dBFS，24bit取樣。

（4）音軌分配采用：1聲道：公共信號立體聲左聲道，2聲道：公共信號立體聲右聲道，3聲道：央視預留評論聲，4聲道其他預留評論聲。

2.4 信號監看監測

本系統配置了18塊奧視的55英寸拼接顯示大屏，IMANGINE核心矩陣內、外置多畫面分割器，實現對各比賽場館的公共信號、單邊信號、風景攝像機信號等輸入信號的實時監聽監看監測；賽事密集轉播時段同時并發10多個場次的實時現場信號，實現對IBC送各CCTV、BTV等轉播機構直播信號、收錄系統信號及臺內總控系統等輸出信號的實時監看監測。輔以博匯監測報警系統，可以對接入多畫分的信號視音頻質量進行實時監控及報警提醒。

3 賽事分發與推流

涉及賽事分發的下游包括IBC主樓內各功能區域、臺總控調度機房、IPTV平臺、共有云分發平臺等。

3.1 調度中心內部

IBC調度中心內部負責承擔CCTV，BTV等轉播機構的工作區、山西公共青運、綜合制作區，IPTV、衛星車信號、記者單邊連線等信號傳輸業務。內部配置如下：

新聞發布廳：HD-SDI信號一路，用于大屏監看。

媒體綜合制作區：HD-SDI信號一路，用于大屏信號播放。

（1）央視媒體工作區：采用光端機傳輸信號，一路為矩陣的多畫面輸入源監看信號，一路矩陣控制面板信號，一路移動IPTV播出信號。

（2）衛星車：4路HD-SDI信號，實現直播信號上行。

（3）收錄系統：20路HD-SDI信號，2路4K信號，用于賽事信號的收錄等。

3.2 推流與云分發

根據信號需求，發布終端，傳輸方式等，配置如下：裸光纖鏈路回總控8路，總控返送IBC四路，IBC回傳CCTV采用155Mb/s數據鏈路傳輸主備兩條，BTV20Mb/s數據鏈路主備兩條，1G移動互聯網主備兩條，IPTV接收終端盒10臺，衛星車三臺，4K背包3臺接收服務器2臺，4K推流服務器2臺、5GCPE2臺。

其他電視轉播機構傳輸直播信號，主要采用衛星車12小時信號覆蓋、點對點裸光纖+光端機、4K+5G回傳高清直播信號。IBC信號調度系統將所有公共信號推送至IPTV平臺和公有云分發平臺，滿足各類用戶觀看需求。IPTV平臺開辟了賽事專區、四屏同看等專區，IPTV和有線網絡同步覆蓋，馬術，開幕式提供了4K高清同步推流信號及推送。確保了電視臺直播信號，網絡信號，手機App移動端等不同傳輸媒介的播出信號，實現直播信號約1237.35小時的傳輸發布。

4 周邊及技監系統

監控所有環節信號傳送的質量，及時糾正可能出現的問題。本系統根據實際需要設計了時鐘系統，同步系統，通話系統內部用網絡通話，內部，外地場館轉播車都配了固話，信號監測系統，UPS、空調系統、設備智能綜合監控系統，PQC系統，BOC系統等。

視音頻質量控制環節PQC系統，作為轉播質量的監控中心是二青會電視轉播公用信號制作與傳輸的質量控制部門。由組委會聘請相關專業人員，對賽事轉播質量、轉播流程等進行監督和評判。主播機構作為二青會電視轉播公用信號制作標準的制定者，在比賽時通過轉播質量監控中心監督制作標準的執行，以保證提供給所有播出機構公用信號的質量。針對需求配置了多工位導控操作臺，矩陣調度面板，兩臺畫分大屏，三臺信號監視器，音箱，泰克prism等技術質量監聽監看設備，可實現矩陣內所有信號的技術監測和監聽，配合賽事技術專家的主觀評價控制賽事公共信號的轉播質量。

5 結束語

通過二青會信號調度系統的投入使用，我們完美的保障了本次大賽的信號回傳匯聚、分配調度、傳輸、發布。二青會賽事信號多元匯集，融入了5G+4K的信號采集調度與發布，傳統+IP調度，IPTV推流等技術的應用，積累了經驗鍛煉了隊伍，為電視臺轉播大型運動會轉播信號回傳發布進行了有益的嘗試，取得了良好效果，希望對同行能起到些許借鑒和參考作用。