梅州市廣播電視臺高清播出系統的設計及應用

林利國

（廣東梅州市廣播電視臺播控中心，廣東 梅州 514011）

0 概述

梅州市廣播電視臺高清播出系統從2017 年開始籌備建設， 分析了國內多家公司的技術方案確定采用全數字音頻嵌入SDI 信號格式， 服務器采用國內一線產品，核心設備采用進口設備，同時實現2 個頻道高、標清同播的全硬盤自動播出總體方案。 并于2020 年正式實施，2020 年12 月21 日正式上線播出并運行穩定。

1 播控系統

播控系統采用視頻服務器加二級存儲的架構，實現2 個頻道高標清同播。 視頻服務器由四臺多通道同一品牌、同一型號構成主、備三備，再加應急播的架構模式，播出信號可以進行自動無縫切換；節目存儲系統采用三節點分布存儲的方式，確保節目的安全；分控系統分別采用2 臺16×4 矩陣互為主、備切換，信號采用雙鏈路的傳輸模式。 主、備16×4 矩陣PST 直接監看，PGM 信號通過視分、鍵混疊加字幕后經過響度控制器分別輸送到主、備三選一倒換開關，再經視頻分配器后輸出高清信號進入編碼器， 另一路輸送到下變換器變換為標清信號輸出到編碼器。 同時配備4 臺SONY 藍光錄像機作為應急播出使用， 每個頻道控制2 臺錄像機，也可以通過總控矩陣調度的方式調用其他錄像機，在節目來不及上載時可以直接啟用光盤播出。 控制系統采用自動倒換設備對視頻服務器、主備切換矩陣、鍵混器以及應急錄像機實現共享控制， 其中一個播控工作站出現故障，備份工作站會自動接管；實現設備、節目無縫切換，確保安全優質播出。

1.1 視頻服務器

視頻服務器采用的是中科大洋的VIPS-2H-4XHD， 這是一款高標清兼容的視頻服務器， 功能齊全，視頻服務器與二級存儲分離，音頻采用嵌入方式。每臺視頻服務器有4 個通道，現在我們把兩個用作播出，一個用作編解碼，一個用作應急上載。整個系統由4 臺同一品牌同一型號同一配置的服務器構成一個主、備+第三備，再加應急播的架構；具有自動上變換。每臺視頻服務器分別掛接獨立存儲（1.8T×6）。 視頻服務器可以7×24 小時穩定運行，并支持節目單駐留，即播控機或播控網絡出現故障，仍能夠根據服務器駐留的節目單進行播出，提高節目播出的安全性。 一般情況下，節目素材文件均先上載到二級存儲，再由二級存儲遷移到視頻服務器，緊急情況也可直接上載到視頻服務器。電源、硬盤支持熱拔插；通過控制系統可以實現當在用視頻服務器出現故障時，系統會自動切換到備用服務器播出，確保信號無縫切換。

1.2 節目上載系統

節目上載系統采用的是中科大洋D3-AIR MIG，一共有10 臺高清有卡上載工作站， 分別安排在二樓、五樓制作室、七樓上載室和七樓播控機房。 上載工作站具有文件自動技審、 自動響度處理及MD5 校驗功能，素材1：1 時間上載后即完成技審，可實時查看技審信息，同時出技審報告，確保素材傳輸安全可靠。 技術審查的內容包括檢查節目素材的格式、代碼、時長是否正確，以及否有黑場、彩條、靜音等；還有人工復核的功能， 主要是對自動審查后發現有故障的節目進行進一步審核和確認是否存在問題，并由人工審核通過。 系統數據傳輸端口采用的是工業級標準的千兆以太網接口規范, 直接支持FTP、CIFS等文件傳輸協議，保證其與服務器、二級存儲系統之間數據傳輸暢通。

1.3 節目存儲系統

節目存儲系統為集群NAS 二級存儲系統H3C X10516 G3，是整個播出系統的節目素材存儲中心，系統采用3 個高性能網絡存儲節點，也就是采用主、備+三備的模式，大大提高系統數據的安全。 每個節點配置6TB×14 通用硬盤模塊。 存儲系統采用非對稱分布式架構， 每個存儲節點的盤陣相互獨立又互為備份，任何一個節點的盤陣中損壞兩塊硬盤都不會造成數據丟失，任何一個盤陣癱瘓時都能無縫切換到其他有效盤陣。 從節點、網絡端口、電源、風扇及內部交換設備等無單部件點。

1.4 節目編單系統

節目編單系統采用的是中科大洋D3-AIR PE，該編輯工作站，可以實現節目單編排、外部節目單導入、廣告單合并、節目單邏輯校驗，及節目單審核，功能齊全，有靈活的編輯功能，具有條目增加、刪除、插入、移動、替換、剪輯等功能，特別是替換功能可以一次性將需替換的條目完成替換，防止漏修改，大大提高安全播出的可靠性。可以通過自動比對發現錯誤并以醒目顏色標注；通過邏輯檢查發現播出串聯單否存在間隙和碰撞，有醒目的標識提示。 在編排好并提交播出串聯單時系統自動生成上載任務單供上載工作站使用，也為播控值班人員提供節目上載信息。

1.5 分控系統

核心設備主、備矩陣采用Ross 16x4 3G 高標清切換矩陣NK-3G164，16 路輸入，4 路輸出，每個頻道的分控矩陣16 路輸入信號分別為硬盤信號3 路，2 路央視綜合頻道高清信號，1 路廣東衛視高清信號，錄像機信號3 路，直播延時信號1 路，總控調度信號4路，墊片信號1 路，測試信號1 路共16 路輸入信號。該矩陣具備外同步基準的校正功能； 配置雙電源；控制面板具有保護功能,配置雙電源；信號采用雙鏈路傳輸實現互為自動切換。

2 總控調度系統

總控調度系統是整個播控系統的信號調度中心，以64×64 的矩陣為核心，是本臺節目制作中心、演播中心、上載室、天氣預報、墊片信號、上下變換信號源、應急上載、播控錄像機以及CCTV、GDTV 等外來信號調度的樞紐。 總控矩陣采用的是ROSS NK-3G72(64)高標清兼容切換矩陣；內置冗余電源；支持輸出監看功能。

3 設備及操作流程監測系統

為了確保安全播出，設備運行正常，分別對視頻服務器、播控系統、總控系統、傳輸網絡實行實時監測，在重要設備、重要節點設置了智能監測點，主要包括監控數據采集/分析服務器、環境動力監測、監控展示工作站、數字信號質量檢測、信號監錄服務器等。監測的主要內容包括視頻中斷、黑場、靜幀、彩條；聲音過大、過小、靜音等20 多項指標監測以及環境溫度、濕度的監測，報警閾值可調，支持多種條件報警記錄查詢結果。 預警信息以多畫面分割網絡圖示、可視化圖像及聲光等形式報警，并在電視墻上顯示，報警信息數據同時存儲在監測系統數據庫里，可供技術人員參考，以便快捷處理故障。

4 其他

4.1 編碼器

編碼器采用哈雷CP-7000 插卡式編碼平臺，高標清雙路編碼板卡， 高清Logo 和臺標由編碼器配置輸出，1 塊板卡可以支持兩路節目編碼。 標配雙路ASI輸出，可同時輸出高標清編碼信號。 通過交換機分別送到網絡公司、新媒體等播出。

4.2 高清字幕系統

播出字幕機主要負責日常實時字幕的編輯、制作等， 字幕內容通過鍵混與PGM 信號混疊播出； 現在主要播出以下左飛字幕內容、節目名稱以及天氣預警信息角標 （動畫功能可以實現多個角標輪流播出，提高畫面的整潔度）等。

5 結語

梅州市廣播電視臺兩個頻道已同時實現高、標清同播。 系統采用的是SDI 主、 備 第三備雙鏈路的設計、建設，技術結構上不存在單潰點，播出信號具備無縫切換，技術監測完備。使操作界面清晰、監聽監看方便、按鈕操作便捷，有力地保障了我臺電視節目的安全優質播出。 由于疫情影響，高清制作網已完成項目招標，正加快推進，盡快實現全頻道高清化播出。