樂清市融媒體中心高清播出系統方案設計與實現

南建強，包曉潤

（浙江省樂清市融媒體中心，浙江 樂清 325600）

高清播出系統方案設計在滿足安全播出的基礎上，以總體規劃和穩定可持續為主要目標。對節目播出的主要環節進行備份，以全硬盤播出為主要播出方式。在綜合考慮各方因素后，我中心制定了比較科學的高清播出系統設計方案并付諸實施。

1 高清播出系統方案設計確定

我中心規劃新建兩個高標清同播頻道的播出系統：包括高標清播出總分控及控制系統、上載導入和數據庫存儲系統、播出字幕和同步系統、GPS時鐘和故障監測報警系統等。方案設計如圖1所示。

圖1 高清播出系統方案設計

2 高清播出系統主要組成及功能的實現

2.1 高標清播出總控系統

系統采用先進穩定的技術，除滿足各頻道節目上載播出的功能需求外，也能夠滿足信號調度等方面的應用，同時確保系統留有足夠的擴充余地。同時兩個高標清同播頻道采用集成化鏡像備份方案，通道設備全部采用高清設備，標清采用下變換方式實現。視頻播出服務器采用的是MSV媒體服務器，此款服務器以Windows 2012 Server 64位操作系統為平臺，具備高可靠的存儲系統、自主AMFS文件系統，保證系統更加穩定可靠，使素材讀取遷移速度更快，結構設計更合理，采用功能更完善的高清播出服務器，其各項性能指標均達到國際領先水平。

2.2 高標清同播頻道分控系統

高標清同播頻道采用上、下變換方式同播播出。分控系統規劃為高標清獨立通道播出，采用主備雙鏈路切換通道結構。兩個頻道采用主備集成化切換周邊的方式，主備切換處理的信號源完全相同。主備通道要求是兩個獨立的信號路由，主備通道的切換通過配置三選一自動倒換器進行倒換。

同時采用高標清獨立播出通道，使用傳統下變換播出會出現大量標清信號，要先進行上變換，走高清鏈路，最后再下變換為標清信號發出，經過兩次幅型變換，播出指標會有損失。為解決這個難題，采用高標清獨立通道播出方式，高清和標清從服務器通過單獨的板卡輸出，標清信號從標清通道直接輸出，無須先上變換進入高清通道最終再下變換為標清信號，避免多次幅型變換造成畫質損失。

2.3 播出控制系統

在Air HD 高標清播出系統中，采用專業播出視頻服務器的獨立控制設計方式，播出控制系統負責完成對所有參與播出的設備進行控制，如圖2所示。

圖2 播出控制系統

該系統以計算機局域網絡為依托實現信息的共享。兩個頻道主備播出都掛接在該網絡上獲取由總編室下達的節目單，而且可將其中任意頻道的播后節目單傳回總編室以供統計，該結構易于不同頻道間節目共享使用，另外還可以方便地實現頻道間數據的相互備份。在本系統設計中，對播出控制系統采用主備的方式來保證所有頻道播出控制的安全性，極大地維護了系統的整體穩定性。

2.4 數據庫及二級存儲系統

數據庫采用雙機熱備份方式實現，為其提供查詢、更新、事務管理、索引、高速緩存、查詢優化、安全及多用戶存取控制等數據服務。考慮到安全播出的需要，同時為系統配備了一套二級存儲系統。

Air HD高標清播出系統基于SQL的數據庫管理，可以方便地實現多種關鍵詞的查詢。素材庫通過各種源素材的錄入、編輯，在硬盤中形成素材后，記錄素材的編號、名稱、類型、來源、出入點位置、長度等重要信息，從而組織成數據庫，使得用戶能快速檢索，了解素材內容并提取節目單播出。

播出數據庫在播出系統中的地位不言而喻，為了保證數據安全性，本方案采用主備數據庫，借助NEC Cluster實現雙機熱備功能，可快速實現自動、手動的數據庫瞬時倒換服務而不影響播出系統。

2.5 編單素材上載審片導入系統

Air HD高標清上載工作站支持通用的索尼、松下錄放像機、DVD節目導入、U1、P2、藍光素材上載以及文件轉碼上載功能。上載工作站可根據總編室所編輯的節目單自動形成上載節目單，對于廣告部上載的素材要能生成廣告串聯單，播出節目單可以直接調用。本系統具備未來高標清同播系統中所需要的MXF素材嵌入AFD值上載。高標清上載工作站提供全部視音頻接口，包括復合、分量、SDI、HDMI；模擬平衡、非平衡、AES/EBU音頻以及BB鎖相輸入、BB接口等。

節目上載導入系統采用當前主流的上載與播出分離的架構。采集上載軟件主要用于將本地視頻文件按照播出串聯單或自定義需求遷移上載到二級存儲或者播出服務器，具有技審、采集、視頻文件管理及音量均衡計算等功能，提供簡潔、簡單的操作界面。上載軟件配置用戶信息、部門和用戶可授權詳細的控制權限。

同時高標清素材實現混播，播出服務器要求能夠實現高標清素材的混播，不需要重新制作標清節目，如自辦節目、電視劇和廣告等。編單上載流程如圖3所示。

圖3 編單上載流程

2.6 播出字幕系統

播出字幕系統的設計、設備的選型和配置能夠滿足臺內2個頻道播出字幕、廣告角標、游飛等日常工作的需要，播出字幕系統能夠接受播控工作站COM口控制，實現完全自動化的字幕播出流程。

配置高標清網絡播出型一體化字幕機（含臺標、時標），采用廣播級高標清字幕板卡，可同時輸出高清和標清字幕信號，采用與節目播出聯動的播出型字幕機，受控于播出控制工作站，字幕、臺標、時標等信息可隨播出節目單定義而自動上下。支持一套模板兩種格式（高清、標清）播出，可實現一個頻道高標清臺標、時標、動畫角標、游飛字幕、資訊實時多層穩定字幕同步播出。字幕系統接收播出表可自動、手動進行播出；支持信號預監，方便調整臺標、掛角、走字的內容和狀態；字幕單支持觸發、定時順序等播出方式。

2.7 同步系統

播出系統的各項技術指標都必須符合廣播級標準，所以播出信號到達播控切換器的所有信號必須保持時基同步、相位一致。由于信號種類多，來源復雜，因此需要分別加以處理。將發生器輸出的BB同步信號作為整個總控及其他主備同步信號向系統中所有需要同步鎖相的設備提供，本方案中采用主備兩路同步發生器，主備雙路內部主動監測倒換。

2.8 GPS時鐘系統

同步時鐘是指各子鐘和主鐘走時的一致性要求。在播控中心的內部，要使總控和各播控機房達到精準同步，同步時鐘系統就顯得尤為重要。為確保高清數字播出系統正常運行，我們為本系統配置了GPS衛星時鐘接收機，通過網路和時碼分配器向所有需要校時的設備發出統一的時碼校時信號，從而保證整個系統在時間上的同步性。其系統原理如圖4所示。

圖4 GPS時鐘系統原理

2.9 故障監測報警系統

播出安全無小事，在節目播出過程中，無論前期準備多么充分，安全保障多么周到，難免會有疏漏之處，節目播出中的靜幀、黑場以及音頻靜音是最常見的播出事故。因此，信號檢測系統就顯得尤為重要。本項目中我們配備了4套海視恒通高標清SDI信號檢測系統，它可以實時檢測播出過程中出現的常見播出故障，誤報率不超過2%。同時，還具備信號低碼率錄制功能，可以對3個播出頻道播出信號進行錄制監控，方便事后查找故障現象或作為節目播出依據。

3 網絡及數據鏈路安全

網絡安全是安全播出的重要一環，出于制作網與播出網的聯網安全考慮，在制作與播出網之間加入網絡病毒隔離墻，將制播上載網和其他網絡進行物理隔離，通過上載網使制作和播出系統跟外界數據進行交換，同時將制播網和外界數據交接的接口進行屏蔽和阻斷，從根本上杜絕網絡病毒進入播出網。同時做好數據和鏈路的安全工作。如圖5所示。

圖5 數據鏈路安全

4 結束語

高清播出系統各類設備安裝完畢后，供應商按照需求進行調試，各項指標均達到預期。同時組織我臺相關人員進行業務培訓，在系統試運行兩個月，且相關人員能熟練掌握操作后，我們對新系統與臨播系統進行無縫切換，電視節目播出正常。電視節目從標清到高清播出是電視技術發展的必然趨勢，該系統投入使用至今，運行狀態良好，畫面質量達到高清標準，社會反響較好，收到預期目標。今后，我們將始終以安全播出為目標，合力做好運維，從各方面來確保高質量、高標準的電視安全播出。■