長春電視臺數(shù)字播總控系統(tǒng)

葉青青

（長春電視臺 播出傳送中心，吉林 長春 130061）

1 數(shù)字播總控系統(tǒng)設計總體要求

長春電視臺數(shù)字播總控系統(tǒng)設計時主要考慮了以下7個方向：

1）安全性，可靠性，穩(wěn)定性。

本臺采用多重備份方式和1∶1在線熱備份的冗余技術，主備信號通道上的設備均配備了主備（雙）電源、雙風扇、主備工作站、主備播出矩陣，總控調(diào)度矩陣等的輸入、輸出均有視音頻跳線。

2）科學性，先進性。

本臺的新數(shù)字播總控系統(tǒng)選用了Omneon公司的視頻服務器、Miranda公司的切換臺、Leitch公司的矩陣等設備，系統(tǒng)穩(wěn)定成熟，可以確保今后3～5年內(nèi)的先進性。

3）開放性，標準化。

本臺的新系統(tǒng)提供開放式和標準化接口，支持國際標準控制協(xié)議，支持專業(yè)的視音頻設備，具備與非編網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)等無縫銜接的能力。

4）可擴展升級能力。

結合實際需要，設備機箱規(guī)模、機架空間、跳線、存儲空間、FC交換機和以太網(wǎng)端口數(shù)量、硬盤陣列的帶寬、硬盤存儲容量、播出通道等要留有余地；系統(tǒng)結構設置要求每個環(huán)節(jié)都能夠擴充和升級，并保證整個系統(tǒng)完整、功能齊全、結構清晰、擴展靈活；控制軟件應采用開放式和模塊化結構，易于升級。

5）簡潔，直觀，方便。

直觀、方便的交互式用戶界面和清晰簡潔的線路連接，可以方便系統(tǒng)維護管理，設備操作簡單易學。

6）安全管理要求。

整個系統(tǒng)既要保證信息資源共享，又要保證系統(tǒng)的安全和數(shù)據(jù)隔離，系統(tǒng)具有完善的安全機制和有效的責任追究機制，能夠提供操作系統(tǒng)級、應用系統(tǒng)級、數(shù)據(jù)庫級三級用戶管理和權限管理功能，對所有操作建立日志，保證整個系統(tǒng)始終處于安全的監(jiān)控和保護之中。

7）系統(tǒng)符合的標準。

整個數(shù)字播總控系統(tǒng)的技術指標符合國家廣播電影電視總局頒布的行業(yè)標準《GY/T165-2000電視中心播控系統(tǒng)數(shù)字播出通道技術指標和測試方法》的要求，符合ITU-R BT601-2數(shù)字電視編碼等標準。

2 數(shù)字播總控系統(tǒng)的設計

本系統(tǒng)包括5個頻道的切換臺、主備播出矩陣、2×1轉(zhuǎn)換開關、視音頻處理器、鍵控器等周邊設備，播出切換臺完全由主備播出工作站根據(jù)節(jié)目播出情況自動控制。系統(tǒng)還包括總控系統(tǒng)、GPS時鐘系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、通話系統(tǒng)、字幕播出系統(tǒng)、矩陣調(diào)度系統(tǒng)和智能監(jiān)測系統(tǒng)。

各播出頻道系統(tǒng)主要由信號源、信號處理、信號切換、信號顯示、信號技術檢測、時鐘、同步、通話等模塊組成。

2.1 數(shù)字播控系統(tǒng)

長春臺數(shù)字播控系統(tǒng)以Omneon視頻服務器為核心，5個頻道的分控系統(tǒng)以Miranda切換臺為核心，能實現(xiàn)模數(shù)兼容、節(jié)目資源共享、盤帶播出相結合，采用嵌入音頻方式。各個頻道資源共享，為了提高安全播出的可靠性，5個頻道之間的設備不互相共享，除鍵控器外，各頻道間的設備不共用機箱，以減少頻道間的相關性，避免相互影響。鍵控器內(nèi)插了5個模塊，每個頻道鍵控器占用1個模塊。因鍵控器不常用，考慮到性價比的因素，將5個頻道的鍵控器模塊插到1個機箱上。鍵控器接到2×1轉(zhuǎn)換開關，將鍵控器上的臺標與切換臺上的臺標疊加在一起，即使切換臺出現(xiàn)問題也能保證臺標不間斷地顯示。某個頻道播出系統(tǒng)方框圖如圖1所示。

圖1 某頻道播出系統(tǒng)方框圖

2.2 總控系統(tǒng)的設計

總控系統(tǒng)是全臺視音頻信號交換、分配和調(diào)度的核心部分，具備信號的同步、檢測、監(jiān)控、延時、調(diào)度及應急處理等功能，以總控矩陣為核心。為簡化系統(tǒng)配置、減少布線數(shù)量，總控矩陣系統(tǒng)的各信號采用數(shù)字嵌入音頻的方式，使整個系統(tǒng)操作靈活；建立全臺信號基準的同步系統(tǒng)、給全臺提供標準的時鐘信號的時鐘系統(tǒng)、提高全臺技術通話的通話系統(tǒng)、TALLY單元等。

數(shù)字播總控系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 長春電視臺播總控系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)描述如下：

1）進入總控系統(tǒng)的外來信號均經(jīng)視頻、音頻接口板轉(zhuǎn)換接到系統(tǒng)，矩陣的輸入與輸出端口均由跳線板連接，便于臨時用人工方式進行信號跳接，或某一部分設備出現(xiàn)故障時，用跳線跳過故障設備，從而保證安全播出。

2）總控矩陣采用Leitch白金系列的128×128數(shù)字輸入輸出矩陣。它采用模塊化設計，可以根據(jù)需要插入板卡；1個板卡有8路輸入或8路輸出，這樣即使1個板卡出現(xiàn)問題時只影響8路，不影響其他路信號的切換；其安全級別非常高，最重要的核心部分都有備份，如主備電源、交叉點板也是主備的；交叉點板支持熱插拔，安裝、維修、更換簡單易行；可以長時間處于工作狀態(tài)，24 h不間斷地工作，監(jiān)看矩陣所有的輸入輸出信號。

3）總控矩陣主要實現(xiàn)信號的切換和調(diào)度功能，把演播室的信號、外來信號經(jīng)過幀同步、延時器送給各頻道作為直播信號；把衛(wèi)星信號、演播室的信號、外來信號調(diào)給錄制機房進節(jié)目錄制；衛(wèi)星信號、演播室的信號、外來信號經(jīng)過幀同步再經(jīng)過上載矩陣切換送給上載機房。

4）同步系統(tǒng)采用的泰克公司的SPG600分量數(shù)字同步機及ECO422，具有手動和自動倒換功能，ECO422是同步自動倒換的核心，通過分配放大器組成同步分配網(wǎng)絡為總控及5個播控系統(tǒng)及臺內(nèi)各相關機房提供高精度、高穩(wěn)定性的基準數(shù)字同步信號。主同步機選配有串行數(shù)字測試信號發(fā)生器，提供測試信號供日常操作和系統(tǒng)測試維護之用。

5）時鐘系統(tǒng)由2臺主備GPS時鐘，1臺主備時鐘倒換器、1臺時碼發(fā)生器、1臺高穩(wěn)時鐘、2臺時鐘信號分配器組成，為全臺提供標準的時鐘信號。

2.3 數(shù)字播總控系統(tǒng)配電的設計

在配電系統(tǒng)的設計上使用雙路供電，播出設備電源與照明、空調(diào)電源分別供電，并單獨設置了播出配電機房，采用2臺UPS不間斷穩(wěn)壓電源，1臺是美國APC公司生產(chǎn)的60 kVA UPS穩(wěn)壓電源作為主電源，1臺是山特公司生產(chǎn)的60 kVA UPS穩(wěn)壓電源作為備電源。

3 周邊采用智能化、模塊化設備

數(shù)字播總控系統(tǒng)的周邊設備選用Miranda系列板卡設備，性能優(yōu)異，穩(wěn)定可靠，Miranda系列具有許多優(yōu)點：

1）模塊集成度高：一個機箱可插20個模塊；

2）配置靈活：根據(jù)需要不同的機箱可插各種功能模塊，多種功能板卡選擇；

3）網(wǎng)絡監(jiān)控基于以太網(wǎng)的控制系統(tǒng)；開放的SNMP協(xié)議，易于與第三方軟件結合并能實現(xiàn)實時監(jiān)控；

4）不間斷運行，優(yōu)質(zhì)的視頻、音頻處理功能；

5）所有參數(shù)存儲在板卡的芯片上；

6）通過機箱內(nèi)的小液晶顯示屏查看板卡的工作狀態(tài)，可以設置報警指示燈顏色的設置；

7）高清、標清板卡可混插，模擬、數(shù)字分配板卡可混插。

4 模塊化數(shù)字視頻服務器

本臺選用了2臺Omneon視頻服務器作為5個頻道的主備視頻服務器。Omneon視頻服務器采用模塊化設計，主機模塊、編解碼模塊、存儲模塊主備完全鏡像，一旦某個模塊出現(xiàn)故障，能迅速完成主、備服務器的切換，保證安全播出。Omneon視頻服務器具有嵌入式操作系統(tǒng)，其軟件支持各種不同格式，具有智能擴展能力和自動恢復功能，具有軟件升級能力。

5 多頻道字幕自動編播系統(tǒng)

數(shù)字播總控系統(tǒng)中字幕播出系統(tǒng)采用了新奧特多頻道字幕自動編播系統(tǒng)。多頻道字幕自動編播系統(tǒng)由服務器、交換機、5臺播出字幕機和1臺總控編控字幕機組成，各臺字幕機之間通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換。

CG-ENET多頻道字幕自動編播系統(tǒng)的構成如圖3所示。

編控機負責制作和修改播出內(nèi)容、編輯播出表單。制作和修改時，可以預覽播出內(nèi)容制作完成后，通過系統(tǒng)軟件發(fā)送給各個頻道的播出機，控制5臺播出機播出。有卡編控機既可作為某個頻道的備播機，又可作為所有頻道的緊急插播機。

播出機可以按照接收的表單對字幕進行定時自動播出，也可以在本機上編單與緊急插播。

圖3 CG-ENET多頻道字幕自動編播系統(tǒng)示意圖

服務器提供播出串聯(lián)單的查詢和統(tǒng)計等功能，連接到GPS受時系統(tǒng)，為所有字幕機提供網(wǎng)絡校時功能。

字幕機系統(tǒng)與播控系統(tǒng)配合使用，實現(xiàn)在播出線上的自動播出，節(jié)目串聯(lián)單由對應頻道的播出工作站導出，編控機接收節(jié)目串聯(lián)單信息，按照字幕要求添加字幕播出任務，然后發(fā)送到對應頻道的字幕機，字幕機按播單自動播出字幕。當播出系統(tǒng)的節(jié)目單發(fā)生變化時，播控系統(tǒng)通知CG-ENET主程序，生成新的編播表單，再將新的編播表單發(fā)送到播出機上，由各播出機播出字幕。