硬盤播出系統(tǒng)在高校實驗室的應(yīng)用

段永良，周洪萍，蔡莉莉

（中國傳媒大學(xué)南廣學(xué)院，江蘇 南京 211172）

0 引言

中國傳媒大學(xué)南廣學(xué)院開辦的首個工科專業(yè)是廣播電視工程，經(jīng)過7年的建設(shè)，廣播電視工程專業(yè)已成為院級品牌專業(yè)。為滿足廣播電視事業(yè)在“十二五”新時期發(fā)展中對高素質(zhì)、高水平的廣播電視應(yīng)用型人才的需求，廣播電視工程專業(yè)正在建設(shè)硬盤播出系統(tǒng)實驗室，一方面滿足教學(xué)需要，一方面滿足電視臺相關(guān)人員培訓(xùn)需要。

1 播出控制系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)采用正在各級各地電視臺推廣應(yīng)用的2個通道的數(shù)字化硬盤播出系統(tǒng)作為基本架構(gòu)，能1次供16個學(xué)生參與實驗，架構(gòu)安全、可靠、靈活。整個系統(tǒng)由上載審看、編輯節(jié)目播出單、播出控制等部分構(gòu)成，采用標(biāo)清嵌入式SDI信號格式，支持雙聲道嵌入音頻功能。整個系統(tǒng)上載與播出分離，服務(wù)器采用分布式架構(gòu)，具備自動技審功能、完善的播出流程控制與管理功能，能滿足校內(nèi)多種信號的調(diào)度、分配。系統(tǒng)軟硬件采用先進(jìn)、科學(xué)、可靠的技術(shù)，并有很強(qiáng)的系統(tǒng)兼容性和可擴(kuò)展性，配置靈活、易于操作、便于應(yīng)急、維護(hù)方便。

整個系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)符合國家廣播電影電視總局頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和ITU-R BT.601、SMPTE259M等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

系統(tǒng)為單視頻服務(wù)器方式，采用1臺MagiStream-LX視頻服務(wù)器完成2套標(biāo)清節(jié)目播出任務(wù)，此服務(wù)器在國內(nèi)省會級以上電視臺多頻道播出系統(tǒng)有應(yīng)用實例。系統(tǒng)配置使用2個通道，可方便擴(kuò)展至4個通道；具備應(yīng)急上載、審看及播前頭尾檢測功能；確保文件的兼容性。

系統(tǒng)采用1臺文件服務(wù)器作為2套節(jié)目的數(shù)據(jù)庫，采用2臺上載工作站、2臺編單審片工作站、2臺播控站、2臺字幕機(jī)串聯(lián)播出臺標(biāo)字幕。

播出系統(tǒng)周邊設(shè)備采用技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的產(chǎn)品，指標(biāo)高、穩(wěn)定性好，在多家地市級電視臺有大規(guī)模應(yīng)用，維修、維護(hù)方便。采用模塊化的設(shè)備，不使用雙通道及多通道模式（除字幕臺標(biāo)的鍵信號和填充信號可共用視分外）。模塊化設(shè)備為同一系列，使用統(tǒng)一規(guī)格機(jī)箱。周邊設(shè)備技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國家廣電總局相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本機(jī)能夠存儲所有的參數(shù)設(shè)置，同時可以通過網(wǎng)絡(luò)存儲到外部監(jiān)控計算機(jī)中。

系統(tǒng)的功能特點：

1）各個通道主備自動播控工作站實現(xiàn)對相應(yīng)通道應(yīng)急錄像機(jī)、主備分控矩陣、視頻服務(wù)器的通道、主備鍵控器和字幕機(jī)等進(jìn)行自動控制。

2）主備自動播控工作站間采用心跳線連接。備播控工作站實時自動檢測主播控工作站的工作狀態(tài)。當(dāng)主自動播控工作站出現(xiàn)錯誤時，備份自動播控工作站可自動或手動接管控制權(quán)并同時發(fā)送報警信息。當(dāng)主自動播控工作站恢復(fù)正常，控制權(quán)可手動接管。

3）播出控制工作站可以檢測控制設(shè)備的狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障，軟件自動切換到應(yīng)急備份信號源，最大限度地縮短誤播時間，自動應(yīng)急可以切換為手動控制，主播控機(jī)損壞或死機(jī)時備播控機(jī)自動接替切換臺控制權(quán)并報警。硬盤主路損壞自動切換到硬盤備路并報警。

4）系統(tǒng)中任意播控工作站都支持多格式數(shù)據(jù)備份功能，當(dāng)播控網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，各播控工作站可及時調(diào)用備份數(shù)據(jù)，不影響正常播出。

5）播控機(jī)重新啟動播出軟件時，可以恢復(fù)播出現(xiàn)場，自動跳躍恢復(fù)故障所應(yīng)用的時間間隔，按照原有的節(jié)目單繼續(xù)自動播出。

6）具有同步主備通道節(jié)目播放功能。在由于其他原因造成主備服務(wù)器播出不同步的時候，可以將不同步的畫面向節(jié)目單編排的時間校準(zhǔn)。

7）為了保證播出所使用的硬盤節(jié)目不被意外刪除、節(jié)目單不被意外改動，播出過程中可以鎖定正在使用的節(jié)目單，節(jié)目單和其中涉及的所有硬盤素材都不能被更改和刪除，保證播出安全。

8）播控機(jī)具備完善的播出記錄功能，可以將工作人員的操作記錄、設(shè)備控制記錄、設(shè)備檢測記錄等存儲到系統(tǒng)日志文件和日志數(shù)據(jù)庫中，只有具有相應(yīng)管理權(quán)限的人員才能夠?qū)θ罩緮?shù)據(jù)進(jìn)行操作，并可以輸出報表。

本方案選用了先進(jìn)的控制通信技術(shù)，利用IP網(wǎng)絡(luò)集中控制器將發(fā)控端及被控端的信號全都接轉(zhuǎn)成網(wǎng)絡(luò)IP的方式進(jìn)行控制，具有如下特點：

1）基于IP方式的協(xié)議使端口共享

發(fā)控端與被控端之間的隨意性，只要是能接受的、端口是絕對放開的、通信間的協(xié)議是暢通的，它們就不受空間、位置的影響，可以與對方通信，端口與端口之間的轉(zhuǎn)換也就非常簡單、容易了。網(wǎng)絡(luò)控制如圖1所示。

2）實現(xiàn)對422設(shè)備的精確控制

正常播出情況下，播控機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)控制視頻服務(wù)器實現(xiàn)精確到幀的節(jié)目播出，同時播控機(jī)通過422服務(wù)器隨時可以控制切換臺、切換器以及應(yīng)急錄像機(jī)，在需要時準(zhǔn)確地控制切換器，切換到需要播出的通道實現(xiàn)自動播出切換，如圖2所示。

3）支持離線播出

系統(tǒng)支持離線播出功能，即在播出控制服務(wù)器出現(xiàn)故障時，播出視頻服務(wù)器仍然能夠根據(jù)本地節(jié)目單進(jìn)行播出，提高系統(tǒng)的安全性。

4）支持?jǐn)U展升級

在擴(kuò)展升級時只需要增加IP網(wǎng)絡(luò)集中控制器的數(shù)量，即可增加系統(tǒng)中可控制的設(shè)備數(shù)量。

2 實驗設(shè)計

根據(jù)《數(shù)字電視制播技術(shù)》課程教學(xué)計劃，安排了8次實驗、每次2學(xué)時，以熟練掌握硬盤播出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理和操作、維護(hù)方法。

2.1 硬盤播出系統(tǒng)認(rèn)知

通過本實驗，使學(xué)生了解視音頻線的區(qū)別，認(rèn)識視音頻各種接口、協(xié)議；熟悉播出系統(tǒng)的主要作用和播出系統(tǒng)中各個周邊設(shè)備的作用；熟悉硬盤播出系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架和通道圖，了解系統(tǒng)中視音頻信號所經(jīng)過的每一個環(huán)節(jié)，并熟悉每一個環(huán)節(jié)的作用；學(xué)會制作視音頻線、掌握制作方法；根據(jù)分控系統(tǒng)通道圖，畫出系統(tǒng)框圖，分別列出播出系統(tǒng)中信號通道結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的所有設(shè)備。

硬盤播出系統(tǒng)由節(jié)目數(shù)字化媒體系統(tǒng)、播出系統(tǒng)、播出管理系統(tǒng)和通道分控系統(tǒng)組成[3]。

節(jié)目數(shù)字化媒體系統(tǒng)由收錄服務(wù)器或上載工作站等軟硬件設(shè)備構(gòu)成，完成整個電視臺節(jié)目的數(shù)字化上載及存儲，如錄像機(jī)磁帶節(jié)目上載、衛(wèi)星節(jié)目的收錄、制作網(wǎng)絡(luò)節(jié)目素材文件的遷入等。

播出系統(tǒng)以MagiStream系列視頻服務(wù)器為核心，配備各類型與播出相關(guān)的工作站、服務(wù)器及周邊設(shè)備（切換臺、矩陣），構(gòu)成電視臺完整的總分控播出系統(tǒng)，完成電視臺的節(jié)目播出。

播出管理系統(tǒng)由系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)測、監(jiān)錄服務(wù)器、播出系統(tǒng)監(jiān)控服務(wù)器等軟硬件設(shè)備構(gòu)成，完成整個播出系統(tǒng)的管理，對播出系統(tǒng)中關(guān)鍵播出設(shè)備及播出狀態(tài)實時監(jiān)控，以及進(jìn)行節(jié)目長時間監(jiān)錄檢索。

通道分控系統(tǒng)以主備視頻服務(wù)器播出信號為主播信號源，以應(yīng)急錄像機(jī)信號、外來信號（演播館、數(shù)字電視實驗室、非編實驗室等）、矩陣調(diào)度信號、墊片信號、測試信號等為備播信號源，如圖3所示。

2個通道全部采用切換器的方式播出。播出信號的監(jiān)看采用大屏幕多畫面分割監(jiān)看的方式實現(xiàn)。配置獨立的臺標(biāo)和字幕系統(tǒng)，通過切換臺的下游鍵實現(xiàn)臺標(biāo)字幕的混合。字幕系統(tǒng)設(shè)計為播出聯(lián)動結(jié)構(gòu)，播出系統(tǒng)可方便地對字幕系統(tǒng)進(jìn)行控制。信號傳輸方式采用模擬復(fù)合信號（CVBS）。

2.2 硬盤播出軟件系統(tǒng)

通過本實驗，使學(xué)生熟悉硬盤播出系統(tǒng)中各類軟件的作用和各類軟件之間的密切關(guān)系；熟悉整個系統(tǒng)中軟件的操作流程，特別是播出業(yè)務(wù)流程；熟悉各類軟件的簡單操作方法；畫出播出業(yè)務(wù)流程圖。

播控軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，各功能模塊既相對獨立，又協(xié)調(diào)一致、緊密配合，具有先進(jìn)的管理機(jī)制，安全的操作流程。其主要模塊有：MagiList節(jié)目串聯(lián)單編輯模塊；MagiLive播出編輯、控制模塊；MagiLogA廣告串編模塊；MagiSencor自動技審模塊；MagiMS系統(tǒng)功能管理模塊、播出統(tǒng)計模塊。所有軟件模塊構(gòu)架于SQLSERV?ER2008數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)之下，各個模塊的相互關(guān)系如圖4所示。播出業(yè)務(wù)流程如圖5所示。

2.3 上載工作站操作

通過本實驗，使學(xué)生熟悉上載工作站在播出系統(tǒng)中的作用；熟悉上載工作站的使用方法，包括節(jié)目單上載方法、電視劇上載方法、廣告上載方法、自定義上載方法。

素材上載是將節(jié)目素材通過采集方式存儲于服務(wù)器或盤塔的硬盤中供播出使用。上載主要負(fù)責(zé)根據(jù)總編室給出的節(jié)目單進(jìn)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(jié)目直接進(jìn)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(jìn)行編輯審核。

素材上載界面說明如圖6所示。

素材上載界面有三個區(qū)域，左邊為上載區(qū)域，右邊為審核區(qū)域，下邊為設(shè)備連接狀態(tài)顯示區(qū)域。

上載區(qū)域主要包括采集畫面顯示窗口、上載素材顯示窗口、采集控制顯示。采集畫面顯示窗口用于顯示采集時，通過各種信號源輸入的視頻信號。采集素材顯示窗口用于顯示通過各種檢索條件查詢素材庫中的素材，采集時直接上拖或雙擊此素材到采集畫面顯示窗口。

審核區(qū)域主要包括素材回放畫面顯示窗口、審核素材顯示窗口、編輯控制顯示。素材回放畫面顯示窗口用于顯示審核時，回放采集的素材。審核素材顯示窗口用于顯示通過各種檢索條件查詢素材庫中的素材，審核時直接雙擊此素材到回放畫面顯示窗口。編輯控制顯示用于控制素材審核設(shè)置，如設(shè)置入出點，素材入庫，如圖7所示。

設(shè)備連接狀態(tài)顯示區(qū)域用于顯示當(dāng)前連接設(shè)備的狀態(tài)，可以隨時檢測服務(wù)器、盤塔及錄像機(jī)等的運行狀態(tài)。

按照素材上載操作流程（登陸→導(dǎo)入節(jié)目單→節(jié)目單上載→審核節(jié)目單），分別完成1次節(jié)目單上載、電視劇上載、廣告上載、自定義上載。

2.4 編單工作站操作

通過本實驗，使學(xué)生熟悉編單工作站在播出系統(tǒng)中的作用；熟悉編單工作站的使用方法，主要是節(jié)目單編輯方法和廣告單編輯方法。

節(jié)目單編輯主選單包括文件、編輯、設(shè)置、查看、幫助；廣告單編輯主選單包括文件、編輯、查看、幫助。通過節(jié)目單編輯操作、廣告單編輯操作，完成一天中白天、晚上的節(jié)目單和廣告單的編輯、保存、審核。

2.5 播出控制工作站操作

通過本實驗，使學(xué)生熟悉播出控制工作站在播出系統(tǒng)中的作用；熟悉播出控制工作站的使用方法特別是播控軟件的使用方法；熟悉播控人員的工作職能。

播控系統(tǒng)主選單包括系統(tǒng)、編輯、操作、窗口，通過選單進(jìn)行“用戶登錄”操作、墊片設(shè)置操作、添加素材條目、添加VTR節(jié)目和轉(zhuǎn)播條目。要求完成播出系統(tǒng)墊片的設(shè)置；實現(xiàn)在節(jié)目單中任意時間段手動添加一個播出條目；手動添加一個VTR節(jié)目或者外來信號節(jié)目；手動給某一條節(jié)目添加左飛字幕和角標(biāo)。

2.6 字幕機(jī)操作

通過本實驗，使學(xué)生熟悉字幕機(jī)在播出系統(tǒng)中的作用；熟悉字幕機(jī)的使用方法。

操作對象為廣播級圖文字幕板卡、服務(wù)器級別計算機(jī)、Top Info圖文字幕播控系統(tǒng)軟件。

通過字幕機(jī)的一個入門操作實例，使學(xué)生學(xué)會建立并播出字幕機(jī)的各項任務(wù)；學(xué)會播控機(jī)與字幕機(jī)的聯(lián)動播出。

2.7 文件服務(wù)器、視頻服務(wù)器系統(tǒng)維護(hù)

通過本實驗，使學(xué)生熟悉文件服務(wù)器、視頻服務(wù)器在系統(tǒng)中的主要作用；學(xué)會對文件服務(wù)器及其數(shù)據(jù)庫、視頻服務(wù)器及其播出端的維護(hù)，掌握維護(hù)方法。

2.8 硬盤播出系統(tǒng)維護(hù)及常見故障處理

通過本實驗，使學(xué)生學(xué)會對硬盤播出系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)、學(xué)會發(fā)現(xiàn)并解決硬盤播出系統(tǒng)的常見故障；掌握常見問題的解決方法，能夠獨立解決播出系統(tǒng)軟件、硬件故障。

播出系統(tǒng)的技術(shù)管理包括制定維護(hù)內(nèi)容和維護(hù)計劃、實施設(shè)備維護(hù)和系統(tǒng)維護(hù)、處理常見軟件問題和常見硬件設(shè)備故障。

[1]江蘇太倉電視臺數(shù)字化硬盤播出系統(tǒng)概述[EB/OL].[2010-12-23].http://www.cbvt.com/info.aspx?n=20101223161742709249&tag=3.

[2] 張亦江.淺談珠海臺電視播出系統(tǒng)改造[J].電視技術(shù)，2010，34（11）：70-72.

[3] 方哲堅.安全實用的數(shù)字硬盤播出系統(tǒng)[J].視聽界（廣播電視技術(shù)），2008（2）：72-75.