建德電視臺(tái)硬盤播出系統(tǒng)簡介

許 軍

（建德電視臺(tái)，浙江 建德 311600）

2011年上半年，建德電視臺(tái)投入100多萬安裝了全新的數(shù)字化硬盤播出系統(tǒng)。結(jié)束了建德電視臺(tái)模擬硬盤播出的歷史。2011年下半年，新播總控系統(tǒng)正式上線，順利播出。這次數(shù)字化改造采用的是全新的進(jìn)口視頻服務(wù)器，并且建立起了一個(gè)有特色的、適合未來業(yè)務(wù)發(fā)展的播控系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

建德電視臺(tái)播總控系統(tǒng)是2個(gè)頻道的全自動(dòng)硬盤服務(wù)器播出系統(tǒng)。升級(jí)后的視頻系統(tǒng)以2臺(tái)MAXX 2400視頻服務(wù)器為核心，以錄像機(jī)為輔，構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)化硬盤自動(dòng)播出系統(tǒng)。播出系統(tǒng)采用數(shù)字視頻（嵌入音頻）信號(hào)播出，標(biāo)配數(shù)字、模擬兩種接口，支持服務(wù)器上載和有卡采集。分布式上載工作站可以通過422接口遠(yuǎn)程控制MAXX 2400視頻服務(wù)器進(jìn)行應(yīng)急采集，額外還配備4個(gè)有卡上載站，并且有卡上載工作站支持軟審核功能，有卡上載站還支持文件直接拷貝進(jìn)入系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件為安徽勵(lì)圖的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)播出軟件Ela.NET，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為數(shù)據(jù)核心，各個(gè)終端通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互，從而實(shí)現(xiàn)從總編室節(jié)目單編輯、審核，到節(jié)目上載、審核，節(jié)目播出以及播出后的統(tǒng)計(jì)查詢等全網(wǎng)絡(luò)化操作流程。該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初還考慮到無帶化工作模式下，文件從碟片或非編系統(tǒng)直接進(jìn)播出系統(tǒng)的模式。

考慮到縣級(jí)臺(tái)設(shè)備資金有限，往往數(shù)字接口設(shè)備比較少，都是以往的模擬設(shè)備，為了節(jié)約資源，設(shè)備的共享十分重要，例如，一個(gè)數(shù)字錄像機(jī)要可以被多采集點(diǎn)調(diào)用，同時(shí)大量的模擬信號(hào)需要進(jìn)行數(shù)字A/D變化的，也要共享的加嵌A/D設(shè)備，這個(gè)就需要調(diào)度矩陣來完成，因此整體系統(tǒng)是由包括總控調(diào)度系統(tǒng)、上載模擬矩陣和數(shù)字矩陣調(diào)度系統(tǒng)在內(nèi)的2個(gè)系統(tǒng)、3個(gè)矩陣組成。調(diào)度系統(tǒng)采用的是新購置的大連捷成的數(shù)字矩陣和相關(guān)周邊設(shè)備，以及原先舊的捷成分量矩陣，這樣一方面可以節(jié)約設(shè)備資源的浪費(fèi)，共享資源，一方面可以在源頭上進(jìn)行數(shù)字化改造。為了數(shù)字化改造得徹底，實(shí)現(xiàn)脫離錄像帶的全臺(tái)硬盤化播出，選購的上載系統(tǒng)一定要實(shí)現(xiàn)MPEG-2文件采集播出和MPEG-2打包文件直接通過異構(gòu)網(wǎng)關(guān)和千兆以太網(wǎng)絡(luò)直接進(jìn)播出系統(tǒng)。為此，需要1臺(tái)異構(gòu)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，以及開放式的上載下載系統(tǒng)，支持文件直接拷貝或者轉(zhuǎn)碼進(jìn)入播出。新設(shè)備和老設(shè)備的共享使用，以及文件的全硬盤無帶化播出是這次系統(tǒng)改造的兩大亮點(diǎn)。

1.1 視頻服務(wù)器的選擇

在核心播控上，所謂安全播出，安全是最主要的，視頻服務(wù)器除播出外的閑置通道端口也要可以被系統(tǒng)綜合共享使用，這樣才可以避免浪費(fèi)和閑置。經(jīng)過各產(chǎn)品實(shí)際性能對(duì)比，選用了美國3600 Systems的MAXX-2400。進(jìn)口服務(wù)器要比國產(chǎn)服務(wù)器貴很多，2臺(tái)服務(wù)器就占到所有預(yù)算的接近一半了。但是綜合的性價(jià)比是此次選擇的關(guān)鍵。

單機(jī)5 Tbyte的容量空間，RAID 6支持2個(gè)硬盤同時(shí)壞掉、4通道連續(xù)不間斷的播出，每個(gè)通道2～50 Mbit/s的碼率，其中2個(gè)還是雙向通道，支持采集，實(shí)現(xiàn)共享上載和應(yīng)急上載等功能，所有的這些都很具有吸引力和競爭力。選擇它最主要的一點(diǎn)就是嵌入式Linux系統(tǒng)，安全穩(wěn)定，即使網(wǎng)絡(luò)上有病毒，服務(wù)器依然可以在不受感染的環(huán)境下運(yùn)行。體驗(yàn)一下視頻服務(wù)器系統(tǒng)的安裝，把光碟放進(jìn)去，系統(tǒng)會(huì)問“是否重新安裝系統(tǒng)”，選擇“是”，5 min就可以完成系統(tǒng)安裝，這對(duì)于其他的進(jìn)口視頻服務(wù)器來說不可想象。尤其是基于Windows平臺(tái)的服務(wù)器，如果系統(tǒng)一旦崩潰，除了Ghost恢復(fù)，別無他法。但是MAXX-2400是嵌入式Linux系統(tǒng)很安全，每個(gè)端口還可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的端口控制，很適合共享和應(yīng)急上載使用。視頻服務(wù)器的應(yīng)用如圖1所示。

圖1 視頻服務(wù)器MAXX 2400應(yīng)用簡圖

1.2 分控方式的選擇

視頻服務(wù)器的控制方式有很多種，筆者查閱了國內(nèi)外的成熟經(jīng)典案例，決定采用VDCP控制方式。全國目前絕大部分電視臺(tái)都采用這種受控方式。VDCP控制協(xié)議已運(yùn)用很多年了，非常穩(wěn)定，能夠?qū)崟r(shí)控制，現(xiàn)場發(fā)送命令，視頻服務(wù)器馬上就要響應(yīng)播出，即使到最后一刻也可以改節(jié)目單。但VDCP控制有個(gè)缺點(diǎn)就是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式，如果一臺(tái)播控站有問題，馬上會(huì)導(dǎo)致它控制的視頻服務(wù)器無法播出，這樣就很危險(xiǎn)。筆者考慮到這個(gè)問題，在構(gòu)建系統(tǒng)的時(shí)候避免了這個(gè)情況的發(fā)生：采用增加控制倒換器的方式，即使其中一臺(tái)控制站有問題，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，然后就可以倒換到備用的播控上，把原先主播控的工作全部倒換到備播控上，備播控就控制主備視頻服務(wù)器同時(shí)播出，等待工作人員處理，真正做到交叉控制。

1.3 控制鏈路的選擇

要實(shí)現(xiàn)設(shè)備共享、避免設(shè)備閑置的主要方法就是控制鏈路的交叉控制?？偪鼐仃嚨日{(diào)度設(shè)備，應(yīng)急上載等公共采集通道，這些都是可以被任何站點(diǎn)自行調(diào)度使用的，采用共享方式?？偪厍袚Q矩陣可以自由地調(diào)度1個(gè)視頻服務(wù)器上的應(yīng)急上載通道被本地利用，審片和上載。用完后再釋放，等待下一個(gè)站點(diǎn)的調(diào)用。而且這個(gè)上載是直接上載到服務(wù)器中，這邊上載馬上就可以播出，可以邊上載邊播出，也可以起到延時(shí)播出的作用，做到定時(shí)延播，適合直播使用，最大限度地利用視頻服務(wù)器。這些應(yīng)急的上載工作都不是在播控完成控制的，而是在任意一臺(tái)上載工作站遠(yuǎn)程控制視頻服務(wù)器的應(yīng)急上載通道，播控只控制播出，分開工作，提升安全性能，而且還能避免視頻服務(wù)器通道浪費(fèi)。

1.4 上載方式的選擇

上載方面，單機(jī)可以控制多通道上載，為了節(jié)約成本，減少資源浪費(fèi)，一臺(tái)上載工作站實(shí)際是可以控制多通道的。建德電視臺(tái)每臺(tái)標(biāo)配的上載工作站都采用有卡上載，在有卡上載站利用自己本身的通道采集的同時(shí)，還可以控制遠(yuǎn)端的視頻服務(wù)器端采集，單機(jī)多采集。采集前端還有矩陣，可以調(diào)度各路非編站點(diǎn)、DVD端、錄像機(jī)等信號(hào)采集，方便使用，并且這些信號(hào)都是可以通過軟件自動(dòng)調(diào)度矩陣的。此外，前面也說到文件硬盤化播出的實(shí)現(xiàn)。每臺(tái)有卡上載站還配備了MPEG文件導(dǎo)入的方式，可以把MPEG文件直接導(dǎo)入到系統(tǒng)播出。非編打包出來或者光碟中的MPEG文件，先拷貝到異構(gòu)網(wǎng)關(guān)上，網(wǎng)關(guān)隔絕了播出和非編網(wǎng)絡(luò)，病毒不會(huì)透過該網(wǎng)關(guān)發(fā)廣播病毒風(fēng)暴，保證了播出網(wǎng)的安全，網(wǎng)關(guān)定義為只允許視頻文件通過，進(jìn)入系統(tǒng)后，會(huì)自動(dòng)完成視頻文件格式的檢驗(yàn)，合格的文件直接進(jìn)入播出系統(tǒng)等待播出，不合格的文件自動(dòng)完成轉(zhuǎn)碼，再進(jìn)入系統(tǒng)，保證了文件的安全和格式準(zhǔn)確。

在做節(jié)目上載的時(shí)候，一方面保留了1∶1的采集傳統(tǒng)上載，一方面也打開了先進(jìn)的文件直接導(dǎo)入上載，上載速度是1∶4。這個(gè)對(duì)于格式要求苛刻的進(jìn)口服務(wù)器來說已經(jīng)很不容易了。

1.5 安全預(yù)案

系統(tǒng)中的安全預(yù)案有：一旦1:1采集有問題，會(huì)打包上載；如果打包上載有問題，任何站點(diǎn)可以調(diào)用應(yīng)急上載通道，直接上載到服務(wù)器，并且可以邊上載邊播出；如果還有問題，非編信號(hào)直接進(jìn)入總控和分控，可以在準(zhǔn)點(diǎn)把非編信號(hào)切出去（當(dāng)然這對(duì)非編的穩(wěn)定性有要求，只能做應(yīng)急預(yù)案，不推薦使用）。以上只是信號(hào)源上的主備播，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說，不單是主備視頻服務(wù)器，而是以視頻服務(wù)器為核心主備播出系統(tǒng)，包括主備的校時(shí)、主備的同步、主備的切換器、主備數(shù)據(jù)庫等，以上這些就是交叉式的視頻鏈路信號(hào)系統(tǒng)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)主備都是相互交叉出現(xiàn)的，即其中一個(gè)主設(shè)備壞了以后，備設(shè)備會(huì)接管，把該視頻鏈路剩下的部分拼成一個(gè)完整的部分。這些都是設(shè)備共享的好處，既避免的浪費(fèi)，又增加了鏈路的安全性。

1.6 總結(jié)和擴(kuò)展

在系統(tǒng)中通過直控或者共享控制，播控控制了幾乎所有的設(shè)備，包括上下鍵、上下字幕、總控的調(diào)度，并且通過總控的調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)全臺(tái)信號(hào)的共享使用和上載。系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了采用編單的形式，在某個(gè)時(shí)刻自動(dòng)調(diào)度好矩陣，然后方便定時(shí)采集，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)收錄節(jié)目。播控還提供語言報(bào)警、控制錄像機(jī)等，而且預(yù)留了很多接口，以適應(yīng)今后若干年廣播電視事業(yè)的發(fā)展。當(dāng)然，一些細(xì)節(jié)也是需要注意的。例如，音頻是要處理的，縣級(jí)臺(tái)制作水平有限，為此增加了加音頻處理器，左右聲道疊加，然后壓線處理。此外，每天欄目的上載播出后還要方便備份存檔，由于現(xiàn)在還沒有媒資系統(tǒng)，為了在將來建成媒資系統(tǒng)后，現(xiàn)在的自辦節(jié)目能直接導(dǎo)入媒資系統(tǒng)，因此利用播控的二級(jí)存儲(chǔ)保留成品節(jié)目，有時(shí)還要把成品節(jié)目下載下來，刻成光碟，這些看似簡單，但進(jìn)口服務(wù)器下載下來的格式不是MPEG，所以最后解決這個(gè)問題還要制定嚴(yán)格的遷移策略，為媒資系統(tǒng)預(yù)留接口。

設(shè)備共享模式的控制簡圖如圖2所示。

圖2 設(shè)備共享模式的控制簡圖

2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)是引入了異構(gòu)網(wǎng)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)全臺(tái)文件硬盤化無帶傳輸。把非編網(wǎng)絡(luò)和播出網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)關(guān)連接起來，非編文件或者外來的文件直接通過網(wǎng)關(guān)過濾后，進(jìn)入播出系統(tǒng)播出。還有一個(gè)特點(diǎn)就是主備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。建德電視臺(tái)選用的數(shù)據(jù)庫備份方式是一種真正意義上的雙機(jī)熱備，一旦數(shù)據(jù)庫中的一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生問題后，會(huì)自動(dòng)切換到另一臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，對(duì)于工作站點(diǎn)的用戶來說是感覺不到的。而且這種備份不是傳統(tǒng)分時(shí)段或定時(shí)的備份，而是實(shí)時(shí)備份，不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，也不會(huì)出現(xiàn)從上個(gè)主備同步時(shí)間點(diǎn)到出現(xiàn)問題這個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間的所有信息丟失的情況。每時(shí)每刻主備都嚴(yán)格一致，主備之間的切換是自動(dòng)的。不過即使數(shù)據(jù)庫連接中斷，已經(jīng)在本地的節(jié)目單還是可以離線播出，保證至少當(dāng)天節(jié)目的正常播出。此外網(wǎng)絡(luò)也是主備化。

3 字幕和頻道包裝系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)字幕編單站是筆者利用舊計(jì)算機(jī)改裝的一臺(tái)編單站，在幾個(gè)樓層以外就可以編好字幕單，提交到播控，與播出系統(tǒng)有點(diǎn)類似，但是沒有時(shí)間概念，字幕的播出完全受播控控制，但是二者又通過串口相連，不會(huì)傳染病毒，可以做到真正的無人值守，字幕自動(dòng)上下。也可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)視頻道的倒計(jì)時(shí)、節(jié)目預(yù)告、電視劇掛角等一系列的功能。當(dāng)然，與三維包裝系統(tǒng)相比可能還有一定差距，但方便操作、效果好、簡單實(shí)用才是最主要的。還有就是價(jià)格，二維包裝和三維包裝的價(jià)格差距還很大，如果財(cái)務(wù)允許的話，可以考慮購置三維包裝系統(tǒng)。

4 工程施工

搭建一個(gè)系統(tǒng)并不簡單，從機(jī)房的選地、裝修，配電的設(shè)計(jì)，機(jī)柜操作臺(tái)電視墻的位置，到設(shè)備安裝、布線、調(diào)試、并機(jī)播出、切換，每樣都需要耐心，要在自己和預(yù)算的能力范圍內(nèi)做到最好。建德電視臺(tái)播總控項(xiàng)目從2010年12月開始規(guī)劃方案，2011年3月開始做工程施工，5月開始做設(shè)備調(diào)試和相關(guān)培訓(xùn)工作，10月底并行試播，11月1日全部正式切換播出，11月完工驗(yàn)收。工程嚴(yán)格按照TIA/EIA-606（CSA T528）通信基礎(chǔ)設(shè)施管理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，滿足或超出ANSI/TIA/EIA-568-A商業(yè)建筑的電信線纜標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的特性要求，滿足或超出YD/T926（1999）的要求和標(biāo)準(zhǔn)。施工過程中無任何安全事故，正常平穩(wěn)。

5 小結(jié)

在整硬盤播出系統(tǒng)升級(jí)改造過程中，通過公開招標(biāo)的方式，最終選用了安徽勵(lì)圖的設(shè)備集成和軟件。目前整個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)投入運(yùn)行，經(jīng)過檢測，各項(xiàng)指標(biāo)和要求也都達(dá)到了招標(biāo)前的設(shè)計(jì)要求，包括了集成布線、硬件安裝調(diào)試、播控軟件、字幕系統(tǒng)等。當(dāng)然，現(xiàn)在的播總控系統(tǒng)只是整體改造的一個(gè)方面，在未來還將搭建全臺(tái)網(wǎng)絡(luò)一體化，全臺(tái)的媒資系統(tǒng)、演播室直播系統(tǒng)等都將會(huì)融入到全臺(tái)制、播一體化系統(tǒng)中來。