淺談電視臺總控系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用

宋平*

（山西長治廣播電視臺技術(shù)中心，山西長治，046000）

淺談電視臺總控系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用

宋平*

（山西長治廣播電視臺技術(shù)中心，山西長治，046000）

本文介紹了長治廣播電視臺播出總控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和總控系統(tǒng)的高標(biāo)清同播的功能、對總控信號的要求，通過完善的設(shè)備主備機(jī)制、SDI和HD-SDI接口和不間斷電源（UPS）、分析了大型賽事活動(dòng)總控系統(tǒng)的應(yīng)用。

高標(biāo)清同播；總控；同步；上下變換

引言

山西長治廣播電視臺2016年底全部完成了從舊樓到新樓的搬遷，在這之前我臺對整個(gè)總控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，進(jìn)行了招標(biāo)與建設(shè)工作，并于2017年建成投入使用。電視播控中心的新設(shè)備經(jīng)過一年的運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，經(jīng)受住了實(shí)踐的考驗(yàn)。新聞大樓日漸成為電視臺制播業(yè)務(wù)的主要基地，包括電視新聞中心業(yè)務(wù)、電臺制播全業(yè)務(wù)、技術(shù)中心、整個(gè)演播室及錄音棚，以及即將新建的電視播控中心等。一個(gè)廣播電視大樓要完成節(jié)目錄制、直播、外場直播及新聞直播連線、新聞回傳等業(yè)務(wù)，客觀需要一個(gè)基帶信號調(diào)度中心，以適應(yīng)直播、制作等業(yè)務(wù)交換。

1 播出總控系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)和主要功能

總控系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)是長治廣播電視臺總控技術(shù)核心系統(tǒng)?？偪叵到y(tǒng)是節(jié)目播出、信號交換的重要環(huán)節(jié)和樞紐，是全臺信號調(diào)度和處理的關(guān)鍵和核心，而傳輸系統(tǒng)主要完成素材信號和播出節(jié)目信號的接收和對外發(fā)送，是全臺信號傳輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)，系統(tǒng)地位非常重要。長治廣播電視臺的總控任務(wù)是負(fù)責(zé)總控傳輸系統(tǒng)調(diào)度任務(wù)的生成和管理。眾所周知，播出系統(tǒng)是所有電視節(jié)目播出的基礎(chǔ)，沒有了高可靠的播出系統(tǒng)保證，安全播出則無從談起。如今，播出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，這種復(fù)雜性需要科學(xué)的管理，因此，通過軟件構(gòu)架的理念，來分析播出系統(tǒng)各個(gè)模塊構(gòu)成的要素，以及各要素之間的關(guān)系，將成為播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)成敗的重要依據(jù)。

播出總控是整個(gè)系統(tǒng)的信號調(diào)度中心，主要由播控計(jì)算機(jī)、總控矩陣、播出切換等組成。其中總控系統(tǒng)是整個(gè)播控系統(tǒng)的核心，其作用是對廣播電視臺內(nèi)部各演播室的信號、衛(wèi)星接收信號、微波傳輸信號、發(fā)射臺信號以及前端回傳信號等進(jìn)行 綜合調(diào)度，實(shí)現(xiàn)節(jié)目的收錄和播出，是各種信號匯聚的橋梁和樞紐。

總控系統(tǒng)信號來源為衛(wèi)星信號、臺內(nèi)自辦節(jié)目三個(gè)頻道的信號、臺內(nèi)各演播室想、演播廳的信號、微波傳輸信號。其中衛(wèi)星信號經(jīng) ACS1240音頻專用衛(wèi)星接收機(jī)解碼輸出標(biāo)準(zhǔn)SDI信號送入矩陣系統(tǒng)，微波傳輸信號也是通過NEC廠家的5000型設(shè)備經(jīng)過 解碼器解碼進(jìn)入了矩陣系統(tǒng)；播控計(jì)算機(jī)是播出指令的發(fā)布者，要保證播出系統(tǒng)嚴(yán)格精確地按播出串聯(lián)單播出，就必須有完備的硬件和可靠的播控軟件做支持。在硬件設(shè)計(jì)上采用主+備的播控計(jì)算機(jī)配置，互為熱備份，鏡像設(shè)置，在極端條件下還可以進(jìn)行手動(dòng)播出。

2 高標(biāo)清同播的總控系統(tǒng)

總控對高標(biāo)清同播系統(tǒng)的信號要求是十分嚴(yán)格復(fù)雜和繁瑣的，表現(xiàn)在對接收回臺的高標(biāo)清信號的處理，對標(biāo)準(zhǔn)信號的高標(biāo)清轉(zhuǎn)換，以及作為臺主同步基準(zhǔn)為全臺提供一個(gè)準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)同步信號。

2.1 總控功能

總控是全臺信號交換與播出傳輸?shù)闹行臉屑~，全臺信號同步中心。系統(tǒng)具備信號同步功能、信號延時(shí)功能、信號處理功能、信號收錄功能。總控的主要功能是對外來信號即衛(wèi)星信號、光纖信號、微波信號和臺內(nèi)信號各演播室信號進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度以及對所有頻道播出信號的傳輸分發(fā)，是全臺信號和媒體數(shù)據(jù)的傳輸、交換、調(diào)度、控制和處理中心，也是本臺與其他電視臺進(jìn)行節(jié)目交換的中心平臺。長治廣播電視臺所有節(jié)目頻道播出均由總控通過微波到網(wǎng)絡(luò)光纖傳輸和無線發(fā)射傳送至千家萬戶。

2.2 對信號的要求

進(jìn)入總控矩陣系統(tǒng)的信號有臺內(nèi)演播室信號和外來信號，并且信號的格式多樣，經(jīng)總控調(diào)度輸出的所有信號必須符合使用要求，而且信號的圖像與聲音沒有延時(shí)，或延時(shí)量在一定的容許范圍內(nèi)。對于外來信號在進(jìn)入播控中心切換臺進(jìn)行切換時(shí)還要求同步，總控要按照高標(biāo)清頻道的播出要求，把進(jìn)入總控矩陣的高標(biāo)清信號通過上下變換器變換后分配到所需的高標(biāo)清播控機(jī)房。長治廣播電視臺的高標(biāo)清演播室信號來自制作部演播室和新聞中心演播室，這些演播室高標(biāo)清信號都要先送至總控機(jī)房，由總控矩陣按高標(biāo)清頻道的播出需求來分發(fā)傳輸。

2.3 SDI和HD-SDI

SDI是一種“數(shù)字分量串行接口”，是專業(yè)的視頻傳輸接口，而HD-SDI高清串行數(shù)字接口是一種廣播級的高清數(shù)字輸入和輸出端口，其中HD是表示高清信號。由于SDI接口不能直接傳送壓縮數(shù)字信號，數(shù)字錄像機(jī)、硬盤等設(shè)備記錄的壓縮信號重放后，必須經(jīng)解壓并經(jīng)SDI接口輸出才能進(jìn)入SDI系統(tǒng)。 如果反復(fù)解壓和壓縮，必將引起圖像質(zhì)量下降和延時(shí)增加，為此各種不同格式的數(shù)字錄像機(jī)和非線性編輯系統(tǒng)，規(guī)定了自己的用于直接傳輸壓縮數(shù)字信號的接口。

HD-DSI是用來傳送無壓縮的數(shù)字視頻信號，是根據(jù)SMPTE 292M,在1.485Gb/s或1.485/1.001Gb/s的信號速率條件下傳輸?shù)慕涌谝?guī)格。該規(guī)格規(guī)定了數(shù)據(jù)格式、信道編碼方式、同軸電纜接口的信號規(guī)格、連接器以及電纜類型與光纖接口等。HD-DSI接口采用同軸電纜，以BNC接口作為線纜標(biāo)準(zhǔn)，有效距離為100M。一般來講HD-SDI攝像機(jī)設(shè)備視頻輸出圖像的分辨率為1920*1080。在接口方面，HD-SDI矩陣具有自動(dòng)對輸入信號串行數(shù)字視頻信號的傳輸問題，HD-SDI矩陣輸出支持SDI/DVI/HDMI多種高清接口混合傳輸，HD-SDI接口是目前比較好的高清接口，同時(shí)也是目前廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的高清接口。

2.4 電源系統(tǒng)

電源 采用ELTZ中達(dá)電通股份有限公司不間斷電源（UPS）,主備各為一組，為了降低火災(zāi)或電擊風(fēng)險(xiǎn)，UPS需安裝在溫濕度可控且無導(dǎo)電污染物的室內(nèi)環(huán)境，必須由合格人員進(jìn)行安裝且須在可控制的工作環(huán)境下作業(yè)，為降低火災(zāi)危險(xiǎn)，須使用同類型同額定值的保險(xiǎn)絲，為避免高漏電流風(fēng)險(xiǎn)，UPS連接電源前須先接地，只有當(dāng) UPS在旁路模式時(shí)才可以啟動(dòng)維護(hù)旁路開關(guān)。

UPS內(nèi)部的電容器存儲有巨大的電能，在關(guān)閉所有電源后5分鐘內(nèi)，嚴(yán)禁拆開UPS外蓋，且內(nèi)部無用戶可以維護(hù)的元件，任何維護(hù)工作必須由合格的技術(shù)人員執(zhí)行。UPS的輸入電源可能有多個(gè)來源，即使斷開交流電源后，UPS內(nèi)部的危險(xiǎn)帶電部件仍可能從直流電源那里獲得能量，維護(hù)前請務(wù)必?cái)嚅_所有連接的交流和直流電源，散熱片沒有保護(hù)性接地，其可能帶電。

3 完善的主備機(jī)制

現(xiàn)在的播出系統(tǒng)規(guī)模大、復(fù)雜程度高、設(shè)備種類多，業(yè)務(wù)也表現(xiàn)的更為豐富，系統(tǒng)之間的架構(gòu)互聯(lián)互通。為了保證播出的安全，所有的播出服務(wù)器及控制服務(wù)器都采用了主備方式，并且主備機(jī)實(shí)現(xiàn)同步播出，無縫切換。我們臺一共有四個(gè)頻道：新聞綜合頻道、公共頻道、文化頻道和教育頻道，我們臺使用的是大洋廠家生產(chǎn)的型號為MediaDeck服務(wù)器設(shè)備，一共四臺，分為兩組，在第一組主服務(wù)器上接新聞?lì)l道和公共頻道，在備服務(wù)器上也接著新聞?lì)l道和公共頻道；同樣在第二組主服務(wù)器上接文化頻道和教育頻道，在備服務(wù)器上也接著文化頻道和教育頻道。當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)異常時(shí)，可以直接切換到備播出服務(wù)器的繼續(xù)播出，此時(shí)可以去維修主 服務(wù)器，當(dāng)服務(wù)器恢復(fù)并重新加入到播出系統(tǒng)中后，會自動(dòng)同步節(jié)目單，并在下一個(gè)播出指令發(fā)出后同時(shí)播出，恢復(fù)回主備的播出系統(tǒng)?？刂品?wù)器也同樣采用主備兩臺系統(tǒng)，在主控制服務(wù)器上編的節(jié)目單會自動(dòng)同步到備控制服務(wù)器上，并且播出狀態(tài)也可以同步跟隨，這樣，當(dāng)主控制服務(wù)器出現(xiàn)異常后，備控制服務(wù)器可以快速接管繼續(xù)控制播出，當(dāng)主控制服務(wù)器恢復(fù)后會自動(dòng)同步到節(jié)目單繼續(xù)跟隨播出。

4 播出系統(tǒng)的發(fā)展歷程和業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

從廣播電視的發(fā)展過程來看，筆者目睹了自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)歷了三代發(fā)展過程。第一代播出系統(tǒng)是完全基于磁帶和機(jī)械手動(dòng)的全自動(dòng)播出系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)目播出的精確化和全自動(dòng)化，大大降低了人為差錯(cuò)率，但仍存在機(jī)械故障，發(fā)生率較高、節(jié)目保存困難、資源共享率低等缺點(diǎn)。第二代播出系統(tǒng)是基于磁帶上載和硬盤播出的自動(dòng)播出系統(tǒng)，進(jìn)一步解決了機(jī)械故障和信號源冗余的問題，但由于是孤島式的作業(yè)，仍然存在制播整體效果不夠高、多重編解碼導(dǎo)致節(jié)目質(zhì)量損失、資源共享有限等問題。第三代播出系統(tǒng)則是完全基于文件的全自動(dòng)智能化播出系統(tǒng)?；旧媳ＷC了節(jié)目的異地制作及傳輸，最大程度上保證了節(jié)目資源的存儲于共享，將時(shí)效與質(zhì)量并存變?yōu)榭赡堋?/p>

在如今的電視播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了硬件設(shè)備與系統(tǒng)架構(gòu)外，業(yè)務(wù)流程顯得更為重要，因此，要對電視節(jié)目的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行了解，在整個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的業(yè)務(wù)由總編室提供的播出節(jié)目單開始。由于播出介質(zhì)的形態(tài)不同，播出也按照相應(yīng)的模式變化形成業(yè)務(wù)流程。目前的業(yè)務(wù)流程是播出系統(tǒng)一個(gè)面向應(yīng)用和日常操作的系統(tǒng)，系統(tǒng)的每一步工作都是在預(yù)定流程的指導(dǎo)下進(jìn)行，通過采用節(jié)目單驅(qū)動(dòng)播出業(yè)務(wù)運(yùn)行的方式，針對播出系統(tǒng)和業(yè)務(wù)制作系統(tǒng)之間，主要將系統(tǒng)互聯(lián)的播出業(yè)務(wù)需求劃分為：節(jié)目流程、節(jié)目錄制流程、控制流程和俗稱遷移流程。使播出系統(tǒng)溝通相應(yīng)的子系統(tǒng)體系，將各種數(shù)據(jù)、控制流程連接為一個(gè)不可分割的整體，最終形成電視節(jié)目的播出業(yè)務(wù)。

5 大型賽事活動(dòng)總控系統(tǒng)的應(yīng)用

總控的業(yè)務(wù)相對比較復(fù)雜，大型賽事活動(dòng)中往往前方回傳路由較多，后方節(jié)目部門也有大量的需求，而且很多部門根據(jù)節(jié)目的需求每天需要多次申請線路，以及伴隨賽事進(jìn)展出現(xiàn)的新聞熱點(diǎn)導(dǎo)致節(jié)目臨時(shí)性需求，所以大型賽事活動(dòng)的業(yè)務(wù)調(diào)度如果利用總控任務(wù)管理系統(tǒng)完成是非常必要的。

大型活動(dòng)由于需求較多，各自信息掌握程度不一致，往往需要在前方技術(shù)人員與后方機(jī)房值班人員、前方技術(shù)人員與節(jié)目部負(fù)責(zé)人、后方機(jī)房值班人員與節(jié)目部負(fù)責(zé)人之間要多次溝通聯(lián)系才能準(zhǔn)確地安排任務(wù)，由前方技術(shù)人員統(tǒng)一調(diào)度可以避免許多問題。

6 結(jié)束語

經(jīng)過一段時(shí)間的使用，整個(gè)系統(tǒng)的使用也在向正?；透咝Щl(fā)展，有待更長的時(shí)間進(jìn)行檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)的過程中不斷改進(jìn)、優(yōu)化，構(gòu)成完整的系統(tǒng)。經(jīng)過近期的穩(wěn)定運(yùn)行，體現(xiàn)出系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為完善，整個(gè)系統(tǒng)擁有穩(wěn)定的性能、操作方面也逐漸被工作人員所適應(yīng)，受到了節(jié)目部門的好評，該項(xiàng)目的完成，具有系統(tǒng)實(shí)用性、技術(shù)上的新突破、贏得良好的社會效益。

[1]黎潔珍,高標(biāo)清同播下播出總控的信號流程與控析[J].中央電視臺《現(xiàn)代電視技術(shù)》編輯部出版,現(xiàn)代電視技術(shù),2014(1).

[2]張秋玲,中央電視臺總控任務(wù)管理及其在索契冬奧會的遠(yuǎn)程應(yīng)用[J].中央電視臺《現(xiàn)代電視技術(shù)》編輯部出版,現(xiàn)代電視技術(shù),2014(5).

[3]唐偉莉,張輝.淺議電視播出系統(tǒng)的演進(jìn)歷程及展望[J].中央電視臺《現(xiàn)代電視技術(shù)》編輯部出版,現(xiàn)代電視技術(shù),2014(10).

[4]施雙雙.數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化廣播總控系統(tǒng)構(gòu)建[J].廣播電視規(guī)劃院信息研究所出版,廣播與電視技術(shù),2008(8).

[5]徐儉.城市電視臺全臺網(wǎng)設(shè)計(jì)考慮要點(diǎn)[J].廣播電視信息,2009.08:794-795.

Construction and Application of TV Station Master Control System

SONG Ping*
（Shanxi Changzhi radio and TV technology center,Shanxi Changzhi,046000,China）

This paper introduces the design of Changzhi radio and television broadcasting control system and control system of the audio broadcast function of the total control signal,through the improvement of the equipment by the main mechanism,SDI and HD-SDI interface and uninterruptible power supply (UPS),analyzes the application of large-scale sports events of the control system.

HD simulcast; total control; synchronization; up and down conversion

TP919.8

A

1672-9129(2017)04-0145-03

宋平.淺談電視臺總控系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用[J].數(shù)碼設(shè)計(jì),2017,6(4):145-147.

Cite：SONG Ping.Construction and Application of TV Station Master Control System[J].Peak Data Science,2017,6(4):145-147.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.04.037