視頻切換開關(guān)在電視播出系統(tǒng)中的應(yīng)用

■文/羅建光

視頻切換開關(guān)在電視播出系統(tǒng)中的應(yīng)用

■文/羅建光

視頻切換開關(guān)在播出系統(tǒng)中應(yīng)用越來越普遍,2X1切換開關(guān)更是鏈路中必不可少的一環(huán),本文結(jié)合實(shí)際應(yīng)用,簡述了視頻切換開關(guān)在電視播出系統(tǒng)中的配置與應(yīng)用。

電視播控；切換開關(guān)；配置

1. 概述

電視播控就是對(duì)各種節(jié)目源進(jìn)行控制和切換，按要求形成最終電視節(jié)目播出信號(hào)的系統(tǒng)。由信號(hào)源、切換臺(tái)或切換開關(guān)、視音頻分配放大器、臺(tái)標(biāo)機(jī)、同步機(jī)、時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器、監(jiān)聽監(jiān)看設(shè)備、字幕機(jī)和播出控制硬件及自動(dòng)播出軟件等組成。采用數(shù)字化全硬盤播出后，視頻服務(wù)器的穩(wěn)定性愈加重要，而切換臺(tái)信號(hào)的切換功能則逐漸由簡潔高效的切換矩陣代替，同時(shí)2X1應(yīng)急切換開關(guān)在系統(tǒng)中成為最重要的保障節(jié)點(diǎn)之一。

2. 切換開關(guān)的作用

播出鏈路中主要包括視頻切換矩陣和2X1倒換兩種切換開關(guān)，前者通過接收自動(dòng)播出控制系統(tǒng)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)播出節(jié)目信號(hào)源的干凈、安靜切換，在一些直播或其他非硬盤信號(hào)不多的頻道，采用雙切換矩陣替代切換臺(tái)更為靈活實(shí)用。2X1倒換開關(guān)的核心作用則是自動(dòng)檢測比對(duì)兩路輸入信號(hào)并實(shí)現(xiàn)應(yīng)急倒換。

3. 配置與應(yīng)用

湖南廣播電視臺(tái)部分頻道的播出示意圖

湖南廣播電視臺(tái)所有頻道的播出系統(tǒng)均已完成高標(biāo)清同播改造，全部采用主／備獨(dú)立通道的一體化播出結(jié)構(gòu)。相鄰頻道公用外來、墊片和應(yīng)急錄像機(jī)信號(hào)，大部分頻道主備路都采用16×8切換開關(guān)（矩陣）進(jìn)行視頻信號(hào)的切換，主備切換矩陣處理的信號(hào)源完全相同。視頻服務(wù)器、EXT及VTR等信號(hào)經(jīng)16X8切換后通過下游鍵控板疊加臺(tái)標(biāo)字幕，一路送高清通道，另一路進(jìn)入下變換板卡送標(biāo)清通道。高標(biāo)清各配置雙2X1自動(dòng)倒換開關(guān)置于系統(tǒng)末端，保證PGM信號(hào)的自動(dòng)應(yīng)急切換，同時(shí)對(duì)備路通道信號(hào)進(jìn)行同步監(jiān)聽監(jiān)看。

3.1 切換矩陣

采用MIRANDA公司 CR1608-CQX-HD緊湊型矩陣兩臺(tái)，一主一備，高標(biāo)清兼容，工作模式可設(shè)定,支持遙控、本地RS232/422、X/Y與以太網(wǎng)控制。Timing窗口為±3行，雙電源接口,主備同時(shí)工作，單電源可正常工作，通過422接口實(shí)現(xiàn)Automation控制，2個(gè)凈靜信號(hào)輸出接口，用于PGM輸出，6個(gè)非凈AUX輸出，可用于普通的信號(hào)調(diào)度和監(jiān)看。

切換矩陣自帶兩個(gè)Bypass直通接口，輸入1對(duì)應(yīng)凈靜輸出1，輸入2對(duì)應(yīng)凈靜輸出2，當(dāng)切換器掉電時(shí)，Bypass輸入1與凈靜輸出1直通，Bypass輸入2與凈靜輸出2直通，這樣設(shè)備的可靠性大大提高。中心高標(biāo)清同播改造和系統(tǒng)優(yōu)化完成以后，通過OUT1輸出高清PGM信號(hào),標(biāo)清信號(hào)由高清PGM疊加字幕后下變換得來，鏈路更加簡潔可靠，同時(shí)也減輕了值班員的監(jiān)看負(fù)擔(dān)。

兩路切換矩陣均受播控工作站控制，播出軟件發(fā)送指令，通過播控機(jī)網(wǎng)口至控制交換機(jī)，指令被交換機(jī)發(fā)送至下游的MOXA，網(wǎng)絡(luò)指令被MOXA轉(zhuǎn)換為串口命令發(fā)送至切換矩陣，隨后指令得到執(zhí)行，主備矩陣同步進(jìn)行信號(hào)切換。每臺(tái)矩陣各配CP1602-CQX面板一臺(tái)，矩陣與遙控面板之間通過交叉網(wǎng)線連接，所有設(shè)備接入以太交換機(jī)，每塊控制面板和主機(jī)都有獨(dú)立的IP。手動(dòng)切換具有更高優(yōu)先級(jí)，在播信號(hào)源故障的情況下可以手動(dòng)切換到正常信號(hào)。

3.2 2X1倒換開關(guān)

為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，所有頻道播出系統(tǒng)中高標(biāo)清均配置主備2X1倒換開關(guān)，采用MIRANDA公司HCO-1821板卡四塊，HCO-1821是一個(gè)HD/SD/ASI二選一切換器，可支持16通道的嵌入音頻和元數(shù)據(jù)，通過HCO-1821的內(nèi)置矩陣來實(shí)現(xiàn)。模塊可以通過使用CS選項(xiàng)功能在源信號(hào)間實(shí)現(xiàn)視頻和音頻的凈/靜切換。當(dāng)意外斷電時(shí)，通過模塊后部的繼電器來保護(hù)信號(hào)，可以維持信號(hào)輸出的完整性，該繼電器可以通過GPI接口來操縱。輸入選擇可以進(jìn)行自動(dòng)或手工選擇。在自動(dòng)模式下，板卡的輸入選擇是基于內(nèi)置的帶有參數(shù)警報(bào)的信號(hào)分析和輸入狀態(tài)。在手動(dòng)模式下，可以從Densité控制器，iControl軟件或使用GPI來實(shí)現(xiàn)通道選擇。GPI可以連接到一個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)或任何簡單的GPI控制面板上，GPI輸出可以提供所選源狀態(tài)，可觸發(fā)TALLY。

3.3 工作原理

來自上游的主備路信號(hào)進(jìn)入倒換開關(guān)以后，進(jìn)行分析和比對(duì)，偵測信號(hào)的失鎖情況，分析視頻信號(hào)（CRC、EDH、 TRS 等）以及音頻信號(hào)的完整性，出現(xiàn)視頻錯(cuò)誤、靜幀、視頻黑場(可設(shè)置噪聲門限)、 音頻靜音(可設(shè)置噪聲門限）等，依照設(shè)置的條件實(shí)行自動(dòng)倒換，保證播出信號(hào)的正常！

2X1提供一路PVW監(jiān)看輸出，可以選擇為跟隨在播信號(hào)或選擇備路信號(hào)，也可以設(shè)定為保持某路輸入信號(hào)不變，通常情況下我們設(shè)置為備路信號(hào)的監(jiān)看，這樣更便于值班員查看系統(tǒng)備通道的工作狀態(tài)。

切換開關(guān)有三種自動(dòng)切換模式提供選擇：1）Switch to模式，即信號(hào)1故障時(shí)切換到信號(hào)；2）Switch and Return模式，信號(hào)1故障時(shí)切換到信號(hào)2，在預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)再回到信號(hào)1；3）Toggle模式，信號(hào)1故障時(shí)切換到信號(hào)2，直到信號(hào)2也出現(xiàn)故障告警后才回切。這里我們設(shè)置為第三種模式。

應(yīng)急倒換開關(guān)的每路輸入都有兩種告警組合，依設(shè)定的級(jí)別進(jìn)行倒換。配置過程中的核心點(diǎn)是觸發(fā)切換的條件設(shè)置問題，一旦在路信號(hào)出現(xiàn)黑場、靜幀、靜音等異常情況，應(yīng)立即倒換到另外一路正常信號(hào)，目前我們設(shè)置為靜幀 5秒，黑場2 秒，靜音 5秒開始倒換。

切換開關(guān)支持GPI觸發(fā)，正常情況下處于自動(dòng)倒換狀態(tài)，我們把它和字幕鍵控集成在一塊面板上，主備2X1實(shí)現(xiàn)同步倒換以方便值班員進(jìn)行應(yīng)急操作。同時(shí)這款切換開關(guān)具有兩行的時(shí)序調(diào)整窗口，可以做到干凈安靜的應(yīng)急切換！

4.結(jié)語

用主備雙切換矩陣替代切換臺(tái)完成信號(hào)的切換，或者主路用切換臺(tái)、備路用切換矩陣，同時(shí)在高標(biāo)清一體化同播系統(tǒng)中采用四路2X1應(yīng)急倒換開關(guān)，這樣構(gòu)建的播出系統(tǒng)簡潔、可靠，有效避免了單潰點(diǎn)，雖然在測試監(jiān)看以及調(diào)整信號(hào)方面有些不便，但是隨著視頻服務(wù)器的質(zhì)量和穩(wěn)定性大大提高，硬盤與其他信號(hào)的切換頻率減少，基于切換開關(guān)的設(shè)計(jì)將會(huì)逐漸成為主流。湖南廣播電視臺(tái)播控中心采用的這種播出系統(tǒng)經(jīng)過長時(shí)間的檢驗(yàn)，穩(wěn)定可靠、效果良好！

（作者單位：湖南廣播電視臺(tái)播控中心）

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1671-0134（2017）12-057-02

10.19483/j.cnki.11-4653/n.2017.02.009