數(shù)字電視中心播出系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究

王運超

【摘 要】傳統(tǒng)電視播出系統(tǒng)主要采用模擬信號，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，電視播出系統(tǒng)從模擬信號傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號傳輸，大大推進了電視行業(yè)的發(fā)展。本文將分析探討數(shù)字電視中心播出系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電視；播出系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)

0 引言

隨著科技的發(fā)展，電視播出系統(tǒng)也在不斷更新，數(shù)字化的轉(zhuǎn)變使電視播出系統(tǒng)得到了飛躍性的進步。實現(xiàn)電視的數(shù)字化播出系統(tǒng)，離不開各種先進的技術(shù)，這也是電視播出系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。

1 數(shù)字電視中心播出系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1 播出子系統(tǒng)

播出子系統(tǒng)主要有四個組成部分：數(shù)據(jù)庫、TS切換矩陣、監(jiān)視工作站和RAID-X磁盤陣列[1]。系統(tǒng)工作中需要與其他子系統(tǒng)協(xié)同，以保證節(jié)目播出的安全和播出時間的準(zhǔn)確。例如，視頻的輸出需要經(jīng)過主備控制實現(xiàn)各頻道的主備切換，其輸出的TS流狀態(tài)則作為檢測依據(jù)，以此實現(xiàn)主備服務(wù)器直接切換，播出的安全性得到了保證。各個通道下的節(jié)目播出情況則由監(jiān)視工作站進行監(jiān)控，一旦發(fā)生問題，該工作中會立即報警，同時可以利用播出軟件控制服務(wù)器，問題能夠在最快時間內(nèi)得到解決。

1.2 播出存儲系統(tǒng)

存儲系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)節(jié)目的存儲，該系統(tǒng)中，節(jié)目制作與播出完全分離，因此配置了雙電源、雙控制器和雙總線，冷備盤也配置了兩塊。工作時，存儲系統(tǒng)的切換必須通過調(diào)度服務(wù)器進行，禁止其他任何直接訪問，大大降低了操作失誤帶來播出事故的風(fēng)險，系統(tǒng)播出的安全性得到了有效保證。

1.3 播出管理及控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，不同子系統(tǒng)具有不同的功能：1、播出控制子系統(tǒng)。這一系統(tǒng)除負(fù)責(zé)節(jié)目正常播出的控制外，還具有應(yīng)急控制的功能。2、播出管理子系統(tǒng)。這一系統(tǒng)會記錄所有節(jié)目的不同信息，并根據(jù)信息實現(xiàn)用戶的分級授權(quán)，使電視業(yè)務(wù)更加規(guī)范。3、節(jié)目單編排。這一系統(tǒng)與其他兩個子系統(tǒng)相互配合，實現(xiàn)節(jié)目的單整編排、審核以及其他系統(tǒng)管理等。

1.4 節(jié)目上載系統(tǒng)

這一系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)節(jié)目調(diào)度，由兩部分組成，分別是調(diào)度工作站和調(diào)度服務(wù)器。調(diào)度服務(wù)器是上載系統(tǒng)的核心。在工作中，調(diào)度工作站接收到節(jié)目單后會向調(diào)度服務(wù)器發(fā)出指令，通過服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)節(jié)目的調(diào)度。同時，工作站還會進行存儲監(jiān)測，以防止存儲系統(tǒng)容量不足影響節(jié)目上傳，監(jiān)測到容量不足時，工作站會發(fā)出報警信號，隨后系統(tǒng)將會刪除相應(yīng)節(jié)目。

1.5 主備切換系統(tǒng)

主備切換是由播出監(jiān)控、TS切換以及時鐘同步三個子系統(tǒng)協(xié)同工作實現(xiàn)的。主備通道的切換由TS切換矩陣實現(xiàn)，時鐘同步系統(tǒng)主要通過同步信號保證主備系統(tǒng)可以同步運行，從而實現(xiàn)同步切換。播出監(jiān)控系統(tǒng)則是負(fù)責(zé)這一系統(tǒng)的監(jiān)控，檢測到問題時會進行報警。

1.6 檢測及預(yù)監(jiān)系統(tǒng)

檢測系統(tǒng)會在節(jié)目播出時實時監(jiān)控各個系統(tǒng)部件的工作狀態(tài)，檢測到錯誤時可以進行動態(tài)顯示。預(yù)監(jiān)系統(tǒng)則是通過對即將播出的節(jié)目進行預(yù)播，以防止播出時出現(xiàn)問題。

2 數(shù)字電視中心播出系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢

2.1 數(shù)字電視中心播出系統(tǒng)的特點

（1）多頻道播出。數(shù)字電視播出并非只有一個頻道，而是多個頻道兼容播出，系統(tǒng)的兼容性以及頻道結(jié)構(gòu)管理在播出系統(tǒng)中十分重要。

（2）硬盤播放。數(shù)字電視播出主要有兩種方式：硬盤播放和磁帶播放。其中硬盤播放使用更加廣泛。

（3）系統(tǒng)兼容。電視臺中的不同播放系統(tǒng)都不是獨立存在的，而是存在聯(lián)系并同步運行。數(shù)模兼容性對數(shù)字電視播出系統(tǒng)十分重要[2]。

2.2 數(shù)字電視中心播出系統(tǒng)的優(yōu)勢

數(shù)字播出相對于傳統(tǒng)播出系統(tǒng)主要有如下幾個優(yōu)勢：

（1）存儲優(yōu)勢。數(shù)字播出系統(tǒng)采用硬盤存儲，相比于傳統(tǒng)播出系統(tǒng)，其容量大大提升，便攜性和安全性也更高。

（2）信號優(yōu)勢。傳統(tǒng)播出系統(tǒng)中節(jié)目再次下載時容易出現(xiàn)信號缺失，導(dǎo)致節(jié)目質(zhì)量下降。而數(shù)字播出系統(tǒng)不需要對信號進行再次解碼與重新編碼，信號不會缺失，節(jié)目播放更加穩(wěn)定。

（3）操作優(yōu)勢。節(jié)目播出時，數(shù)字播放系統(tǒng)可以實時進行播放調(diào)整，實現(xiàn)節(jié)目的高效管理。這一點是傳統(tǒng)播出系統(tǒng)無法實現(xiàn)的。

3 數(shù)字電視中心播出系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 RAID-X技術(shù)

數(shù)字電視中心播出系統(tǒng)中，節(jié)目存儲方式主要由節(jié)目的重要程度以及所需的安全級別決定[2]。不同安全級別的節(jié)目分別采取RAID0、RAID1、RAID5以及RAID10的方式進行存儲。而RAID-X是基于RAID5改進的一種存儲技術(shù)，其創(chuàng)新主要是從RAID5的N+1冗余機制提升到了N+M冗余，安全級別可以由用戶進行自定義。因此，電視臺可以根據(jù)節(jié)目安全級別設(shè)置不同的N+M組合，增加安全級別高的節(jié)目的冗余備份硬盤個數(shù)，即使出現(xiàn)硬盤故障，備份硬盤也可以保證存取正常進行。在硬盤損壞后，RAID-X還可以對數(shù)據(jù)進行重建，更換硬盤后則會自動進行適配，對于不同硬盤的兼容性也更高，無論是人工操作還是系統(tǒng)維護的成本都大大降低。

3.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)

數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)傳輸由以太網(wǎng)傳輸和光纖網(wǎng)傳輸兩部分組成。以太網(wǎng)主要進行信息傳輸，包括節(jié)目單、播出日志等。系統(tǒng)中，素材共享一般也通過以太網(wǎng)實現(xiàn)，不同頻道間信息共享也依賴以太網(wǎng)進行。以太網(wǎng)傳輸是系統(tǒng)信息交互的保障。節(jié)目單的監(jiān)控管理以及上傳、統(tǒng)計以及系統(tǒng)信息搜索等都需要通過以太網(wǎng)進行[3]。另外，在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸中，控制信號和數(shù)據(jù)信號的傳輸分別在兩個區(qū)域進行，其中A區(qū)域負(fù)責(zé)服務(wù)器間的通信，B區(qū)域負(fù)責(zé)節(jié)目的上傳，通常通過光纖網(wǎng)進行。

3.3 上載存儲技術(shù)

上載存儲技術(shù)的關(guān)鍵在于自動化處理，編排好的節(jié)目單通過上載終端自動處理即可直接進行上載。這一技術(shù)省去了人工操作，直接避免了人為失誤對節(jié)目上載的影響，同時也縮減了人力成本。由此可見，這一技術(shù)大大縮減了節(jié)目播出所需的時間，在數(shù)字電視播出系統(tǒng)中十分重要。需要注意的是，這一技術(shù)受到硬盤容量的限制，上載終端只有在硬盤容量充足時才能進行報告的發(fā)送。因此，為使這一技術(shù)更趨完善，擴充數(shù)字電視播出系統(tǒng)的存儲硬盤容量很有必要。

3.4 視頻服務(wù)器

數(shù)字電視播出系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)電視播出系統(tǒng)，最明顯優(yōu)勢就是電視頻道數(shù)量的增加。相應(yīng)的，數(shù)字電視播出系統(tǒng)的處理能力要求也大大提高。隨著系統(tǒng)相關(guān)應(yīng)用的發(fā)展，視頻服務(wù)器已成為十分重要的頻道播出平臺。系統(tǒng)工作時，在業(yè)務(wù)不同開展情況下，視頻服務(wù)器需要依此選擇不同的播出方式。所以，視頻服務(wù)器應(yīng)能夠滿足不同播出方式以及不同方式之間能夠靈活切換的要求，同時還需要滿足不同格式節(jié)目的輸出要求。為保證節(jié)目內(nèi)容存儲安全，視頻服務(wù)器中，節(jié)目存儲與服務(wù)系統(tǒng)相互獨立，輸入系統(tǒng)負(fù)責(zé)輸入多種傳輸介質(zhì)，輸出系統(tǒng)則負(fù)責(zé)節(jié)目的播放，其選擇節(jié)目的依據(jù)則是接口類型。

3.5 視頻接口

視頻接口主要會對節(jié)目播出的音質(zhì)與畫質(zhì)產(chǎn)生影響[4]。數(shù)字電視傳輸?shù)耐ǔ楦咔逍盘?，HDMI、DVI、IEEE394以及VGA四種接口類型最為常見，其中應(yīng)用最廣泛，也最為人熟知的HDMI接口最能滿足高清數(shù)字電視傳輸?shù)囊蟆?/p>

4 結(jié)語

綜上所述，數(shù)字電視中心播出系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于信號和數(shù)據(jù)的傳輸與儲存，技術(shù)上依然存在一些硬件限制，但可以相信的是，隨著存儲技術(shù)與傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展，這些關(guān)鍵技術(shù)也會隨之不斷改進，從而不斷提高數(shù)字電視的品質(zhì)。

【參考文獻】

[1]吳劍.數(shù)字電視廣播播出系統(tǒng)的構(gòu)成和關(guān)鍵技術(shù)[J].新聞研究導(dǎo)刊，2017，8（02）：281-282.

[2]陳剛.數(shù)字電視廣播播出系統(tǒng)的構(gòu)成和關(guān)鍵技術(shù)[J].西部廣播電視，2016（01）：181.

[3]冉雄，楊秀波，毛光友.電視臺數(shù)字播出系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2015（12）：273.

[4]曲志斌.數(shù)字電視廣播播出系統(tǒng)的構(gòu)成和關(guān)鍵技術(shù)[J].信息記錄材料，2017，18（10）：190-191.