數字電視中心播出系統(tǒng)的關鍵技術研究

王運超

【摘 要】傳統(tǒng)電視播出系統(tǒng)主要采用模擬信號，隨著網絡技術與數字技術的發(fā)展，電視播出系統(tǒng)從模擬信號傳輸轉變?yōu)閿底中盘杺鬏?，大大推進了電視行業(yè)的發(fā)展。本文將分析探討數字電視中心播出系統(tǒng)的關鍵技術。

【關鍵詞】數字電視；播出系統(tǒng)；關鍵技術

0 引言

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

1 數字電視中心播出系統(tǒng)的構成

1.1 播出子系統(tǒng)

播出子系統(tǒng)主要有四個組成部分：數據庫、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確。例如，視頻的輸出需要經過主備控制實現(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，以此實現(xiàn)主備服務器直接切換，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器，問題能夠在最快時間內得到解決。

1.2 播出存儲系統(tǒng)

存儲系統(tǒng)主要負責節(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)的切換必須通過調度服務器進行，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)除負責節(jié)目正常播出的控制外，還具有應急控制的功能。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，并根據信息實現(xiàn)用戶的分級授權，使電視業(yè)務更加規(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)主要負責節(jié)目調度，由兩部分組成，分別是調度工作站和調度服務器。調度服務器是上載系統(tǒng)的核心。在工作中，調度工作站接收到節(jié)目單后會向調度服務器發(fā)出指令，通過服務器與網絡實現(xiàn)節(jié)目的調度。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)則是負責這一系統(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。預監(jiān)系統(tǒng)則是通過對即將播出的節(jié)目進行預播，以防止播出時出現(xiàn)問題。

2 數字電視中心播出系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢

2.1 數字電視中心播出系統(tǒng)的特點

（1）多頻道播出。數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構管理在播出系統(tǒng)中十分重要。

（2）硬盤播放。數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。數模兼容性對數字電視播出系統(tǒng)十分重要[2]。

2.2 數字電視中心播出系統(tǒng)的優(yōu)勢

數字播出相對于傳統(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，導致節(jié)目質量下降。而數字播出系統(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，數字播放系統(tǒng)可以實時進行播放調整，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 數字電視中心播出系統(tǒng)的關鍵技術

3.1 RAID-X技術

數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，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，電視臺可以根據節(jié)目安全級別設置不同的N+M組合，增加安全級別高的節(jié)目的冗余備份硬盤個數，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還可以對數據進行重建，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 網絡傳輸技術

數字電視網絡傳輸由以太網傳輸和光纖網傳輸兩部分組成。以太網主要進行信息傳輸，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實現(xiàn)，不同頻道間信息共享也依賴以太網進行。以太網傳輸是系統(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進行[3]。另外，在系統(tǒng)網絡傳輸中，控制信號和數據信號的傳輸分別在兩個區(qū)域進行，其中A區(qū)域負責服務器間的通信，B區(qū)域負責節(jié)目的上傳，通常通過光纖網進行。

3.3 上載存儲技術

上載存儲技術的關鍵在于自動化處理，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，這一技術大大縮減了節(jié)目播出所需的時間，在數字電視播出系統(tǒng)中十分重要。需要注意的是，這一技術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，為使這一技術更趨完善，擴充數字電視播出系統(tǒng)的存儲硬盤容量很有必要。

3.4 視頻服務器

數字電視播出系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)電視播出系統(tǒng)，最明顯優(yōu)勢就是電視頻道數量的增加。相應的，數字電視播出系統(tǒng)的處理能力要求也大大提高。隨著系統(tǒng)相關應用的發(fā)展，視頻服務器已成為十分重要的頻道播出平臺。系統(tǒng)工作時，在業(yè)務不同開展情況下，視頻服務器需要依此選擇不同的播出方式。所以，視頻服務器應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)目內容存儲安全，視頻服務器中，節(jié)目存儲與服務系統(tǒng)相互獨立，輸入系統(tǒng)負責輸入多種傳輸介質，輸出系統(tǒng)則負責節(jié)目的播放，其選擇節(jié)目的依據則是接口類型。

3.5 視頻接口

視頻接口主要會對節(jié)目播出的音質與畫質產生影響[4]。數字電視傳輸的通常為高清信號，HDMI、DVI、IEEE394以及VGA四種接口類型最為常見，其中應用最廣泛，也最為人熟知的HDMI接口最能滿足高清數字電視傳輸的要求。

4 結語

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

【參考文獻】

[1]吳劍.數字電視廣播播出系統(tǒng)的構成和關鍵技術[J].新聞研究導刊，2017，8（02）：281-282.

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

[3]冉雄，楊秀波，毛光友.電視臺數字播出系統(tǒng)的關鍵技術與發(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.數字電視廣播播出系統(tǒng)的構成和關鍵技術[J].信息記錄材料，2017，18（10）：190-191.