中國臨汾電視臺硬盤高標(biāo)清同播技術(shù)方案

秦波

臨汾廣播電視臺，中國·山西 臨汾 041000

1 引言

為實(shí)現(xiàn)中國臨汾電視臺四套節(jié)目在有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中、融媒體手機(jī)端、無線數(shù)字電視等多種播出終端的高標(biāo)清同播，論文提出以下幾點(diǎn)內(nèi)容。

2 總體技術(shù)方案介紹

中國臨汾電視臺高標(biāo)清數(shù)字硬盤播總控系統(tǒng)項(xiàng)目包括4個(gè)高清頻道高標(biāo)清雙鏈路同播，播出系統(tǒng)包括總控、分控、上載審看、編輯節(jié)目播出單、播出控制、二級存儲等部分。

系統(tǒng)中全部采用高標(biāo)清兼容視頻服務(wù)器，輸出均能夠支持高標(biāo)清雙輸出。4個(gè)頻道視頻服務(wù)器系統(tǒng)采用主備備播出視頻服務(wù)器異構(gòu)的設(shè)計(jì)架構(gòu)，其中配置1臺GV K2 Summit高標(biāo)清視頻服務(wù)器+1臺MagiStream-HD4X5T高標(biāo)清視頻服務(wù)器互為主備，另配置1臺MagiStream-HD4X5T高標(biāo)清視頻服務(wù)器作為4個(gè)頻道第二備份視頻服務(wù)器，均可支持4個(gè)播出通道。K2 Summit高標(biāo)清視頻服務(wù)器中2個(gè)為雙向編解碼通道，采用K2 Summit專用8塊內(nèi)置SAS硬盤，容量可達(dá)16T。MagiStream-HD4X5T高標(biāo)清視頻服務(wù)器作為備視頻服務(wù)器，內(nèi)置8盤位存儲陣列，系統(tǒng)盤2×300G SAS硬盤，Raid1 結(jié)構(gòu)，存儲采用6×1TSAS硬盤，Raid5結(jié)構(gòu)。主備播出視頻服務(wù)器系統(tǒng)廣泛兼容多種格式，實(shí)現(xiàn)1+1的備份機(jī)制，確保文件的兼容性和應(yīng)急狀態(tài)下功能互備性。

播出系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫配置2臺，主備數(shù)據(jù)庫采用熱備份機(jī)制，同步IO鏡像讀寫，保證安全播出需求。

播出系統(tǒng)配備二級存儲。正規(guī)流程上載的節(jié)目及將來的新聞直播網(wǎng)節(jié)目、制作網(wǎng)節(jié)目、廣告串編等素材通過播出內(nèi)容管理系統(tǒng)首先自動遷移到二級存儲系統(tǒng)，再由二級存儲系統(tǒng)遷移到主、備播出服務(wù)器進(jìn)行播出。具備通過人工任務(wù)指定，也可將上載工作站集群上載的素材直接遷移到主備播出視頻服務(wù)器。

總控矩陣采用MRS-X多畫面拼接矩陣，與總控多畫面拼接系統(tǒng)共用調(diào)度矩陣，規(guī)模為32×32，完成全臺信號調(diào)度功能。

分控系統(tǒng)采用主/備通道結(jié)構(gòu)。主備路采用16×4切換開關(guān)+雙二選一構(gòu)成高標(biāo)清同播雙鏈路通道。主備切換處理的信號源完全相同。且每個(gè)頻道采用分別獨(dú)立的視音頻系統(tǒng)。每個(gè)頻道的監(jiān)看屏幕墻直觀、清晰，能夠監(jiān)看到所需要的各種源信號及播出通路中關(guān)鍵點(diǎn)信號，對于PGM等信號采用多畫面大畫面顯示，清晰可見。為了提高安全播出的可靠性，不同頻道設(shè)備不共用一個(gè)機(jī)箱，不共用一個(gè)機(jī)柜。各播出頻道系統(tǒng)采用主/備通道結(jié)構(gòu)。主備通道路由是兩個(gè)獨(dú)立的信號路由。在系統(tǒng)中的播出通路上設(shè)置完善的跳線排?；驹瓌t是所有通路上設(shè)備的進(jìn)出端及關(guān)鍵點(diǎn)信號都經(jīng)過跳線排。系統(tǒng)除具備播出主備切換功能外，還具有通過跳線快速跳過故障設(shè)備，保證播出信號不中斷的能力。設(shè)備機(jī)房建立完整的跳線排，可以完成重要信號源到輸出端的應(yīng)急播出功能。全系統(tǒng)信號通路無單一崩潰點(diǎn)。避免因某一設(shè)備的故障而影響到整個(gè)系統(tǒng)的安全性，減小設(shè)備故障影響的范圍。系統(tǒng)中可被自動播控軟件控制的設(shè)備都自帶完備的原廠RS422、RS232或相應(yīng)的控制口，并免費(fèi)開放或提供相應(yīng)的控制協(xié)議。播出通路上的設(shè)備本身提供監(jiān)控報(bào)警接口、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口，并支持SNMP協(xié)議；支持對所有模塊的監(jiān)控和報(bào)警，并開放協(xié)議接口[1]。

播出系統(tǒng)周邊設(shè)備采用模塊化的設(shè)備,各功能模塊設(shè)備支持熱插拔。設(shè)備具備原裝主備雙電源、雙風(fēng)扇，在單電源下可以滿載運(yùn)行。周邊設(shè)備技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國家廣電總局相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。支持遠(yuǎn)程遙控和監(jiān)控，提供系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控接口、支持SNMP控制協(xié)議，開放協(xié)議接口。本機(jī)能夠存儲所有的參數(shù)設(shè)置，同時(shí)可以通過網(wǎng)絡(luò)存儲到外部監(jiān)控計(jì)算機(jī)中[2]。

3 總控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 總控矩陣系統(tǒng)

在播出系統(tǒng)正常工作時(shí),總控信號調(diào)度系統(tǒng)承擔(dān)著對參與播出的各種視音頻信號包括演播室信號、靜止圖像信號、錄像機(jī)信號、外來信號、播控PGM及CLEAN信號的調(diào)度、處理、分配,并向播出頻道分控系統(tǒng)輸出信號的任務(wù)，有時(shí)甚至參與播出，作為頻道播出的備份矩陣使用。系統(tǒng)由基準(zhǔn)和時(shí)鐘同步系統(tǒng)、主矩陣、周邊設(shè)備系統(tǒng)、監(jiān)看和提示（UMD）系統(tǒng)、衛(wèi)星接收系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)測監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)和信號監(jiān)測監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)等部分構(gòu)成。

3.2 總控周邊設(shè)備

總控系統(tǒng)的周邊設(shè)備主要包括周邊處理機(jī)箱、高清數(shù)字視頻分配器、上變換模塊、高清數(shù)字幀同步器、高清固態(tài)延時(shí)器、高清墊片播出設(shè)備、測試圖發(fā)生器等。

3.3 總控信號顯示與監(jiān)看系統(tǒng)

由于總控部分需要監(jiān)看的信號較多，所以需要合理設(shè)計(jì)監(jiān)看系統(tǒng)，本次項(xiàng)目主要考慮使用2X3顯示的方式進(jìn)行信號的監(jiān)看。方案中，我們采用了最新的MRS-X矩陣多畫面拼接屏系統(tǒng)支持38路輸入，6路輸出，符合系統(tǒng)格式要求[3]。

4 頻道分控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

分控部分的設(shè)計(jì)我們本著安全可靠的原則，采用4頻道全硬盤播出的方式設(shè)計(jì)。

①以主備備視頻服務(wù)器播出信號為主要信號源，結(jié)合應(yīng)急錄像機(jī)信號、外來信號、矩陣調(diào)度信號、高清延時(shí)墊片信號、高清測試信號等作為各個(gè)頻道的播出信號源。

②采用主備切換器+雙二選一的雙鏈路方式完成高標(biāo)清同播方式的播出。

③播出信號的監(jiān)看考慮采用大屏幕高清多畫面分割監(jiān)看的方式實(shí)現(xiàn)。

5 播出控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.1 播控機(jī)及播出控制

運(yùn)用了先進(jìn)的控制通信技術(shù)，利用422控制倒換設(shè)備，實(shí)現(xiàn)安全，靈活的控制系統(tǒng)機(jī)制。它的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：對422設(shè)備的精確控制，正常播出情況下，播控機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)控制視頻服務(wù)器實(shí)現(xiàn)精確到幀的節(jié)目播出；同時(shí)播控機(jī)通過422服務(wù)器隨時(shí)可以控制切換臺、切換器以及應(yīng)急錄像機(jī)，在需要時(shí)準(zhǔn)確地控制切換器切換到需要播出的通道實(shí)現(xiàn)自動播出切換。

系統(tǒng)支持離線播出功能，即在播出控制服務(wù)器故障時(shí)，播出視頻服務(wù)器仍然能夠根據(jù)本地節(jié)目單進(jìn)行播出，提高了系統(tǒng)的安全性。

5.2 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器作為硬盤播出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，為系統(tǒng)運(yùn)行提供整個(gè)播出系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理、支撐、查詢和檢索的功能，是系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一。本方案中配置2臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，二臺主備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用雙機(jī)熱備份方式，運(yùn)行時(shí)互相實(shí)時(shí)檢測，自動切換，在線修復(fù)，數(shù)據(jù)庫通過以太網(wǎng)與播出系統(tǒng)連接交換。

6 二級存儲系統(tǒng)

二級存儲系統(tǒng)將存儲臺內(nèi)4個(gè)頻道的所有播出節(jié)目素材。顯然，二級存儲系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要。為了滿足系統(tǒng)的大容量存儲需求以及對于大數(shù)據(jù)量的文件讀寫帶寬要求，我們對二級存儲系統(tǒng)進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：

①二級存儲系統(tǒng)由主備遷移代理服務(wù)器、NAS存儲陣列系統(tǒng)組成。充分考慮軟硬件的安全性與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全性及服務(wù)的安全性，確保播出二級存儲無單一崩潰點(diǎn)。

②系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備均采用冗余設(shè)計(jì)。二級存儲系統(tǒng)配置2臺智能素材遷移管理服務(wù)器完成數(shù)據(jù)交互，如遷移服務(wù)器、存儲控制器、I/O板卡、電源、風(fēng)扇等均采用冗余配置，確保系統(tǒng)無單一崩潰點(diǎn)。

7 結(jié)語

該方案實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)了中國臨汾電視臺四套節(jié)目在有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中、融媒體手機(jī)端、無線數(shù)字電視等多種播出終端的高標(biāo)清同播，極大地提升了節(jié)目播出質(zhì)量。