高標清同播系統(tǒng)中由設備老化引發(fā)的改造方案

熊輝 曾廣華

【摘要】本文介紹了江西廣播電視臺在高標清同播系統(tǒng)中，由鍵控設備老化引起的一系列問題，通過采用不同的下變換改造方案，對系統(tǒng)流程和設備作適當調整，實現快捷有效、最小代價的系統(tǒng)改造，保障電視安全播出。系統(tǒng)改造遵循高安全性、高可靠性、高可用性、并兼顧經濟性的原則，系統(tǒng)符合《廣播電視安全播出管理規(guī)定》（總局62號令）的要求。

【關鍵詞】高標清同播；升級改造；下變換；鍵控器

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.16.015

安全播出是廣播電視工作的生命線，關系重大。電視播控系統(tǒng)耗資大，維護周期長，隨著系統(tǒng)使用時間推移，設備壽命和性能也會與日俱下，則必然會出現一些偶發(fā)性的故障。在應急播出之后，若因該設備的損壞導致系統(tǒng)某個環(huán)節(jié)丟失了主備冗余能力，為保障系統(tǒng)運行的安全及質量，可能會對系統(tǒng)進行小范圍改造，以保障當前環(huán)境下的安全播出。

1. 當前系統(tǒng)架構和鍵控器故障引發(fā)的問題

我臺電視高標清同播系統(tǒng)采用的是一體化播出模式，采用一套播出系統(tǒng)進行高清播出，標清信號由高清信號下變換而來。整個系統(tǒng)的信號源只有一種格式，即HD-SDI信號，系統(tǒng)是以高清為主播鏈路，下變換為標清的播出方案，這種方案對高清而言具有良好的擴展性。當前系統(tǒng)的下變換流程如圖1所示：高清鏈路的主切換臺帶鍵控功能，取其CLEAN信號送到下變換器轉為標清，高清鏈路的備切換器不帶鍵控功能，直接取一路輸出信號送到下變換器轉為標清。下變換器后的信號進入標清鏈路的主備切換器，然后由鍵控器疊加處理臺標和字幕，再送給下游三選一設備。

鍵控器需要處理高清臺標機和高清字幕機的外來鍵信號，因此至少要支持2路外鍵的處理。我們的鍵控器為GV公司的LGK-3901，支持2路外鍵和3路內鍵，同一系列鍵控器的還有DSK-3901，其由于缺乏存儲支持，僅支持2路外鍵。該鍵控器在系統(tǒng)中已使用近10年，近一兩年多次出現故障。一方面檢測和維修只能寄往海外，維修周期長達幾個月，這給播控系統(tǒng)留下極大的安全隱患。另一方面設備已停產多年，國內庫存極少，很難采購到。如果臨時采用其他設備廠商的同類產品，還要經過需求方案、采購流程、設備上架和長時間的測試，這些都是大量不穩(wěn)定因素，對強調安全第一的播出系統(tǒng)而言是不能容忍的。

由于老舊設備的損壞有偶發(fā)性，那么我們不妨設想，萬一在播出值班過程中鍵控器發(fā)生不可修復的故障，導致高清備路無法疊加臺標和字幕，系統(tǒng)失去主備冗余能力，這很容易造成播出事故。

2.主流的高標清同播系統(tǒng)架構

筆者參考了近年來比較典型的高標清同播系統(tǒng)的技術架構，旨在尋求一種能夠節(jié)約鍵控器且不影響播出安全的方案，并有所收獲。在當前高標清同播技術方案下，以下變換的信號源來區(qū)分，有三種不同的應用場景：

①高清主路切換臺自帶鍵控功能，高清備路配置一臺鍵控器。標清主路由高清主切換臺的CLEAN信號下變換，標清備路由高清備切換器的CLEAN信號下變換，由于標清信號源不帶鍵控層，標清主備路各需配置一臺鍵控器（見圖1）。

②高清主路切換臺自帶鍵控功能，高清備路配置一臺鍵控器。標清主路由高清主路切換臺的帶鍵控層信號下變換，標清備路由高清備路鍵控器輸出信號下變換，標清主備路則無須配置鍵控器（見圖2）。

③高清主路切換臺自帶鍵控功能，備路配置一臺鍵控器。標清主路由高清末級視分主下變換，標清備路由高清末級視分備高清下變換，下變換后的信號直接送入標清三選一（見圖3）。

這三種場景的區(qū)別在于下變換器信號源的采集點，場景①中從切換臺出來的CLEAN信號無任何鍵控層，從某種意義上來說，等同于視頻服務器源信號，這也是當前系統(tǒng)采用的技術方案，該場景中配置了3臺鍵控器。

場景②中下變換器的輸入信號改為了帶鍵控層的信號，即自帶臺標和字幕，因此標清鏈路無須鍵控器。而且考慮到標清信號跟著高清信號應急聯動，取消了標清主備切換器。整個架構僅需1臺鍵控器，節(jié)約了設備的同時，也極大地簡化了系統(tǒng)流程。

場景③中下變換器的輸入信號改為了高清鏈路末級的信號，與場景②一樣帶鍵控層。正常情況下，場景②和③下變換信號的內容是一樣的，但在應急處理時，場景③的架構更為簡便。我們知道，高清鏈路的核心切換設備有切換臺和三選一，把標清信號源取在高清鏈路末級，在應急中高標清可以更大程度地實現聯動。假設高清主路切換臺故障，我們通常會將三選一開關切換至備路進行應急，場景②中還得將標清三選一也切到備路，而場景③中標清無須應急處理，因為高清末級信號經過三選一應急操作后已經恢復正常。

綜上所述，場景③是一個比較理想的方案，再加之如今廣電行業(yè)4K超高清興起，高清普及，標清逐步被淘汰，下變換技術架構采用第三個方案是相對經濟的做法。

3. 系統(tǒng)改造的可行性

播出工作無小事，播出系統(tǒng)的改造從來都是一件繁雜且不容出錯的工作?，F根據方案三來改造系統(tǒng)，不僅僅是簡單地改動幾條SDI線纜，標清鏈路流程的極大簡化也帶來了方方面面的影響?？紤]到系統(tǒng)為正式播出系統(tǒng)，為了不對電視播出造成影響，關鍵性的操作都要安排在每周二晚停播檢修時段進行。最緊要的問題就是時間，從停播到第二日開播，僅有4-5小時系統(tǒng)停播改造時間，并且改造完成后還要嚴格進行開播前的試機工作，避免改造帶來的各種影響。系統(tǒng)改造要做到高效快捷，減少連接線路設備變動，以最小的代價實現目的。

3.1 修改標清鏈路全流程

物資方面我們需要幾根SDI線纜，首先從高清主路末級視分引一路信號送到主下變換器，從高清備路末級視分引一路信號送到備下變換器。主備下變換后的信號同時送到標清主備三選一，并做好信號交叉，互為主備。原標清鏈路的主備切換器、主備鍵控器及相關跳線盤的所有線纜先保留不變，待系統(tǒng)改造穩(wěn)定運行后再計劃拆除。

3.2 字幕播出安全分析

當前系統(tǒng)的新奧特字幕機同時支持高標清，分別給高清鍵控器和標清鍵控器發(fā)送鍵信號。而改造后的系統(tǒng)中，標清信號已疊加字幕機鍵信號，字幕機中原先的標清模板要移除不用。由于高清標清信號的幅型比不同，字幕的構圖模板也有所不同，前者為16：9，后者為4：3，所以改造后的系統(tǒng)中更要注意疊加字幕的規(guī)范化，以免出現播出過程中字幕被“切邊”的情況。針對我臺播出特點，在播出線上疊加的字幕內容主要以廣告角標、游走字幕和劇名條為主，所以新架構中的字幕構圖模板要以4：3模式設置好安全播出框（原來是16：9），值班人員也要嚴格按照規(guī)范疊加字幕播出。

3.3 監(jiān)看系統(tǒng)布局

當前監(jiān)看系統(tǒng)的監(jiān)看范圍主要包括大屏監(jiān)看和技監(jiān)矩陣，高清標清實際為兩個頻道，每個頻道都是上下兩個大屏的監(jiān)看模式，改造后系統(tǒng)標清流程簡化，設備數量減少，利用畫面分割器重新布局標清大屏為九宮格格式，移除不需要的標清備路EMG-S，移動墊片-S位置，如圖4所示。相應地，技監(jiān)矩陣同樣要移除幾個監(jiān)看點，取消原來的SD下變換前主和備，因為HD末級信號就是下變換前的信號；取消原標清鏈路切換器和鍵控器相關監(jiān)看點，包括SD鍵控主PGM、SD鍵控主PVW、SD鍵控備PGM、SD主切換TECH，如圖5所示。

3.4 自動播出工作站

當前系統(tǒng)播出工作站部署了大洋播控軟件D-Cube-Air，兼容高標清，由于系統(tǒng)中標清鏈路有切換器，能獨立于高清鏈路進行信號切換，所以播控軟件會根據當前節(jié)目單同時向高清和標清的切換設備發(fā)送指令，包括但不限于節(jié)目信號源、節(jié)目上下鍵狀態(tài)。而改造后的系統(tǒng)中，標清鏈路移除了切換器和鍵控器，標清節(jié)目內容將跟隨高清鏈路進行聯動。所以播控軟件要重新設置為僅開啟高清支持，不再給標清切換設備發(fā)送指令。

3.5 播出工作臺

因為原有的標清頻道已在播出工作臺上部署了各類設備，如主備切換器面板、主備三選一面板、主備鍵控器遠程面板、監(jiān)聽表橋等等。由于改造移除了切換器和鍵控器設備，那么現在空間是很富余的，需要合理規(guī)劃，對部分設備位置適當進行調整，以利于值班員操作，空閑位置則用擋板封住。

4. 結束語

播出系統(tǒng)通常使用周期長，經過多年的運行，各種設備和系統(tǒng)會逐漸出現或這或那的小問題，借著舊系統(tǒng)升級改造的機會，也能解決系統(tǒng)多年運行累積下來的隱患，使系統(tǒng)更加完善。舊系統(tǒng)升級改造是一件精細活，必須合理精準地安排改造內容、步驟流程和時間，并制定停播檢修時段的改造應急預案。保證改造完成后留有充足的時間進行開播前的測試，并準備好測試失敗后恢復原系統(tǒng)的方案。

鍵控器作為播出流程很重要的一個設備，其性能是否穩(wěn)定、后期維護是否便捷都是需要仔細考量的，一旦出錯，最直接的影響就是播出中臺標的有無。小問題折射出大風險，播出環(huán)節(jié)任何一個節(jié)點的故障都會影響播出安全。近年來國家也在大力推進廣播電視裝備國產化，國產設備逐步走向成熟，市場前景廣闊，采用國產設備在檢修方面相比進口設備有很大的優(yōu)勢，對我們播出系統(tǒng)而言，其安全性、便捷性也是不言而喻的。

參考文獻：

[1]李綽源.廣東電視臺高標清同播系統(tǒng)介紹及關鍵技術點分析[J].影視制作.2014，20（8）：58-62

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[3]《廣播電視安全播出管理規(guī)定》（總局62號令）電視中心實施細則[z].2014年10月版.

作者簡介：熊輝，江西，研究方向：高標清同播系統(tǒng)和4K IP化播控系統(tǒng).