【摘要】 本文通過(guò)原貴州電視臺(tái)播出系統(tǒng)在多年實(shí)際運(yùn)行中暴露中的問(wèn)題，結(jié)合新播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)中的探索，論述了電視播控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中核心設(shè)備、核心子系統(tǒng)的冗余備份方案和思索

【關(guān)鍵詞】 核心設(shè)備 核心子系統(tǒng) 冗余備份

近年來(lái)，隨著多媒體技術(shù)和IT技術(shù)在電視技術(shù)領(lǐng)域的相互融合滲透，廣播電視技術(shù)取得了飛速發(fā)展。單就播出而言，以視頻服務(wù)器和存儲(chǔ)為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)控制的編、播一體硬盤(pán)播出系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)電視臺(tái)已經(jīng)普及。在新型的硬盤(pán)播出系統(tǒng)中，通過(guò)流程化的節(jié)目播出和先進(jìn)的節(jié)目安全技術(shù)審查手段，通過(guò)節(jié)目的提前上載，再經(jīng)過(guò)技術(shù)審查流程，能夠提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，事先得到彌補(bǔ)，節(jié)目本身帶來(lái)的不安全因素在源端已經(jīng)得到有效控制。但如何避免信號(hào)在處理、傳輸過(guò)程中發(fā)生事故和事故發(fā)生后能得到快速的處理，需要我們?cè)谙到y(tǒng)建設(shè)初期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

目前，在確保安全播出方面，冗余備份仍然是最有效的方式之一。備份系統(tǒng)是一種特殊的系統(tǒng)，但過(guò)多的備份又會(huì)造成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使故障判斷和操作維護(hù)復(fù)雜化，適得其反。一般而言，我們所使用的備份多是與主系統(tǒng)同期建設(shè)、同步運(yùn)行，在同樣環(huán)境下同時(shí)運(yùn)行的兩套系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)期也會(huì)相差無(wú)幾，所以過(guò)多和過(guò)于復(fù)雜的備份系統(tǒng)也是一種浪費(fèi)。如何在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性和系統(tǒng)架構(gòu)的簡(jiǎn)潔性上找到平衡，是我們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施中考慮的要點(diǎn)。在廣播電視的實(shí)際工作中操作經(jīng)驗(yàn)重于理論，在出現(xiàn)故障的瞬間，需要值班人員做出及時(shí)正確的處理，在第一時(shí)間把信號(hào)送出去，在恢復(fù)正常播出后再去探討故障產(chǎn)生的原因，去反思和總結(jié)。一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，好的備份系統(tǒng)應(yīng)該具備簡(jiǎn)單可靠、明了直觀以及易于操作的特性。目前，雙機(jī)熱備份是保障播控系統(tǒng)安全運(yùn)行的最常用手段，事實(shí)證明也是十分有效的手段，但是不是最有效、最安全的模式，我們進(jìn)行了充分的思考和探索。

播出系統(tǒng)中，視頻服務(wù)器、切換臺(tái)和播控機(jī)、二級(jí)存儲(chǔ)分別是視音頻鏈路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中的核心設(shè)備，在貴州電視臺(tái)播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們也是重點(diǎn)考慮了視頻服務(wù)器、切換臺(tái)、播控機(jī)、二級(jí)存儲(chǔ)等核心環(huán)節(jié)的備份。

一.視頻服務(wù)器的備份

視頻服務(wù)器是整個(gè)硬盤(pán)播出系統(tǒng)的核心設(shè)備，它的工作狀況好壞直接影響播出安全。在播出系統(tǒng)中我們大多都是采用主、備播出服務(wù)器鏡像備份的方式來(lái)保證安全播出，這種方式看起來(lái)已經(jīng)足夠完美，但實(shí)際使用中我們卻發(fā)現(xiàn)并非如此。貴州電視臺(tái)原播出系統(tǒng)中播出主備服務(wù)器因?yàn)槭峭黄放仆慌萎a(chǎn)品就出現(xiàn)過(guò)因?yàn)槔匣瑫r(shí)發(fā)生故障的巨大安全隱患。在新的12頻道播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們?cè)谝曨l服務(wù)器配置中采用主、備同品牌同型號(hào)硬件編解碼視頻服務(wù)器，但同時(shí)配置不同品牌軟件編解碼服務(wù)器作為三備的方式。因服務(wù)器本身設(shè)計(jì)理念不同和編解碼方式的區(qū)別，在實(shí)際使用中碰到過(guò)幾次因素材文件在傳輸過(guò)程中出錯(cuò)，導(dǎo)致主、備播出服務(wù)器工作異常，不能正常播出的現(xiàn)象，看似完美的1：1熱備份方式卻沒(méi)能起到備份的作用，關(guān)鍵時(shí)刻掉鏈子。而此時(shí)三備服務(wù)器卻因?yàn)閭鬏斅窂讲煌鬏敃r(shí)段不同、編解碼方式不同而播出正常，及時(shí)頂替了主、備播出服務(wù)器，避免了事故。 所以，視頻服務(wù)器的備份我們不只要簡(jiǎn)單考慮1：1備份，還要考慮避免因同一架構(gòu)或者同一編解碼方式的缺點(diǎn)而導(dǎo)致主、備同時(shí)異常的狀況。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)中，主、備（或三備）服務(wù)器應(yīng)采用不同架構(gòu)，不同編解碼方式甚至采用不同廠家和不同型號(hào)的產(chǎn)品作為主備，避免因同一產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上的缺陷等帶來(lái)的隱患。不過(guò)，不同架構(gòu)，不同品牌這種備份方式會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)兼容性和后期維護(hù)增加了復(fù)雜性等新的問(wèn)題，各臺(tái)應(yīng)根據(jù)自身特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

二.控制機(jī)的備份

我臺(tái)播出系統(tǒng)中播控機(jī)也是采用主、備播出機(jī)雙機(jī)熱備份的備份方式。主、備播出機(jī)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和串口通信，確保主、備機(jī)心跳一致。備播出機(jī)檢測(cè)到主播出機(jī)心跳丟失時(shí)，備機(jī)通過(guò)操作422倒換器接管控制。其拓?fù)鋱D如下所示：

和主、備播出服務(wù)器一樣，在實(shí)際使用中我們也碰到過(guò)問(wèn)題。如主機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)備機(jī)未能正常接管，檢查發(fā)現(xiàn)，主播出機(jī)由于芯片驅(qū)動(dòng)BUG導(dǎo)致系統(tǒng)IO出錯(cuò)，擴(kuò)展的串口無(wú)控制指令輸出。主、備機(jī)之間由于網(wǎng)絡(luò)心跳正常，備機(jī)未作接管操作，從而導(dǎo)致播出視頻服務(wù)器因接受不到控制指令而停播，切換臺(tái)不作切換。發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題后很多廠家現(xiàn)在又推出混合主備的方式來(lái)解決這一問(wèn)題，在混合主備的方式中，系統(tǒng)設(shè)備可分別由主、備機(jī)控制，也可以編組為主控某一部分設(shè)備、備控某一部分設(shè)備。解決了主機(jī)故障，備機(jī)不能接管和系統(tǒng)中有雙主控機(jī)出現(xiàn)的問(wèn)題，增加了使用靈活性。但是，在這種系統(tǒng)中由于使用了兩個(gè)422倒換器，使系統(tǒng)變得復(fù)雜，不利于故障的排出。

我們?cè)趯?shí)際系統(tǒng)搭建中，通過(guò)增加第三備播出控制機(jī)，控制獨(dú)立的第三備播出服務(wù)器（只在接收或更改節(jié)目單時(shí)置為“跟隨”狀態(tài)，以便接收播控主機(jī)的節(jié)目單信息，平時(shí)為置為“單獨(dú)”播出狀態(tài)），有效解決了以上問(wèn)題。

三.音視頻通道周邊的備份

在各電視臺(tái)所使用的播出系統(tǒng)中，對(duì)于各種周邊設(shè)備大多也采用了備份的方式。播出切換臺(tái)、硬盤(pán)信號(hào)、外來(lái)信號(hào)我們都有備份，這些備份能否起到備份作用和我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和使用有很大關(guān)系。我臺(tái)老播出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如播出系統(tǒng)框圖所示，在系統(tǒng)中我們采用了一臺(tái)QMC32路切換矩陣作為主切換臺(tái)，16X2切換開(kāi)關(guān)作為備份接入QMC的Bypass應(yīng)急的方式。

當(dāng)切換臺(tái)上游矩陣故障時(shí)，通過(guò)切換臺(tái)的Bypass倒換到16X2播出。在實(shí)際使用中我們卻發(fā)現(xiàn)，切換臺(tái)由于通訊故障不作切換操作時(shí)，面板也無(wú)法控制主機(jī)，無(wú)法Bypass到16X2播出，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)備份沒(méi)有起到作用。再來(lái)看周邊視分板卡等的使用，我們備份使用的幀同步、視分等板卡都在同一機(jī)箱中。當(dāng)機(jī)箱出現(xiàn)故障或者掉電時(shí)就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)全無(wú)，使我們的備份失去作用。在實(shí)際使用中我們也碰到過(guò)這樣的情況。針對(duì)這一情況，在新建的系統(tǒng)中我們按照主備鏈路區(qū)分，將主備設(shè)備完全獨(dú)立分開(kāi)，相互之間無(wú)關(guān)聯(lián)互不影響，系統(tǒng)中設(shè)備不會(huì)因某一設(shè)備故障而影響其他設(shè)備正常工作。在有多塊輸入板卡的切換和路由設(shè)備中也按主備接入不同的板卡，使主備之間互為備份真正起到備份的作用。

四.系統(tǒng)級(jí)（核心子系統(tǒng)）的備份

由于廣播電視對(duì)播出安全要求很高，在故障處理時(shí)我們一般都遵循首先恢復(fù)播出，然后判斷處理故障，最后進(jìn)行總結(jié)改進(jìn)的處理流程。所以我們不但要對(duì)單一設(shè)備備份，也要有完整的系統(tǒng)級(jí)備份。對(duì)于頻道數(shù)較多的播出系統(tǒng)，可以按功能將整個(gè)播出系統(tǒng)劃分為若干個(gè)子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)之間相對(duì)獨(dú)立。為保證播出系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性、兼容性和易維護(hù)性，各頻道結(jié)構(gòu)需保持一致。我們可以考慮使用N+1的方式對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的頻道進(jìn)行備份，同時(shí)也方便以后系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)。在前期規(guī)劃時(shí)，若條件允許，我們還可以考慮對(duì)單個(gè)頻道進(jìn)行備份，使用與其他子系統(tǒng)相似的結(jié)構(gòu)，但又保持其相對(duì)的獨(dú)立性。貴州電視臺(tái)現(xiàn)在使用了10+1的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行備份，多建一個(gè)空閑頻道，平時(shí)用于衛(wèi)視頻道和其他頻道重要節(jié)目跟播以及各種軟硬件設(shè)備測(cè)試和培訓(xùn)，當(dāng)主用系統(tǒng)故障或者進(jìn)行技術(shù)改造或檢修時(shí)，可以通過(guò)輸出端4選1或者跳線的方式用于代替其他頻道播出。

電視播出是一個(gè)系統(tǒng)工程，一個(gè)安全的播出系統(tǒng)不是我們簡(jiǎn)單將先進(jìn)技術(shù)累積和先進(jìn)設(shè)備堆疊在一起就能得到的，在建設(shè)初期必須做出合理的安排、科學(xué)的規(guī)劃，在實(shí)際使用中不斷總結(jié)、完善。構(gòu)建一個(gè)充分考慮了系統(tǒng)備份冗余性的、符合各臺(tái)自身特色的播出技術(shù)系統(tǒng)可以為我們提供一個(gè)優(yōu)質(zhì)的硬件平臺(tái)，有效降低播出事故的發(fā)生率，更好地完成播出工作。