易　鑫湖南廣播電視臺，湖南長沙　410000

互聯(lián)網(wǎng)視角下高清兼容的集群播出系統(tǒng)設計探析

易鑫
湖南廣播電視臺，湖南長沙410000

隨著我國網(wǎng)絡技術和數(shù)字電視技術的發(fā)展，如今電視臺播出系統(tǒng)的功能越來越多樣化，然而仍然有很多電視臺的播出系統(tǒng)為標清系統(tǒng)，其設備和設施處在被淘汰的邊緣。因此電視臺需要及時針對播出系統(tǒng)進行更新和升級，從而高效整合內部技術系統(tǒng)資源，起到構建安全播出平臺的作用。文章主要分析了互聯(lián)網(wǎng)視角下高清兼容集群播出系統(tǒng)的架構設計，并針對高清兼容集群播出系統(tǒng)的運作流程和安全機制進行了研究和探討，促使電視臺提高播出系統(tǒng)兼容性。

互聯(lián)網(wǎng)視角；高清兼容；集群播出系統(tǒng)

雖然隨著計算機設備的普及，觀看電視的人群逐漸減少，但在當前的社會中，電視仍然是人們獲取信息、娛樂消遣的重要途徑。隨著科技的進步，人們對電視節(jié)目內容和清晰度的要求越來越高，傳統(tǒng)標準清晰度已經(jīng)難以滿足人們的需求，因此電視臺需要注重向高清清晰度的升級。為了滿足人們的需求，電視臺逐漸開始構建高清兼容集群播出系統(tǒng)，然而在升級過程中存在一定的困難，電視臺需要對播出系統(tǒng)的整體架構、網(wǎng)絡結構等進行完善設計，以滿足升級高清的可能性。

1　互聯(lián)網(wǎng)視角下高清兼容集群播出系統(tǒng)的架構設計

1.1播出系統(tǒng)的整體架構設計

電視臺播出系統(tǒng)主要有播出單元、控制單元、遷移調度系統(tǒng)、技術審片系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、編單站、信號變換單元、同步系統(tǒng)、上載站、監(jiān)視系統(tǒng)等組成，其中系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫作為中心，以遷移調度系統(tǒng)作為業(yè)務支撐，并利用自動播出系統(tǒng)軟件進行協(xié)調播出。在節(jié)目源播出時，節(jié)目源包含數(shù)字信號設備和模擬信號設備，因此為了能夠順利采用數(shù)字播出系統(tǒng)，需要對不同的信號進行處理，做好分類工作。播出系統(tǒng)信號變換主要是從節(jié)目上載、錄像機模擬信號調度、轉播中央臺或其他遠程模擬信號調度、視頻服務器信號調度、電視臺內部直播節(jié)目信號調度、檢測系統(tǒng)音、視頻信號等進行變換，因此系統(tǒng)需要從這些地方進行信號的歸類處理。

某電視臺的三個播出頻道共有10路播出信號，如第1路播出信號為轉播中央臺、第2路播出信號為模擬現(xiàn)場直播信號、第7路播出信號為主播服務器信號等，要想實現(xiàn)播出信號的切換，需要通過切換矩陣輸出信號進行切換。切換矩陣輸出的信號在經(jīng)過應急切換開關后，進行數(shù)字鍵處理，經(jīng)過臺標、時鐘、字母等疊加后，將音頻SDI數(shù)字信號編碼為DVB信號，傳送至數(shù)字電視網(wǎng)前端。電視臺中每個頻道的主備播出服務器通道主要是利用TCP/IP協(xié)議進行控制，即頻道的主播控制工作站控制著該頻道的切換矩陣、備播錄像機等，一般備播錄像機可以被多個頻道共同調度控制。

作者簡介：易鑫，研究方向為電視播出技術。

1.2播出系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構設計

播出系統(tǒng)是以千兆以太網(wǎng)將各個服務器連接在一起，使電視臺能夠將節(jié)目生產(chǎn)、管理、媒資、收錄系統(tǒng)良好地融合在一起。電視臺需要防止播出系統(tǒng)因為某一關鍵環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題引發(fā)崩潰，其可以采用兩臺千兆以太網(wǎng)交換機完成播出系統(tǒng)的網(wǎng)絡匯集層。播出服務器和數(shù)據(jù)庫需要接入播出局域網(wǎng)，并進行雙機互聯(lián)。電視臺可以利用千兆以太網(wǎng)完成工作站、該服務器之間的信息交流，以起到對節(jié)目、信息、數(shù)據(jù)庫和播出服務器等控制作用，使播出系統(tǒng)發(fā)揮更大的功能?；ヂ?lián)網(wǎng)視角下高清兼容集群播出系統(tǒng)的調度系統(tǒng)服務器可以起到存儲作用，同時又可以完成節(jié)目素材的遷移、入庫、后臺轉碼等任務，并擔負著系統(tǒng)的策略調度功能。調度系統(tǒng)需要使采用雙服務器運行方式，雙服務器可以在服務軟件的控制下并發(fā)、交替，實現(xiàn)互為主備的作用。

2　互聯(lián)網(wǎng)視角下高清兼容集群播出系統(tǒng)的運作流程

2.1節(jié)目素材傳遞運作流程

當節(jié)目素材通過上載站上載后，需要進入中心儲存，而對于媒資系統(tǒng)和制作系統(tǒng)的節(jié)目素材，則需要通過緩沖后，才能夠進入播出系統(tǒng)。審片人員需要結合表單對未完成審核的節(jié)目素材進行審查，對于審查通過的節(jié)目素材，則可以使其進入下一環(huán)節(jié)進行處理。隨后編單工作站、播出控制站可以將審查通過的節(jié)目素材納入到播出節(jié)目表單中，當節(jié)目表單傳送給數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)后，調度服務系統(tǒng)需要對節(jié)目表單進行檢測，同時檢測節(jié)目表單中包含的節(jié)目素材，制定好遷移服務策略。最后調度服務系統(tǒng)將節(jié)目素材遷移到播出服務器中，實現(xiàn)節(jié)目的電視節(jié)目播出。

2.2節(jié)目表單、素材、用戶管理

電視臺節(jié)目播出順序和內容需要依據(jù)節(jié)目播出表單，編單工作站需要事先做好預編單，對電視臺接下來需要播出的節(jié)目進行規(guī)劃，而廣告則是以預留時代的方式編入在其中。對于廣告的播出，則主要是由廣告部門的編單工作站負責，不用時段的廣告播出表單應當以條目的方式進行編輯。廣告與節(jié)目素材，當廣告子表條目確定后，其他用戶沒有修改廣告子表條目的權限?？偩幨揖巻喂ぷ髡緦⒕庉嬐瓿珊蟮墓?jié)目播出表單和廣告節(jié)目子表發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務器，播出工作人員利用控制站對所有的節(jié)目和廣告進行調用。對于廣告的播出，播出工作站可以依據(jù)廣告段標記自動完成廣告節(jié)目的播出。播出系統(tǒng)需要將各種素材進行錄入和編輯，使其形成節(jié)目素材，并在數(shù)據(jù)庫中完成素材各種信息的記錄。對于播出系統(tǒng)的用戶應當采取統(tǒng)一管理方式，一般用戶信息主要包括登錄權限、空間分配等。

2.3節(jié)目控制指令運作流程

播出系統(tǒng)的服務體系主要是由調度該服務模塊進行管理，其通過對節(jié)目素材的使用情況制定完善、安全的處置計劃，以完成節(jié)目文件的二級存儲和管理。播出MPC轉換服務模塊主要是針對上載站、非編站或媒資下載站的高清節(jié)目和標清節(jié)目的轉換。如素材為標清，而播出需要為高清時，播出MPC轉換服務模塊可以在后臺合成上變換完畢，并通過WebService入播出數(shù)據(jù)庫。

3　互聯(lián)網(wǎng)視角下高清兼容集群播出系統(tǒng)的安全機制

3.1應急狀態(tài)下的安全機制

播出服務器包含主播服務器和備播服務器，如果主播服務器出現(xiàn)故障，則此時播出系統(tǒng)需要通過矩陣切換到備播服務器。如果主播服務器和備播服務器均不能夠完善工作，則需要利用備用播出通過完成播出任務。另外系統(tǒng)還可以采用傳統(tǒng)磁帶播出模式解決當前存在的問題。

一般播出系統(tǒng)采用主播16×8矩陣進行播出，如果其中一個頻道的矩陣出現(xiàn)問題，則應當采用應急開關切換到備播16×8矩陣進行播出。如果播出系統(tǒng)所有關鍵點信息都在跳線架上，可以通過跳線方式跳過正?？旖輵狈绞较驴赡艹霈F(xiàn)的故障，以保障播出安全。

3.2供電故障下的安全機制

電源系統(tǒng)是支持播出系統(tǒng)一切工作的能源，如果供電存在安全問題，則整個播出系統(tǒng)將無法繼續(xù)工作。為了保障供電安全，播出系統(tǒng)可以采用雙回路模式供電，即電源系統(tǒng)可以采用2套主機、2套獨立電池組等，且每套USP主機可以采用3分功率模塊冗余供電。

3.3設備備份安全機制

為了能夠確保當播出系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，節(jié)目播出不會出現(xiàn)影響或者能夠在最短時間內保證節(jié)目的正常播出，電視臺需要對重要的播出節(jié)點保留一定的硬件備份。電視臺可以采用1+1鏡像方式進行備份，包含鍵混器、音量均衡器、跳線處理方式等。

3.4監(jiān)控報警安全機制

監(jiān)控報警安全機制包括大屏監(jiān)看、視音頻監(jiān)控和報警功能，該機制能夠對重要監(jiān)測點的電視信號進行多畫面合成，如果節(jié)目信號出現(xiàn)中斷、音量過低等故障，可以將這些故障信息標識在監(jiān)控窗口上。對于節(jié)目播出信號存在的各種故障，播出系統(tǒng)還可以通過語音報警的方式進行提示，并將出現(xiàn)的故障記錄下來。

3.5播前審檢、冗余存貯安全機制

對于即將播出的節(jié)目素材，播出系統(tǒng)中技術審片功能模塊能夠對節(jié)目素材進行智能檢測管理，主要是針對節(jié)目素材存在的音頻損壞、畫面損壞、黑場、彩條等問題進行判斷，給審片工作人員提供審片依據(jù)。播出系統(tǒng)可以采用冗余備份技術，實現(xiàn)節(jié)目素材同步遷移與播出，確保系統(tǒng)軟件運行的安全性和穩(wěn)定性。

4　結束語

綜上所述，隨著時代的進步，如今電視臺需要為觀眾提供更加高清優(yōu)質的視頻信號?；ヂ?lián)網(wǎng)視角下高清兼容的集群播出系統(tǒng)具有安全性、時效性等特征，有效保障了節(jié)目的優(yōu)質播出，提高電視臺播出水平，促進了電視臺的健康可持續(xù)發(fā)展。

［1］周順達.臺州廣播電視臺高標清兼容電視播出系統(tǒng)設計思路［J］.有線電視技術，2014（4）：86-89.

［2］張繼偉.河南電視臺高標清兼容新聞演播室系統(tǒng)的設計與實施［J］.現(xiàn)代電視技術，2012（1）：38-42.

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