楊衍飛

（作者單位：廣東廣播電視臺(tái)）

廣東廣播電視臺(tái)高清播出系統(tǒng)體系及其安全機(jī)制

楊衍飛

（作者單位：廣東廣播電視臺(tái)）

近年來，廣播電視事業(yè)迅速發(fā)展，技術(shù)與設(shè)備都得到了很大提高，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)清同播是每個(gè)電視臺(tái)發(fā)展的必經(jīng)之路。本文概括敘述了搭建廣東廣播電視臺(tái)廣東衛(wèi)視高清頻道播出系統(tǒng)的整體架構(gòu)，通過結(jié)合安全播出工作，介紹了高清播控系統(tǒng)擁有的新機(jī)制。

高清播出系統(tǒng)；播控系統(tǒng)；安全性；快速應(yīng)急

隨著新媒體時(shí)代的來臨，傳統(tǒng)電視臺(tái)面臨著巨大的沖擊與挑戰(zhàn)。目前，電視節(jié)目已走向高清時(shí)代。高清播出和高效傳輸?shù)男枨笤絹碓狡惹?，高清電視的?yīng)用越來越廣泛，逐漸成為推動(dòng)傳媒事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的力量。國內(nèi)越來越多的電視臺(tái)實(shí)現(xiàn)了高標(biāo)清同播，硬件設(shè)備也進(jìn)行了全面更新，在很大程度上提高了節(jié)目的質(zhì)量。而設(shè)備的更新也就意味著，當(dāng)前對(duì)安全播出的要求更高。

播出系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，涉及環(huán)節(jié)眾多，保障對(duì)象具有多樣性。保證電視節(jié)目安全、準(zhǔn)點(diǎn)、優(yōu)質(zhì)的播出，離不開技術(shù)員對(duì)在播節(jié)目的監(jiān)聽監(jiān)看，離不開他們及時(shí)處理播出故障，并對(duì)相關(guān)工作和播出信息進(jìn)行組織、協(xié)調(diào)和執(zhí)行。熟悉播控機(jī)的控制線路圖，對(duì)各級(jí)信號(hào)全面的監(jiān)聽監(jiān)看手段，從而快速判斷故障點(diǎn)，是安全播出的有效保證。廣東電視臺(tái)于2012年進(jìn)行了高清機(jī)房的改造，系統(tǒng)規(guī)劃以網(wǎng)絡(luò)化為核心，逐步形成制播架構(gòu)和流程，制訂完善的播出流程控制與管理。如今具備三個(gè)高清頻道播出規(guī)模，同時(shí)支持標(biāo)清播出。

安全播出是廣電行業(yè)不能動(dòng)搖的根基，下面筆者將以此為原則就廣東廣播電視臺(tái)高清廣東衛(wèi)視播出系統(tǒng)及其自動(dòng)播控系統(tǒng)線路故障應(yīng)急處理進(jìn)行簡(jiǎn)述。

1 高清播出系統(tǒng)整體架構(gòu)

高清播出系統(tǒng)的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)以安全穩(wěn)定性、先進(jìn)性、實(shí)用性為原則，向播出業(yè)務(wù)自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。其包含視頻服務(wù)器系統(tǒng)、播出數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、自動(dòng)播控系統(tǒng)和智能監(jiān)控系統(tǒng)等子系統(tǒng)。系統(tǒng)構(gòu)架采用信號(hào)主備和播出通道主備的方式進(jìn)行系統(tǒng)播出通道設(shè)計(jì)，文件化傳輸使用MXF封裝（在信號(hào)輸入前端加入AFD信息或上載生成文件時(shí)寫入AFD信息）。

播出視頻服務(wù)器系統(tǒng)由主備兩套高清播出視頻服務(wù)器組成，采用SeaChange公司的共3臺(tái)BMLex24000設(shè)備（配置4塊FSI卡、24塊300g硬盤），組成SeaChange BMLex24003播出服務(wù)器集群。上載視頻服務(wù)器則由SeaChange MCL+UML及MSV服務(wù)器組成，支持高清標(biāo)準(zhǔn)SMTPE 292M 1080/50i信號(hào)，支持嵌入音頻，8個(gè)以上聲道，識(shí)別SMTPE2016標(biāo)準(zhǔn)AFD信息，并能自動(dòng)嵌入AFD信息。系統(tǒng)間采用FTP文件傳輸協(xié)議，可確保播出服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)能互聯(lián)互通，各視頻服務(wù)器之間數(shù)據(jù)交換無縫交換，無需轉(zhuǎn)碼或重新封裝等轉(zhuǎn)換，并且實(shí)現(xiàn)多傳輸碼流，每個(gè)傳輸碼流速率不低于220Mbps。

播出數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為整個(gè)自動(dòng)播控系統(tǒng)的核心，為了達(dá)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理安全、高效的目的，廣東廣播電視臺(tái)采取雙機(jī)雙陣列架構(gòu)組成支持7×24小時(shí)有效RAC架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在其管理模塊中，雙節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡，若一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，另一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠獨(dú)立承擔(dān)數(shù)據(jù)庫管理工作；若兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)出現(xiàn)故障，則由第三備份數(shù)據(jù)庫承擔(dān)數(shù)據(jù)庫管理工作。另外，一個(gè)節(jié)點(diǎn)能滿足50個(gè)會(huì)話（session）的業(yè)務(wù)要求，并使用獨(dú)立磁盤陣列存儲(chǔ)應(yīng)用數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全。由此可具備故障容錯(cuò)和無縫切換功能，保證硬件和軟件錯(cuò)誤造成的影響最小化。

自動(dòng)播控系統(tǒng)向播出業(yè)務(wù)自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，結(jié)合廣東廣播電視臺(tái)目前播出業(yè)務(wù)流程，可劃分為上載與技審、磁帶信息管理、節(jié)目單編輯、遷移管理和播出控制能模塊。高清播出系統(tǒng)播出方式以節(jié)目單為中心，驅(qū)動(dòng)各個(gè)子項(xiàng)目間的無縫結(jié)合運(yùn)作，簡(jiǎn)化系統(tǒng)交互流程，便于維護(hù)與管理，提高工作效率。另外，所有的控制環(huán)節(jié)切換精度均達(dá)到零幀；同時(shí)，各個(gè)模塊有相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù)功能與完善的自我診斷、報(bào)警提示和記錄機(jī)制，最大程度的提高安全播出等級(jí)。

廣東廣播電視臺(tái)節(jié)目傳輸控制流程見圖1。節(jié)目播出流程見圖2。

智能監(jiān)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)高清播出系統(tǒng)設(shè)備、信號(hào)、流程及工作環(huán)境提供綜合的監(jiān)控功能。監(jiān)控包括兩個(gè)部分，監(jiān)測(cè)與控制。通過對(duì)系統(tǒng)信號(hào)及信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行信號(hào)監(jiān)測(cè)與判別，實(shí)現(xiàn)及時(shí)報(bào)警。在不間斷、高質(zhì)量播出的前提下，實(shí)時(shí)進(jìn)行定性監(jiān)測(cè)，如視頻定幀、無聲、黑場(chǎng)、綠場(chǎng)、出現(xiàn)彩條甚至聲音過高或過低等，以幫助技術(shù)員隨時(shí)掌握信號(hào)狀態(tài)，第一時(shí)間對(duì)故障做出反應(yīng)，快速進(jìn)行應(yīng)急處理和故障排除。

2 播控系統(tǒng)的新機(jī)制

2.1 422倒換器

高清播控系統(tǒng)采用了422倒換器。ECO-422-8是專門針對(duì)RS-232/422信號(hào)的倒換器，具有8路倒換通道，每路通道具有主、備通道采用繼電器進(jìn)行倒換，能夠?qū)崿F(xiàn)多機(jī)箱級(jí)聯(lián)，主路具有掉電直通功能。

在過去的標(biāo)清播控系統(tǒng)中，并沒有主備自動(dòng)倒換功能，只能通過跳線等方式進(jìn)行人工應(yīng)急處理，在部分設(shè)備故障時(shí)，無法快速恢復(fù)播出信號(hào)，導(dǎo)致一段時(shí)間內(nèi)信號(hào)中斷。如今的高標(biāo)清播控系統(tǒng)保留了一貫以來的信號(hào)源及播控機(jī)都各自存在相對(duì)的主備級(jí)，可供應(yīng)急操作的要素。另外在線路方面采取了信號(hào)源進(jìn)入播出系統(tǒng)后的兩路傳送和處理線路。兩路信號(hào)的傳送與處理之間互不干擾。平時(shí)所用為主線路，當(dāng)主路出現(xiàn)問題時(shí)，可通過2X1倒換到備線路。以往的標(biāo)清頻道只有標(biāo)清主備兩路，而高清系統(tǒng)具備高清主備、標(biāo)清主備共四條線路。播控機(jī)控制線路見圖3。

正常播出時(shí)，422倒換器接通主控制通道，主備視頻服務(wù)器由主播控工作站控制，備播控工作站通過心跳線與主播控工作站進(jìn)行通訊（檢測(cè)主播控工作站是否正常運(yùn)行）。當(dāng)發(fā)現(xiàn)主播控工作站出現(xiàn)異常時(shí)，會(huì)通過GPI命令觸發(fā)422倒換器接通與所有受控設(shè)備的鏈路，自動(dòng)接管所有受控設(shè)備的控制權(quán)，確保安全播出。若備播控工作站同時(shí)出現(xiàn)異常，則會(huì)自動(dòng)切換至應(yīng)急預(yù)案CYC墊片畫面。同時(shí)，可以手動(dòng)干預(yù)進(jìn)行倒換，方便技術(shù)員掌握系統(tǒng)狀態(tài)，根據(jù)實(shí)際情況更直觀的排除故障。

2.2 功能模塊

在系統(tǒng)模塊功能方面，高清播控系統(tǒng)結(jié)合廣東臺(tái)的磁帶全系統(tǒng)統(tǒng)一管理模式，繼承了磁帶條碼錄入，實(shí)現(xiàn)了磁帶條碼與時(shí)碼的控制，支持外來節(jié)目單與廣告單的提取或?qū)耄瑩碛徐`活多樣的節(jié)目單編排方式與鍵編輯。但與過往標(biāo)清播控系統(tǒng)不同的是，高清播控系統(tǒng)支持每張節(jié)目單自動(dòng)無縫駁接，節(jié)目單任務(wù)最高優(yōu)先級(jí)為手動(dòng)插播而不是定時(shí)。若外來信號(hào)源（如央視新聞聯(lián)播）長度出現(xiàn)突發(fā)變化時(shí)，更便捷地為技術(shù)員預(yù)留處理時(shí)間，保證安全播出。

與以往的標(biāo)清系統(tǒng)模塊相比，高清自動(dòng)播控系統(tǒng)具備對(duì)上載素材的自動(dòng)技審功能。參與播出的節(jié)目和廣告素材上載到上載存儲(chǔ)器后，可進(jìn)行自動(dòng)技審，對(duì)上載節(jié)目信號(hào)黑場(chǎng)、彩條、靜幀、音頻超標(biāo)等質(zhì)量問題及MXF文件的封裝格式和信息完整性與正確性進(jìn)行檢測(cè)，提供及時(shí)的報(bào)警功能，可保證上載素材的質(zhì)量。高清素材的自動(dòng)技審可達(dá)4倍速，能有效提高系統(tǒng)的工作效率。另外，還支持雙通道獨(dú)立工作，可以在上載的同時(shí)對(duì)素材進(jìn)行人工技審，操作靈活，能適應(yīng)不同環(huán)境的播出需求。

圖1 傳輸控制流程

圖2 節(jié)目播出流程

圖3 高清機(jī)房播控機(jī)控制線路簡(jiǎn)圖

2.3 切換系統(tǒng)

廣東廣播電視臺(tái)高清機(jī)房的視音頻系統(tǒng)與標(biāo)清機(jī)房一致采用QMC作為切換系統(tǒng)主要設(shè)備。QMC切換臺(tái)的控制采用主從控制模式，QMC主機(jī)通過Q-LINK串行總線與控制面板和上游矩陣互相連接。QMC控制面板通過Q-LINK總線向主機(jī)傳送控制指令?？刂浦噶罘謨深?。第一類只涉及到主機(jī)，如鍵信號(hào)的上下、輸出音量的調(diào)節(jié)、切換方式的選擇等，這類指令直接傳送到主機(jī)由其進(jìn)行相應(yīng)的操作。第二類控制指令涉及到主機(jī)和上游矩陣，如視音頻信號(hào)的切換等，這類指令會(huì)先傳送到主機(jī)，再通過主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給上游矩陣控制其進(jìn)行視音頻切換。

但根據(jù)不同的需要，設(shè)置方式也有所差異。由于高標(biāo)清同播的系統(tǒng)要求達(dá)到上星安全等級(jí)，在設(shè)置時(shí)要考慮到信號(hào)源的主備，標(biāo)清信號(hào)前端上變換輸入和干凈信號(hào)下變換輸入，播出通道的雙聯(lián)路，矩陣與切換臺(tái)的聯(lián)動(dòng)，高標(biāo)清字幕，臺(tái)標(biāo)的疊加等因素，高清與標(biāo)清QMC系統(tǒng)對(duì)比見圖4。

由圖4可見，標(biāo)清頻道切換處理系統(tǒng)的主路相對(duì)備路性能要強(qiáng)大很多，QMC強(qiáng)大的切換與疊加臺(tái)標(biāo)功能保證了主路信號(hào)的靈活與多樣性，備路要實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能就必須用矩陣加上鍵控。雖說這種設(shè)計(jì)基于標(biāo)清系統(tǒng)良好的穩(wěn)定性，極少需要備路應(yīng)急的機(jī)會(huì)，但目前，標(biāo)清備路只是疊加了臺(tái)標(biāo)，功能相對(duì)簡(jiǎn)陋。高清播控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，則同時(shí)考慮到了主備路的同等安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)主路信號(hào)源出現(xiàn)故障，在能保證備路播出信號(hào)安全播出的同時(shí)，鍵信號(hào)的控制同樣能夠正常使用，為系統(tǒng)的安全性提供了多種的備份手段。

2.4 監(jiān)看系統(tǒng)

傳統(tǒng)的環(huán)境下，標(biāo)清機(jī)房的信號(hào)監(jiān)視器價(jià)格比較便宜，同時(shí)可直觀地進(jìn)行監(jiān)看，而傳統(tǒng)的獨(dú)立監(jiān)視器顯示需要占用大量的空間，由這類監(jiān)視器構(gòu)建的顯示系統(tǒng)也因此被稱為“電視墻”。目前，廣東廣播電視臺(tái)標(biāo)清機(jī)房仍采用傳統(tǒng)的電視墻監(jiān)看方式。但隨著系統(tǒng)數(shù)字化進(jìn)程的推進(jìn)，設(shè)備的數(shù)量越來越多，設(shè)備智能化程度、系統(tǒng)復(fù)雜化程度也相對(duì)越來越高。無論是在技術(shù)方面，還是在空間使用率方面，傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)明顯不足。為了確保系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，保證播出安全，播控系統(tǒng)對(duì)視音頻信號(hào)的監(jiān)控方式顯得尤為重要。

高清機(jī)房的監(jiān)視系統(tǒng)采用了多畫面分割器與大屏幕平面顯示相結(jié)合的方式，一組顯示設(shè)備取代了傳統(tǒng)的多個(gè)監(jiān)視器，并可以按照實(shí)際需要，靈活配置畫面，大大增加了機(jī)房空間的利用率。多畫面分割器，就是把多路不同格式的信號(hào)源，采用圖像壓縮技術(shù)和數(shù)字化處理的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，將多個(gè)畫面按照一定比例壓縮為一路信號(hào)，顯示在一個(gè)監(jiān)視器屏幕上，形成一個(gè)屏幕分割顯示多個(gè)畫面的格局，從而達(dá)到一個(gè)監(jiān)視器同時(shí)監(jiān)看多路信號(hào)的目的。其原理見圖5。

傳統(tǒng)的電視墻監(jiān)視器只能顯示畫面，不能優(yōu)先顯示監(jiān)看信號(hào)相關(guān)的信息，如信號(hào)源名稱、TALLY指示、時(shí)鐘和檢測(cè)報(bào)警等必須依靠另外的附加裝置。當(dāng)畫面出現(xiàn)異常時(shí)，值班技術(shù)員有可能需要一定時(shí)間的判斷故障源，不能快速高效的排除故障。而多畫面系統(tǒng)可以同時(shí)顯示信號(hào)源名稱、TALLY指示、時(shí)鐘、檢測(cè)報(bào)警（視頻丟幀、靜幀、黑場(chǎng)、音頻丟失和靜音）等所有信息。此外，多畫面分割器能夠任意改變多個(gè)畫面的布局，任意顯示各種自動(dòng)功能，便于幫助播出一線的值班員和技術(shù)員更直觀地監(jiān)看，快速進(jìn)行應(yīng)急處理，排除故障，保證安全播出。

圖4 高清與標(biāo)清QMC系統(tǒng)對(duì)比

圖5 MXN畫面分割器原理框圖

3 結(jié)語

廣東廣播電視臺(tái)高清衛(wèi)視播出系統(tǒng)從試運(yùn)行開始至今安全可靠，具有多重安全防護(hù)，無單一崩潰點(diǎn)，應(yīng)急手段豐富、完善且簡(jiǎn)練。隨著全臺(tái)制播一體化模式的趨勢(shì)發(fā)展，做到了一切面向應(yīng)用，實(shí)用性強(qiáng)。并考慮到了適應(yīng)未來、適應(yīng)發(fā)展的需要，系統(tǒng)具備了可擴(kuò)展性及開放性，方便實(shí)現(xiàn)與全臺(tái)網(wǎng)的互聯(lián)互通，滿足未來與全臺(tái)媒資系統(tǒng)、主干交換平臺(tái)及其他業(yè)務(wù)板塊無縫連接的需求。高清電視是廣播電視發(fā)展的重要趨勢(shì)和必經(jīng)歷程，安全播出是廣播電視的重要基石，廣東廣播電視臺(tái)衛(wèi)視高清機(jī)房播控系統(tǒng)的成熟應(yīng)用為未來的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在歷史的長河中，只有與時(shí)俱進(jìn)，才能適應(yīng)廣播電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。