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        廣東廣播電視臺高標清同播系統(tǒng)特有技術(shù)點分析

        2017-06-21 09:52:50李康裕
        視聽 2017年5期
        關(guān)鍵詞:高標工作站硬盤

        □ 李康裕

        廣東廣播電視臺高標清同播系統(tǒng)特有技術(shù)點分析

        □ 李康裕

        廣東廣播電視臺的高標清同播系統(tǒng)是在原有臨時高清播出系統(tǒng)的基礎上改造擴建,具備3個高清頻道播出規(guī)模的高標清同播系統(tǒng)。本文介紹其系統(tǒng)整體架構(gòu),并分析其特有的新技術(shù)點,為今后的新高標清同播系統(tǒng)設計提供參考。

        高標清同播;自動倒換;UML;三級切換

        國家新聞出版廣電總局第62號令《廣播電視安全播出管理規(guī)定》實施以來,廣電總局對高清電視臺頻道安全播出的重視與日俱增。加上電視觀眾隨著4K電視機的普及對高清電視的需求日益提高,高清電視系統(tǒng)的安全播出要求任務日益繁重。本文對廣東廣播電視臺(以下簡稱廣東臺)的高標清同播系統(tǒng)進行介紹,從多方面分析該系統(tǒng)特有技術(shù)點對安全播出的作用。

        一、高標清同播系統(tǒng)建設的原則和架構(gòu)概述

        2012年,廣東臺在原來只有一個高清頻道播出系統(tǒng)的基礎上進行改造擴建,建設了一個新的具備3個高清頻道播出規(guī)模的高標清同播系統(tǒng)。該系統(tǒng)現(xiàn)在運行播出的頻道包括上星的廣東衛(wèi)視高清頻道以及廣東體育頻道。該系統(tǒng)的建設遵循安全穩(wěn)定性、先進性和實用性原則,具備技術(shù)先進性、可擴展性和高兼容性。根據(jù)廣東臺的播出流程規(guī)范和成本,高標清同播系統(tǒng)在視頻存儲、編播和播出等方面上也有其特有的技術(shù)特點,所有工作站的建設、完善和運行的最終目標是節(jié)目的高清優(yōu)質(zhì)播出、安全播出。

        所謂高標清同播,指同一套節(jié)目同時以標清和高清兩種格式播出,主要是輸出分離模式和信號源分離模式。而廣東臺的高清系統(tǒng)則支持輸出分離模式,支持下變換標清同播。該同播系統(tǒng)用一個高清素材版本,就可以實現(xiàn)高清(HD-SDI)和標清(SDI)兩路信號,其架構(gòu)如圖1:

        圖1 高標清同播系統(tǒng)架構(gòu)

        從架構(gòu)可以看出,整個系統(tǒng)是以HD-SDI數(shù)字通道為基本的播出系統(tǒng),實現(xiàn)全硬盤自動播出,同時采取共享錄像機調(diào)度矩陣來磁帶播出應急;架構(gòu)中,通過遷移服務器與視頻服務器通訊,視頻文件從上載服務器系統(tǒng)遷移到播出視頻服務器,實現(xiàn)自動控制播出。該系統(tǒng)要求所有的源信號必須是高清信號,如果外來信號是標清信號,則需要在傳輸系統(tǒng)前采取兩側(cè)加邊(Pillar Box)的模式上變換為高清信號。該系統(tǒng)沒有引入有效活動圖像格式描述AFD(Active Format Description)信息的應用,只是在下變換板卡上設置下變換方式,系統(tǒng)中廣東衛(wèi)視頻道的高標清同播的下變換模式為左右切邊(Edge Crop),廣東體育頻道的高標清同播的下變換模式為左右擠壓(Squeeze)。按照播出流程,該系統(tǒng)要求節(jié)目源為高清的節(jié)目源,從而實現(xiàn)節(jié)目的安全播出、完整播出。

        二、高標清同播系統(tǒng)特有技術(shù)點

        廣東臺高標清同播系統(tǒng)的改造和擴建,不僅要增加兩個新高清頻道視頻通道以及周邊等設備,還要進一步加強系統(tǒng)的鏈路安全播出技術(shù)。根據(jù)廣東臺的播出流程規(guī)范和成本,為了節(jié)目的高清優(yōu)質(zhì)播出、安全播出,該系統(tǒng)在改造擴建時對播出倒換、視頻存儲等方面也有其特有的技術(shù)特點。

        (一)播控主備工作站之間的自動倒換

        當前主流的硬盤播出系統(tǒng)為了安全播出,必須給播出控制工作站和視頻服務器增加設備的冗余度配置,還要重點保證播出設備之間數(shù)據(jù)交互渠道的暢通。如圖2所示,廣東臺對高清播出主備控制工作站進行了冗余設計,采用完全主備的方式,主備控制工作站之間通過網(wǎng)絡和串口進行心跳檢測,以及用422倒換器連接受控設備(主備視頻服務器、主備切換臺等),422倒換器是一個針對串口通訊的2選1開關(guān),通過GPI觸發(fā)來控制倒換。

        正常播出時,422倒換器接通主控制通道,備控制工作站通過心跳線檢測主控制工作站通訊,判斷是否正常運行;而當備控制工作站發(fā)現(xiàn)主控制工作站異常時,會立刻通過安裝在備控制工作站的7250卡發(fā)出GPI命令觸發(fā)422倒換器,將其倒換到備控制通道,備控制工作站為主控狀態(tài),接管主備視頻服務器等所受控設備,確保節(jié)目的安全播出。待主控制工作站恢復正常時,人工手動倒換主播控機接管設備。而主備控制工作站都出現(xiàn)異常時,系統(tǒng)設備會維持當前節(jié)目狀態(tài)播出,但是播出完后不會切到下一個節(jié)目,會出現(xiàn)定幀,所以平時應保持主控制工作站為主控狀態(tài),這樣才能處于級別最高的安全狀態(tài)。

        圖2 高標清同播系統(tǒng)主備控制機自動倒換

        (二)以UML為核心的高清存儲系統(tǒng)

        廣東臺高標清同播系統(tǒng)采用SeaChange視頻存儲系統(tǒng),該視頻存儲系統(tǒng)以UML(Universal Media Library)集群為核心。高清中央存儲UML集群配置兩臺Head鏡像服務器,與一個單獨72塊3.5英寸1TB的熱插拔硬盤組成的冗余磁盤存儲陣列連接。兩臺鏡像服務器同時對存儲陣列進行管理控制,互為備份,當一臺服務器出現(xiàn)故障,排除故障重啟后可從另一服務器恢復原有系統(tǒng)。磁盤存儲陣列采用RAID6類型冗余存儲,擁有獨立機箱,其中有兩塊硬盤用來存儲校驗位,增強了容錯功能,72塊硬盤平均存放在6個抽屜式刀片存儲盤箱中,所以豎向允許一個盤箱中2塊硬盤壞掉,橫向只能允許壞2塊(RAID6),硬盤可在系統(tǒng)運行時拔出。

        相對于 SeaChange傳統(tǒng)的 BMC (Broadcast Media Cluster)和BML(Broadcast Media Library)視頻服務器,UML將Codec(編碼板)分離,同時將主機服務器分離,硬盤存儲更加獨立安全,應用服務器對可用性存儲陣列影響較小。就架構(gòu)而言,BMC和BML使用傳統(tǒng)的NAS(Network Attached Storage)網(wǎng)絡存儲架構(gòu),就是應用服務器通過CIFS協(xié)議訪問NAS文件系統(tǒng);而UML使用SAN(Storage Area Network)的網(wǎng)絡存儲架構(gòu),就是應用服務器以IP地址通過Block協(xié)議直接訪問硬盤陣列。因此,UML把文件系統(tǒng)放在主機服務器上,更容易實現(xiàn)對系統(tǒng)容量的擴充,提高存儲設備的穩(wěn)定性,實現(xiàn)負載均衡。

        圖3 高清SeaChange視頻存儲系統(tǒng)架

        如圖3所示,廣東臺高標清同播系統(tǒng)是以UML集群作為核心的存儲框架,還有兩個播出存儲服務器BMLex集群,一主一備,互為鏡像。素材在 MCL-6111或MSV-1200上壓縮編碼上載為MXF格式文件,寫入到UML時,素材也會遷移到自動技術(shù)審看服務器上進行技審,確保上載到UML素材文件的視音頻的技術(shù)質(zhì)量;從UML遷移到播出存儲服務器BMLex的素材,則采用MD5校驗技術(shù)來保證素材文件數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>

        (三)軟件的三級切換

        廣東臺高標清同播系統(tǒng)硬盤節(jié)目播出時,自動播控工作站對于主播出服務器、備播出服務器和應急源(風景片CYC)之間的切換,設置了三級自動軟件切換,如圖4所示。

        1.第一級,正常時自動播出控制工作站的播控軟件通過RS422倒換,控制切換臺信號輸出PGM為主播出服務器播出;

        2.第二級,通過監(jiān)測器畫面發(fā)現(xiàn)主播出服務器出現(xiàn)故障,輸出信號均為黑屏或靜幀多秒,設備連接狀態(tài)會顯示“未連接”,備播出服務器輸出信號正常,節(jié)目正常播出下,自動播出控制軟件會通過RS422倒換,自動將信號PGM切換到備播出服務器播出;

        3.第三級,通過監(jiān)測器畫面發(fā)現(xiàn)主、備播出服務器同時出現(xiàn)故障,輸出信號均為黑屏或靜幀多秒,自動播出控制軟件會通過RS422倒換,自動將信號PGM切換到應急源CYC播出。

        軟件的三級切換能給予高清系統(tǒng)安全播出堅實的保障,減輕值班人員的工作壓力。如果出現(xiàn)故障時信號沒有自動切換,現(xiàn)場操作人員需要手動控制,切換至安全的播出源。同時值班人員檢查故障具體原因,排除故障,待主或備服務器完全恢復正常后,手動切換為主播出服務器的輸出通道,處于最高安全播出級別。

        圖4 軟件的三級切換

        三、結(jié)語

        根據(jù)各個電視臺播出側(cè)重點不同和操作習慣傳承,每個電視臺的播出系統(tǒng)有著其特有的技術(shù)點。這些特有技術(shù)點保證了電視節(jié)目的安全優(yōu)質(zhì)播出。廣東臺的高標清同播系統(tǒng)具有3個高清頻道同播的播出規(guī)模,其特有技術(shù)點在原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化,提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路穩(wěn)定性、存儲冗余的可擴展性以及播出安全性。廣東臺高標清同播系統(tǒng)運行至今,廣東衛(wèi)視高清頻道和廣東體育高標清頻道節(jié)目播出安全、優(yōu)質(zhì)可靠。該系統(tǒng)特有技術(shù)點也為今后新的高清播出系統(tǒng)設計提供了有益的參考。

        1.趙子忠.中國高清電視:內(nèi)容·技術(shù)·市場[M].北京:中國傳媒大學出版社,2012.

        2.范創(chuàng)奇.廣東電視臺高標清同播技術(shù)系統(tǒng)的建設[J].現(xiàn)代電視技術(shù),2010(01):64-68.

        3.王希.廣東電視臺高清播出系統(tǒng)改造項目設計與實現(xiàn)[J].電視技術(shù),2013(16):31-33.

        4.楊榮飛.高標清同播時代下的高清播出系統(tǒng)分析[J].電視技術(shù),2010(10):87-88.

        (作者單位:廣東廣播電視臺播出部)

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