文/馬彪

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)的電視逐漸從標(biāo)清朝著高清過渡，但是高清電視還沒有實(shí)現(xiàn)完全普及。針對(duì)電視臺(tái)高清播控系統(tǒng)而言，只有做好具體的研究，才能夠滿足電視臺(tái)高清播控的要求。廣電總局從2009年開始將高清電視納入廣播影視的重點(diǎn)工作之中，并且要求衛(wèi)視頻道能夠朝著高清同播過渡的方向做出努力，所以，逐步普及高清播控是電視臺(tái)的當(dāng)務(wù)之急。

1.標(biāo)清系統(tǒng)存在的缺陷

從標(biāo)清播控系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)的初始階段，一直到完成并且將其投入使用，整個(gè)行業(yè)的高清技術(shù)都在不斷推進(jìn)和更新，再配合設(shè)備的持續(xù)損耗與老化，電視臺(tái)原本的標(biāo)清播控系統(tǒng)就出現(xiàn)諸多缺陷，具體如下:

第一，外部需要接入播控機(jī)房的信號(hào)源偏多，如果選擇同軸電纜來(lái)連接設(shè)備，不僅線路復(fù)雜，同時(shí)耗資也非常大；第二，因?yàn)槊恳粋€(gè)頻道節(jié)目情況出現(xiàn)差異，這樣就會(huì)導(dǎo)致錄像機(jī)數(shù)量要求存在的差異，并且錄像機(jī)資源使用也出現(xiàn)不平衡的問題[1]；第三，基于上級(jí)的指示，各頻道需實(shí)現(xiàn)高標(biāo)清同播，在建設(shè)高清系統(tǒng)中，需要基于標(biāo)清信號(hào)作為基本條件，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度較高；第四，原本的網(wǎng)絡(luò)化播出業(yè)務(wù)流程還無(wú)法滿足大數(shù)據(jù)量的互聯(lián)互通，傳輸效率偏低，大部分設(shè)備使用都超出了6年，其本身的安全防護(hù)能力偏弱；第五，原本系統(tǒng)智能化程度偏低，無(wú)法滿足新的播出要求，再加上人工介入的環(huán)節(jié)較多，主備控制設(shè)備之間的自動(dòng)倒換、信息共享等都會(huì)受到人為的干擾，最終對(duì)播出質(zhì)量產(chǎn)生影響；第六，原本的系統(tǒng)無(wú)法滿足大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)播出的要求，無(wú)法實(shí)現(xiàn)分級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)體系中對(duì)于不同技術(shù)質(zhì)量的要求。

2.電視臺(tái)高清播控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于標(biāo)清系統(tǒng)存在的缺陷，本節(jié)主要探討電視臺(tái)高清播控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，希望可以滿足其高清播控的要求。

2.1 高清播控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1.1 總體技術(shù)設(shè)計(jì)

高標(biāo)清信號(hào)兼容的電視播出視音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要囊括了兩方面:第一，高清總控系統(tǒng)的擴(kuò)容與完善，可以滿足系統(tǒng)級(jí)的備份，實(shí)現(xiàn)高清輸入與輸出信號(hào)的相互調(diào)配處理，并且也可以實(shí)現(xiàn)彼此之間的互聯(lián)互通。第二，通過高標(biāo)清同播頻道以及頻道分控系統(tǒng)的建立，并且在總體設(shè)計(jì)中，還需要堅(jiān)持整體高清升級(jí)的基本原則，從而確保能夠完成全高清的播控目標(biāo)[2]。

2.1.2 分控系統(tǒng)總體技術(shù)設(shè)計(jì)

在建設(shè)分控系統(tǒng)中，對(duì)于管理策略與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇是關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)分控系統(tǒng)時(shí)，還需要注重:系統(tǒng)化繁為簡(jiǎn)、制播流程能夠平穩(wěn)過渡、提升技術(shù)質(zhì)量、滿足行業(yè)發(fā)展要求。

2.2 高清播控系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)

2.2.1 總控系統(tǒng)技術(shù)組成

在總控系統(tǒng)中，其整體上包含了兩套結(jié)構(gòu)，具體見圖1所示，兩個(gè)矩陣都存在相同的輸入源信號(hào)，但是任何一個(gè)下游系統(tǒng)，都會(huì)同時(shí)接收到來(lái)自于主備兩個(gè)矩陣的實(shí)際信號(hào)，并且每一個(gè)矩陣能夠傳送與接收到的信號(hào)只占據(jù)總體的1/2[3]。

圖1 高清總控系統(tǒng)架構(gòu)圖

系統(tǒng)本身是由捷成矩陣和進(jìn)口GV矩陣組成主備異構(gòu)矩陣，在矩陣之中融入微型收錄信號(hào)、高清轉(zhuǎn)播車信號(hào)等，都可以確保與高清播控系統(tǒng)本身的同步操作；利用上下變換器，可以滿足標(biāo)清與高清之間的互聯(lián)；每一個(gè)頻道的播出信號(hào)，都是劃分主備兩路直接進(jìn)入主備矩陣；主備矩陣主要是利用處理器以及延時(shí)器來(lái)針對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。

相對(duì)而言，雙矩陣結(jié)構(gòu)的安全性更高，并且其備份的等級(jí)也直接提升到系統(tǒng)級(jí)。主備矩陣中，一旦出現(xiàn)任何一個(gè)故障，調(diào)度系統(tǒng)都可以接受到其余的輸入信號(hào)，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有輸入信號(hào)的調(diào)度處理。通過鏈路獨(dú)立的原則，可以滿足對(duì)總控機(jī)箱部署的配置，這樣就可以在同一組機(jī)箱之中排布同一鏈路設(shè)備，一旦發(fā)生斷電故障，就會(huì)降低受到影響的鏈路數(shù)量。總監(jiān)控系統(tǒng)利用多畫面分割器，通過新的信號(hào)源的增加并且實(shí)現(xiàn)重新的布局。

2.2.2 分控系統(tǒng)技術(shù)組成

分控系統(tǒng)利用視頻服務(wù)器+切換矩陣的模式，主要是主備鏈路組成，其主備播切換矩陣以及切換開關(guān)都是通過自動(dòng)播出控制網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足同步切換的要求，并且也可以實(shí)現(xiàn)一鍵的切換處理。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候，為了確保鏈路一鍵應(yīng)急操作的有效性，還需要確保主備信號(hào)源獨(dú)立，播出主備鏈路能夠完全的隔離，并且其中包含了時(shí)鐘、同步、配電等，主備鏈路分別選擇主備信號(hào)源，以此來(lái)滿足二選一過程中的有效性[4]。另外字幕機(jī)選用能同步輸出高、標(biāo)清字幕的字幕機(jī)，保證高、標(biāo)清頻道字幕一致性。高清末級(jí)采用高清臺(tái)標(biāo)鍵控一體機(jī)疊加高清字樣掛角經(jīng)分配后輸出。

對(duì)于播出系統(tǒng)，本身要求運(yùn)行安全與可靠，由于需要24小時(shí)不間斷運(yùn)行，所以需要提升其安全性以及冗余性，其設(shè)備包含了視頻服務(wù)器、鍵控器、三選一開關(guān)、切換臺(tái)、響度控制器等，主備運(yùn)行，機(jī)箱亦選擇主備雙電源。各個(gè)頻道的分控系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，其主備鏈路采用雙切換器雙鍵控器設(shè)計(jì)，通過響度控制器處理之后，然后送達(dá)三選一開關(guān)。針對(duì)高標(biāo)清播出的頻道信號(hào)流程設(shè)計(jì)，具體見圖2所示。

整個(gè)系統(tǒng)信號(hào)監(jiān)測(cè)采用信號(hào)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)加多畫面實(shí)現(xiàn)，支持聲光報(bào)警、短信報(bào)警、電話報(bào)警等多種報(bào)警方式。既能實(shí)時(shí)信道監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)音視頻碼流內(nèi)容監(jiān)測(cè)也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定時(shí)或手動(dòng)錄制功能以及故障自動(dòng)錄制功能。

圖2 高標(biāo)清同播頻道設(shè)計(jì)

2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試

2.3.1 項(xiàng)目調(diào)試

在進(jìn)入調(diào)試之后，還需要對(duì)應(yīng)的工程師與技術(shù)人員調(diào)試主控系統(tǒng)與分控系統(tǒng)的信號(hào)與通路的音視頻，確保信號(hào)相位統(tǒng)一，確保鏈路正確的目標(biāo)；調(diào)整嵌入音頻，利用聲音通道，將第一組左聲道作為播出，然后做好視頻通路的確認(rèn)處理，紙質(zhì)滿足系統(tǒng)調(diào)試要求。

另外，技術(shù)人員對(duì)于不同的播出方式也需要反復(fù)實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)ψ詣?dòng)播出控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對(duì)的網(wǎng)絡(luò)化播出系統(tǒng)加以驗(yàn)證，其本身具有全局的管控能力以及對(duì)應(yīng)的智能整備能力；利用調(diào)整，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)備份機(jī)制可靠性的合理分析。在調(diào)試環(huán)節(jié)，一旦存在問題，還需要做好對(duì)應(yīng)的溝通，并且提出滿足電視臺(tái)播出的要求，逐一進(jìn)行調(diào)整[5]。

2.3 .2 系統(tǒng)測(cè)試

基于對(duì)通道視頻特性、同步特性以及音頻特性等進(jìn)行檢測(cè)，具體的數(shù)據(jù)見表1-4所示。

表1 HDTV節(jié)目制作圖像特性

表2 接口特性

2.4 網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試

基于上述的系統(tǒng)測(cè)試分析，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試如下:

2.4.1 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)，還需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其設(shè)備之間是否能夠滿足計(jì)劃互通互相的要求。在測(cè)試24小時(shí)不間斷播出之下，對(duì)于上載服務(wù)器、播出服務(wù)器等不同服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)連接情況進(jìn)行觀測(cè)，確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常的情況，能夠達(dá)到播出的實(shí)際要求。

2.4.2 節(jié)目遷移效率的測(cè)試

當(dāng)達(dá)到播出要求時(shí)間之后，遷移服務(wù)器本身是否能夠達(dá)到遷移任務(wù)的要求。做好測(cè)試用遷移素材對(duì)應(yīng)的設(shè)置，確保其容量不會(huì)小于夜間高峰期任何一個(gè)時(shí)期遷移素材的實(shí)際容量，并且在使用遷移素材進(jìn)行測(cè)試的過程中，還需要確保可以在10分鐘之內(nèi)完成任務(wù)，并且系統(tǒng)的節(jié)目遷移效率可以達(dá)到播出的既定要求。

2.4.3 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)讀寫性能的測(cè)試

在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)，RAID 10盤陣能否滿足讀寫與存儲(chǔ)。在經(jīng)過觀測(cè)之后，在5秒之內(nèi)就可以完成RAID 5盤陣的讀寫操作，符合15秒之內(nèi)的播出安全性方面的要求。

2.4.4 網(wǎng)絡(luò)性能

吞吐量，就是固定時(shí)間的最大數(shù)據(jù)量?；谝蕴W(wǎng)專線業(yè)務(wù)，通過數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)性能分析儀，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)吞吐量的測(cè)試要求，其結(jié)果顯示正常。

時(shí)延，則指的是數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)間同接收時(shí)間的差值?；谝蕴W(wǎng)專線業(yè)務(wù)的實(shí)際要求，通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)性能分析儀，就可以實(shí)施時(shí)延的測(cè)試處理，并且其測(cè)試的結(jié)果能夠滿足要求。

丟包率，主要是針對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)過程中，應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)與丟棄數(shù)據(jù)之間的相互比值。在被測(cè)設(shè)備上通過以太網(wǎng)專線業(yè)務(wù)的配置，利用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)性能分析儀來(lái)實(shí)現(xiàn)丟包率的測(cè)試處理，通過觀察，發(fā)現(xiàn)其測(cè)試結(jié)果是正常的[6]。

抖動(dòng)，主要是針對(duì)某一時(shí)刻的數(shù)字信號(hào)，其實(shí)際位置相對(duì)于理想時(shí)間位置出現(xiàn)的偏移量。通過被測(cè)SDI音視頻信號(hào)的接入，利用廣電專用的示波器來(lái)針對(duì)性的進(jìn)行檢測(cè)，確保其抖動(dòng)值處于正常的允許范圍內(nèi)，表明其結(jié)果是正常的。

誤碼率，指的是規(guī)定時(shí)間范疇內(nèi)傳輸?shù)木_性。基于系統(tǒng)正常業(yè)務(wù)的配置，在進(jìn)行誤碼率檢測(cè)之中利用高性能的誤碼檢測(cè)器，能夠獲取正常的結(jié)果。

背靠背，主要是針對(duì)設(shè)備對(duì)于突發(fā)報(bào)文的容納能力。配置對(duì)應(yīng)的北側(cè)設(shè)備正常業(yè)務(wù)，通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)性能分析儀來(lái)進(jìn)行測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果是準(zhǔn)確的。

2.4.5 網(wǎng)絡(luò)健康狀況

寬帶利用率，指的是系統(tǒng)寬帶與信息速度的比，主要是對(duì)系統(tǒng)有效性加以衡量，闡述數(shù)據(jù)傳輸速率與帶寬的關(guān)系。

錯(cuò)誤幀，指的是在單位時(shí)間范圍之內(nèi)，錯(cuò)誤幀的對(duì)應(yīng)比例和數(shù)量。

碰撞，在相同以太網(wǎng)之中，同一時(shí)刻，兩個(gè)設(shè)備在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之中存在的主要沖突。

組播率，指的是數(shù)據(jù)大小/傳輸總數(shù)據(jù)×100%。廣播率，指的是數(shù)據(jù)大小/傳輸總數(shù)據(jù)×100%。

基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的測(cè)試，各項(xiàng)結(jié)果都能夠滿足正常通信的要求，并且其網(wǎng)絡(luò)性能良好。

2.5 項(xiàng)目運(yùn)行情況

2.5.1 安全、高效、穩(wěn)定

由于設(shè)計(jì)方案對(duì)于各個(gè)方面的考慮都非常完善，特別是在安全播出方面，所以，其安全性相對(duì)的突出。各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備都進(jìn)行備份處理，在實(shí)際運(yùn)行過程中，也沒有因?yàn)橄到y(tǒng)設(shè)計(jì)問題從而引發(fā)播出事故。

播出所使用的軟件簡(jiǎn)單可靠，容易操作；應(yīng)急手段相對(duì)完善，對(duì)于播出設(shè)備工作狀態(tài)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在素材中，其上載機(jī)制相對(duì)靈活，擁有素材監(jiān)測(cè)以及遷移異常的警告能力。

因?yàn)閾碛写笕萘康慕€和在線存儲(chǔ)，對(duì)于最近六個(gè)月的素材，可以利用近線存儲(chǔ)方式的選擇，這樣就可以處理多次上載的問題，最終降低其實(shí)際的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提升實(shí)際的工作效率[7]。

2.5.2 方便快捷、功能強(qiáng)大

通過相應(yīng)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，方案之中對(duì)于總控設(shè)計(jì)相對(duì)的科學(xué)，其信號(hào)的調(diào)度也可以呈現(xiàn)出靈活性，并且信號(hào)質(zhì)量非常優(yōu)良，可以滿足演播室、播出頻道對(duì)于信號(hào)通路的實(shí)際要求，能夠?yàn)樾侣劰?jié)目、直播活動(dòng)提供技術(shù)方面的支持。系統(tǒng)建設(shè)以來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)上百次的高清信號(hào)連線直播，并且其信號(hào)穩(wěn)定可靠，能夠?qū)⒖偪叵到y(tǒng)的作用完全發(fā)揮出來(lái)。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，本文通過對(duì)電視臺(tái)高清播控系統(tǒng)的研究，采取多項(xiàng)新技術(shù)和安全措施，可以消除大部分的隱患，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)清系統(tǒng)的改進(jìn)和完善，確保其使用的可靠性與安全性，并且其安全播出工作成效也非常明顯，推動(dòng)了電視臺(tái)高清播控的健康快速發(fā)展。