朱靜陽

（山西廣播電視臺，太原 030001）

2019年8月8日晚中華人民共和國第二屆青年運動會開幕式在山西省體育中心“紅燈籠”體育場舉行拉開了青運會的序幕。IBC信號調度系統(tǒng)是二青會所有信號匯聚，分發(fā)和傳輸?shù)臉屑~與核心。在賽事轉播期間，滿足直播比賽場館公共信號、單邊等各類信號的匯集，同時為各轉播機構等提供賽事轉播信號。另外4K、高清信號通過5G網(wǎng)絡、云平臺、IPTV等進行分發(fā)，用戶可體驗4K超高清畫面和高清多屏畫面。IBC信號調度系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務需求設計了多個功能系統(tǒng)，主要有信號傳輸鏈路系統(tǒng)、核心調度矩陣、周邊板卡、技監(jiān)設備、傳輸發(fā)布等組成。

1 信號傳輸系統(tǒng)

本屆青運會電視信號的傳輸，主要以IBC核心調度機房與賽事場館之間建立點對點的傳輸通路，通過裸光纖和MSTP/IP鏈路兩種方式，覆蓋全省特定比賽場館。實現(xiàn)賽事信號匯聚與傳輸，確保場館轉播信號安全送回IBC調度中心。所有直播賽事場館信號到IBC機房的公共信號均配置為主、備兩路信號傳輸，采用主備設備、光纜、傳輸鏈路等雙路由方式（見圖1）。

1.1 IBC內(nèi)、外部信號傳輸方案

（1）光纜傳輸。本屆青運會制作電視直播公共信號的場館有15個（其中太原市7個場館，其他地市8個場館）。首先山西體育場內(nèi)的四個比賽場館距離IBC調度中心距離近，光纜路由衰耗小于28dBm，可以通過裸光纖通路傳輸基帶不壓縮直播信號。其中開幕式田徑項目在主體育場，我們設計鋪設了不同路由的主、備各12路光纜資源，其他閉幕式、游泳館、射擊館3個場館主、備個6路光纜資源。光纜匯聚機房到IBC調度中心機房96路光纖跳線資源，實現(xiàn)各路直播信號傳輸鏈路的回傳為此專門鋪設了主備約15千米的光纜。

（2）傳輸鏈路。其他太原市外比賽場館的遠距離直播信號通過運營商的網(wǎng)絡MSTP數(shù)據(jù)鏈路+IP編碼器的方式實現(xiàn)直播信號回傳。通過鏈路回傳場館信號，通過招標采購運營商鏈路資源，實現(xiàn)到每一個直播場館信號回傳通路。采用20臺光端機、30臺IP編碼器AVP2000、30臺IP解碼器RX8200實現(xiàn)鏈路直播信號回傳。采用壓縮編碼設備，編碼方式：視頻H.264，4∶2∶2，10bit，25Mb/s；音頻MPEG-1，四路音頻（兩路現(xiàn)場、兩路解說），每個場館傳送主、備2路公共電視信號。

（3）輔助傳輸。為了確保開幕式現(xiàn)場信號的完整安全播出，我們采用了不同路由回傳開幕式現(xiàn)場直播信號，設計了衛(wèi)星+光纜+4G移動背包等方案，分別給CCTV5、山西公共青運頻道BTV冬奧等多個電視頻道及央視體育App等提供直播信號源。使用4KTVU背包傳輸4K信號的回傳IBC，IBC使用接收服務器實現(xiàn)4線4K信號進矩陣調度。

1.2 信號傳輸流程

賽事直播公共信號采用“雙收雙發(fā)”的主備方式，從比賽場館到IBC調度中心是1+1熱備。主備通路具有同樣的可靠性和傳輸質量，并配有一定數(shù)量的冷備設備，確保單路通道故障不會影響服務。

根據(jù)轉播信號測試流程進行轉播前準備，賽前一天再次測試信號通路狀態(tài)，賽場的轉播車發(fā)送測試信號，檢查編解碼鏈路、光端機狀態(tài)，轉播車傳送測試信號。IBC調度中心工作人員監(jiān)看監(jiān)測視音頻的狀態(tài)，進行時鐘校準，電話校準。主控檢查信號指標，測試視頻信號的特性，眼圖、聲音、聲畫同步、延時器狀態(tài)等項目。確認無誤后進入賽事轉播流程，持續(xù)傳送比賽場館轉播車制作完成的公共賽事信號，嚴格按片頭、賽事信號、結束片尾、集錦傳送時間，進行信號的傳送和調度。

圖1 傳輸系統(tǒng)框圖

2 信號調度系統(tǒng)

為確保直播信號準確分配至各轉播機構的傳輸通道，本系統(tǒng)使用了雙核心異構調度系統(tǒng)。采用傳統(tǒng)基帶SDI矩陣+IP矩陣雙調度矩陣冗余配置，確保信號輸入輸出主備切換保障（見圖2）。

圖2 調度中心框圖

2.1 傳統(tǒng)矩陣系統(tǒng)

主矩陣采用傳統(tǒng)基帶SDI矩陣，image的128*128白金矩陣，輸入128路高清信號，輸出96路基帶高清，64路畫分顯示。支持4K，3g，1.5g等視頻信號。配了主備交叉點板，9塊不同型號的遙控面板，其中xy母線面板一塊，16*1面板4塊，48鍵遙控面板兩塊，32鍵面板2塊。用于調度中心、CCTV、BTV、新華網(wǎng)、山西公共青運頻道等系統(tǒng)的操作工位的信號調度，確保主矩陣的信號調度與分發(fā)。

2.2 IP矩陣系統(tǒng)

基于IP封裝交換的SDN調度系統(tǒng)。系統(tǒng)以交換機和網(wǎng)關為核心單元，通過交換機實現(xiàn)信號的調度和分配。配備了兩臺核心交換機思科，管理交換機兩臺、usc服務器、imageSNP，SDN控制管理平臺（格非集控系統(tǒng)），實現(xiàn)了4K、HDSDI等信號和IP基帶信號的互轉與切換調度?？蓪崿F(xiàn)主備32路高清信號的變換與調度。作為SDI矩陣的備份，承擔4K信號和重要比賽公共信號的調度和備份（見圖3）。

圖3 IP信號調度系統(tǒng)框圖

2.3 信號制作標準

（1）高 清 視 頻 信 號：HD-SDI、1080/50i、16：9符 合SMPTE292M標準。

（2）4K/UHD超 高 清 信 號：12G/4×3GSDI、2160/50P，16∶9。

（3）音頻信號：采用兩通道AES嵌入音頻，基準電平-20dBFS，24bit取樣。

（4）音軌分配采用：1聲道：公共信號立體聲左聲道，2聲道：公共信號立體聲右聲道，3聲道：央視預留評論聲，4聲道其他預留評論聲。

2.4 信號監(jiān)看監(jiān)測

本系統(tǒng)配置了18塊奧視的55英寸拼接顯示大屏，IMANGINE核心矩陣內(nèi)、外置多畫面分割器，實現(xiàn)對各比賽場館的公共信號、單邊信號、風景攝像機信號等輸入信號的實時監(jiān)聽監(jiān)看監(jiān)測；賽事密集轉播時段同時并發(fā)10多個場次的實時現(xiàn)場信號，實現(xiàn)對IBC送各CCTV、BTV等轉播機構直播信號、收錄系統(tǒng)信號及臺內(nèi)總控系統(tǒng)等輸出信號的實時監(jiān)看監(jiān)測。輔以博匯監(jiān)測報警系統(tǒng)，可以對接入多畫分的信號視音頻質量進行實時監(jiān)控及報警提醒。

3 賽事分發(fā)與推流

涉及賽事分發(fā)的下游包括IBC主樓內(nèi)各功能區(qū)域、臺總控調度機房、IPTV平臺、共有云分發(fā)平臺等。

3.1 調度中心內(nèi)部

IBC調度中心內(nèi)部負責承擔CCTV，BTV等轉播機構的工作區(qū)、山西公共青運、綜合制作區(qū)，IPTV、衛(wèi)星車信號、記者單邊連線等信號傳輸業(yè)務。內(nèi)部配置如下：

新聞發(fā)布廳：HD-SDI信號一路，用于大屏監(jiān)看。

媒體綜合制作區(qū)：HD-SDI信號一路，用于大屏信號播放。

（1）央視媒體工作區(qū)：采用光端機傳輸信號，一路為矩陣的多畫面輸入源監(jiān)看信號，一路矩陣控制面板信號，一路移動IPTV播出信號。

（2）衛(wèi)星車：4路HD-SDI信號，實現(xiàn)直播信號上行。

（3）收錄系統(tǒng)：20路HD-SDI信號，2路4K信號，用于賽事信號的收錄等。

3.2 推流與云分發(fā)

根據(jù)信號需求，發(fā)布終端，傳輸方式等，配置如下：裸光纖鏈路回總控8路，總控返送IBC四路，IBC回傳CCTV采用155Mb/s數(shù)據(jù)鏈路傳輸主備兩條，BTV20Mb/s數(shù)據(jù)鏈路主備兩條，1G移動互聯(lián)網(wǎng)主備兩條，IPTV接收終端盒10臺，衛(wèi)星車三臺，4K背包3臺接收服務器2臺，4K推流服務器2臺、5GCPE2臺。

其他電視轉播機構傳輸直播信號，主要采用衛(wèi)星車12小時信號覆蓋、點對點裸光纖+光端機、4K+5G回傳高清直播信號。IBC信號調度系統(tǒng)將所有公共信號推送至IPTV平臺和公有云分發(fā)平臺，滿足各類用戶觀看需求。IPTV平臺開辟了賽事專區(qū)、四屏同看等專區(qū)，IPTV和有線網(wǎng)絡同步覆蓋，馬術，開幕式提供了4K高清同步推流信號及推送。確保了電視臺直播信號，網(wǎng)絡信號，手機App移動端等不同傳輸媒介的播出信號，實現(xiàn)直播信號約1237.35小時的傳輸發(fā)布。

4 周邊及技監(jiān)系統(tǒng)

監(jiān)控所有環(huán)節(jié)信號傳送的質量，及時糾正可能出現(xiàn)的問題。本系統(tǒng)根據(jù)實際需要設計了時鐘系統(tǒng)，同步系統(tǒng)，通話系統(tǒng)內(nèi)部用網(wǎng)絡通話，內(nèi)部，外地場館轉播車都配了固話，信號監(jiān)測系統(tǒng)，UPS、空調系統(tǒng)、設備智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)，PQC系統(tǒng)，BOC系統(tǒng)等。

視音頻質量控制環(huán)節(jié)PQC系統(tǒng)，作為轉播質量的監(jiān)控中心是二青會電視轉播公用信號制作與傳輸?shù)馁|量控制部門。由組委會聘請相關專業(yè)人員，對賽事轉播質量、轉播流程等進行監(jiān)督和評判。主播機構作為二青會電視轉播公用信號制作標準的制定者，在比賽時通過轉播質量監(jiān)控中心監(jiān)督制作標準的執(zhí)行，以保證提供給所有播出機構公用信號的質量。針對需求配置了多工位導控操作臺，矩陣調度面板，兩臺畫分大屏，三臺信號監(jiān)視器，音箱，泰克prism等技術質量監(jiān)聽監(jiān)看設備，可實現(xiàn)矩陣內(nèi)所有信號的技術監(jiān)測和監(jiān)聽，配合賽事技術專家的主觀評價控制賽事公共信號的轉播質量。

5 結束語

通過二青會信號調度系統(tǒng)的投入使用，我們完美的保障了本次大賽的信號回傳匯聚、分配調度、傳輸、發(fā)布。二青會賽事信號多元匯集，融入了5G+4K的信號采集調度與發(fā)布，傳統(tǒng)+IP調度，IPTV推流等技術的應用，積累了經(jīng)驗鍛煉了隊伍，為電視臺轉播大型運動會轉播信號回傳發(fā)布進行了有益的嘗試，取得了良好效果，希望對同行能起到些許借鑒和參考作用。