文/單潤超 馬 彪（淮北市傳媒中心）

近年來，依據(jù)國家廣電總局《關(guān)于促進(jìn)高清電視發(fā)展的通知》，繼央視、各省級衛(wèi)視實施高清化改造之后，市、縣級電視臺紛紛開啟高清化改造進(jìn)程?；幢笔袕V播電視臺全臺電視高清化升級改造項目于2019 年8 月完工并檢測合格，2019 年9 月新聞綜合、公共、教育頻道正式施行高標(biāo)清同播。

一、全臺高清化技術(shù)改造總體思路

淮北市廣播電視臺開辦有新聞綜合、公共、教育3 個電視頻道，2015 年初廣電中心投入使用，擁有800m2和400m2演播廳各1 座、6+1 訊道數(shù)字電視轉(zhuǎn)播車1 輛，4 套標(biāo)清數(shù)字電視制播系統(tǒng)安全運行多年。

本次升級改造涉及采、編、播全部流程，總體技術(shù)思路是：新聞綜合、公共、教育3 個電視頻道，按照4（3+1）個制播通道一體建設(shè)；項目包含高清攝像機、融合平臺及非線性編輯網(wǎng)、演播室及周邊、高標(biāo)清同播系統(tǒng)、高清電視轉(zhuǎn)播車5 個子項，根據(jù)財政預(yù)算資金額度，分步實施；利用現(xiàn)有播出機房進(jìn)行播出高清化改造，先行拆除標(biāo)清播出系統(tǒng)，再搭建高清播出系統(tǒng)，為保障不間斷播出，搭建臨時播出系統(tǒng)用以過渡。

項目實施滿足以下技術(shù)要求：先進(jìn)性，采用符合國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的、穩(wěn)定成熟的先進(jìn)技術(shù)，兼顧廣播電視領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展方向，適應(yīng)數(shù)字技術(shù)發(fā)展的要求；安全性，系統(tǒng)具有應(yīng)變能力和容錯能力，關(guān)鍵設(shè)備采用冗余配置，確?！盁o單一崩潰點”，建立各種故障快速恢復(fù)機制，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；擴展性，系統(tǒng)遵從國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，軟、硬件設(shè)備嚴(yán)格按照模塊化設(shè)計，模塊間接口統(tǒng)一、協(xié)議規(guī)范，滿足軟件系統(tǒng)的升級迭代需求；維護(hù)性，系統(tǒng)功能的完善性，設(shè)備操作簡單直觀，日常維護(hù)在線式操作。

二、技術(shù)方案及實施

1.融合平臺及非線性編輯網(wǎng)

高清節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)分置2 個區(qū)域（東區(qū)、西區(qū)），兩地相距3km，東、西區(qū)通過兩條不同路由的內(nèi)部專用48 芯光纖鏈接，實現(xiàn)了跨地域一體運行。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 高清節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖

采用萬兆網(wǎng)絡(luò)管理架構(gòu)，以超融合虛擬化核心網(wǎng)絡(luò)平臺為技術(shù)支撐。硬件平臺核心為高密度超融合系統(tǒng)，分布式架構(gòu)，配備萬兆核心交換機1 臺，帶萬兆接口的千兆接入交換機2 臺，若干個高清非編站點，鋪設(shè)專用光纖通道，連接?xùn)|、西區(qū)控制中心。存儲系統(tǒng)采用全局命名空間，最大容量38.4PB，配置物理容量144TB，內(nèi)置4 個獨立超融合節(jié)點，每個節(jié)點2 個INTEL XEON 十核心處理器，緩存96GB，配置2 塊企業(yè)級SSD 系統(tǒng)硬盤，提供SAN 存儲池以及對象存儲池，以供超融合平臺上的不同業(yè)務(wù)虛擬機進(jìn)行訪問。節(jié)點內(nèi)部磁盤采用RAID 機制進(jìn)行保護(hù)，并配置RAID 掉電保護(hù)裝置；節(jié)點之間采用副本方式或網(wǎng)絡(luò)糾刪碼方式，保護(hù)超融合存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全。全網(wǎng)共享服務(wù)器硬件平臺，采用超融合平臺虛擬化服務(wù)器，作為CRE 后臺服務(wù)、節(jié)目制作網(wǎng)的主備域控、非編網(wǎng)絡(luò)管控服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

2.演播室及周邊

按照“整體規(guī)劃、分布實施”的原則，對全臺演播室實施高清化改造，分期完成新聞演播室、虛擬演播室、政風(fēng)行風(fēng)熱線演播室、150m2演播室的設(shè)備高清升級改造，800 m2、400m2演播室及周邊設(shè)備的升級改造。面向融媒體的制、播、發(fā)流程，實現(xiàn)電視節(jié)目演播室制作的高清化、網(wǎng)絡(luò)化。

高清虛擬演播室。在原有標(biāo)清虛擬演播室的基礎(chǔ)上改造升級，硬件配置為雙機位、雙通道數(shù)字真三維虛擬演播系統(tǒng)，采用主控機、圖形工作站分離的網(wǎng)絡(luò)連接方式，圖形工作站為64 位硬件平臺,支持PIC-E 總線的專業(yè)高端三維圖形加速卡及全場景實時反走樣。實時渲染具有6 萬個以上的帶紋理三角片的三維場景，在攝像機推、拉、搖的運動情況下，保證場景渲染的平滑、穩(wěn)定；具備強大的三維場景實時編輯功能，實時修改場景中三維物體的位置、紋理、材質(zhì)、空間等屬性；支持實時三維字、視頻開窗及外部視頻采集，具備無限藍(lán)箱及鍵遮擋功能、粒子系統(tǒng)功能、虛擬燈光功能，用戶操作界面友好。

150m2演播室。主要用于完成一些臺內(nèi)訪談欄目及淮北市新聞發(fā)布會的錄播、直播。視頻系統(tǒng)的主要設(shè)備有：4套高清攝像機、1 套導(dǎo)播一體機（含4 路TALLY、通話系統(tǒng)）、1 臺高標(biāo)清錄像機、2 臺高標(biāo)清監(jiān)視器、1 臺數(shù)字調(diào)音臺等。

800m2、400m2演播室。主要為完成各類大型綜藝類節(jié)目的高清錄制及直播，兩個演播室通過安裝在演播室內(nèi)部的高清攝像機光纜接口共用高清轉(zhuǎn)播車視音頻系統(tǒng)。

3.高清攝像機

本次高清攝錄設(shè)備升級改造項目，面向融媒體的制、播、發(fā)數(shù)字高清建設(shè)，在將原有的33 臺標(biāo)清攝錄設(shè)備升級為高清攝錄設(shè)備的基礎(chǔ)上，集中采購了38 臺高清攝像機（便攜式高清攝像機22 臺，肩扛式攝像機1 臺，系統(tǒng)高清攝像機8 臺，4K 全畫幅攝像機1 臺，4K 便攜式超高清攝像機6 臺），全臺共計有高清攝像機71 臺，可滿足本臺各個欄目攝錄需求。攝錄素材的高清化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，為融合媒體發(fā)展奠定了強有力的高清素材基礎(chǔ)。

高清攝像機選型注重考慮系統(tǒng)性、標(biāo)準(zhǔn)性、先進(jìn)性、擴展性，兼顧記者使用習(xí)慣。

4.高清電視轉(zhuǎn)播車

淮北市廣播電視臺原標(biāo)清“6+1”訊道中型電視轉(zhuǎn)播車，于2012 年10 月投入使用。本次升級改造，以大型高清轉(zhuǎn)播車為目標(biāo)，要求具備綜藝與體育賽事轉(zhuǎn)播的功能，能與省級電視臺轉(zhuǎn)播車進(jìn)行無障礙級聯(lián)，日常供本臺800m2、400m2演播廳使用，也能滿足大型節(jié)目直播需求。使用原有底盤及箱體，采用34×34 路調(diào)度矩陣，8 個有線訊道、2 個WiFi 攝像機訊道、2 個4G/5G 網(wǎng)絡(luò)訊道，12 路外來信號處理能力，4臺常規(guī)錄像機，1 套4 通道慢動作制作系統(tǒng)。同時設(shè)置了12路視頻矩陣作為融媒體制作區(qū)域信號調(diào)度，也能在轉(zhuǎn)播車級聯(lián)時做為信號調(diào)度使用。該轉(zhuǎn)播車的功能設(shè)置基本符合《數(shù)字電視轉(zhuǎn)播車技術(shù)要求和測量方法》（GY/T 222—2006）中大型轉(zhuǎn)播車的有關(guān)要求。

5.高標(biāo)清同播系統(tǒng)

實現(xiàn)新聞綜合、公共、教育3 個電視頻道高清、標(biāo)清同步播出。信源、播控均按照高清格式設(shè)計，在臺標(biāo)鍵混之后“高清”字幕之前，分配出高清視頻信號進(jìn)行下變換，轉(zhuǎn)換成標(biāo)清格式，下變換采用擠壓方式。使用現(xiàn)有播出機房進(jìn)行建設(shè)，包括總控系統(tǒng)、播出分控系統(tǒng)、上載導(dǎo)入系統(tǒng)、編單系統(tǒng)、智能監(jiān)控系統(tǒng)、顯示監(jiān)看系統(tǒng)及配套設(shè)施集成。高、標(biāo)清信號分別編碼后送入無線、有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸覆蓋。

高標(biāo)清同播系統(tǒng)承擔(dān)了全臺架構(gòu)下各個生產(chǎn)系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)布,主要包括播出系統(tǒng)、總控系統(tǒng)、文件化整備送播系統(tǒng)、智能監(jiān)控系統(tǒng)及基礎(chǔ)支撐平臺等子系統(tǒng)。為適應(yīng)文件化和網(wǎng)絡(luò)化制播的要求，各個系統(tǒng)間無縫集成，業(yè)務(wù)流程分為計劃、備播、播出、播后四個階段。系統(tǒng)各模塊的總體設(shè)計如圖2 所示。

圖2 高標(biāo)清同步播出系統(tǒng)總體設(shè)計框圖

高清播出信號主備編碼復(fù)用后，經(jīng)兩條不同路由的光纜鏈路傳輸至網(wǎng)絡(luò)公司機房，兩路信號通過自動三選一切換器實現(xiàn)無縫切換，經(jīng)調(diào)制后混入有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸覆蓋。高清信號傳輸路徑如圖3 所示。標(biāo)清播出信號沿用原路由進(jìn)行傳輸及覆蓋。

圖3 高清信號傳輸系統(tǒng)圖

三、主要技術(shù)特點

全臺新聞綜合、公共、教育3 個電視頻道不分先后同步改造，全流程按照采、編、播環(huán)節(jié)順序?qū)嵤?。搭建臨時播出系統(tǒng)，確保建設(shè)期間安全播出不間斷。

創(chuàng)新設(shè)計轉(zhuǎn)播車基于KVM 的服務(wù)器操作終端，可以方便地實現(xiàn)不同操作工位與不同服務(wù)器之間的靈活調(diào)度（可帶電操作），極大地提高了車內(nèi)工位的靈活度，滿足不同導(dǎo)演、不同節(jié)目的操作調(diào)度需求。

基于NDI 協(xié)議，創(chuàng)新應(yīng)用通過IP 網(wǎng)絡(luò)對廣播級質(zhì)量信號進(jìn)行實時傳輸和接收。在臺內(nèi)轉(zhuǎn)播車、各個演播室、制作室等架設(shè)千兆網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實現(xiàn)各演播室以及各個系統(tǒng)之間的信號靈活調(diào)度，構(gòu)建全中心數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化業(yè)務(wù)一體網(wǎng)。

融合平臺及非編實現(xiàn)同網(wǎng)異地運行。東區(qū)、西區(qū)相距3km，通過兩條不同路由的內(nèi)部專用48 芯光纖鏈接，高清節(jié)目制作非編網(wǎng)站點分置兩地，實現(xiàn)了跨地域一體運行。

高標(biāo)清同播系統(tǒng)實現(xiàn)完全鏡像備份。本播出系統(tǒng)實現(xiàn)包括視頻服務(wù)器及周邊功能的完整備份，具有完整的第二備份，達(dá)到真正的完全雙鏡像備份播出，安全性明顯提升。

信號傳輸鏈路無單一崩潰點。高標(biāo)清信號編碼復(fù)用（主、備）后，經(jīng)兩條不同路由的傳輸鏈路傳輸至704 臺和網(wǎng)絡(luò)公司，實現(xiàn)高標(biāo)清信號有線無線全覆蓋。

四、結(jié)語

項目投入1 550 萬元，完成了全臺采、編、播等環(huán)節(jié)的高清化升級，性價比較高，得益于技術(shù)方案的整體性、合理性、科學(xué)性，也得益于國產(chǎn)設(shè)備的使用。2020 年9 月，安徽省廣播電視局組織專家對項目進(jìn)行鑒定，認(rèn)為該項目對市、縣級電視臺高清升級建設(shè)具有借鑒意義。