乐清市融媒体中心高清播出系统方案设计与实现

南建强，包晓润

（浙江省乐清市融媒体中心，浙江 乐清 325600）

高清播出系统方案设计在满足安全播出的基础上，以总体规划和稳定可持续为主要目标。对节目播出的主要环节进行备份，以全硬盘播出为主要播出方式。在综合考虑各方因素后，我中心制定了比较科学的高清播出系统设计方案并付诸实施。

1 高清播出系统方案设计确定

我中心规划新建两个高标清同播频道的播出系统：包括高标清播出总分控及控制系统、上载导入和数据库存储系统、播出字幕和同步系统、GPS时钟和故障监测报警系统等。方案设计如图1所示。

图1 高清播出系统方案设计

2 高清播出系统主要组成及功能的实现

2.1 高标清播出总控系统

系统采用先进稳定的技术，除满足各频道节目上载播出的功能需求外，也能够满足信号调度等方面的应用，同时确保系统留有足够的扩充余地。同时两个高标清同播频道采用集成化镜像备份方案，通道设备全部采用高清设备，标清采用下变换方式实现。视频播出服务器采用的是MSV媒体服务器，此款服务器以Windows 2012 Server 64位操作系统为平台，具备高可靠的存储系统、自主AMFS文件系统，保证系统更加稳定可靠，使素材读取迁移速度更快，结构设计更合理，采用功能更完善的高清播出服务器，其各项性能指标均达到国际领先水平。

2.2 高标清同播频道分控系统

高标清同播频道采用上、下变换方式同播播出。分控系统规划为高标清独立通道播出，采用主备双链路切换通道结构。两个频道采用主备集成化切换周边的方式，主备切换处理的信号源完全相同。主备通道要求是两个独立的信号路由，主备通道的切换通过配置三选一自动倒换器进行倒换。

同时采用高标清独立播出通道，使用传统下变换播出会出现大量标清信号，要先进行上变换，走高清链路，最后再下变换为标清信号发出，经过两次幅型变换，播出指标会有损失。为解决这个难题，采用高标清独立通道播出方式，高清和标清从服务器通过单独的板卡输出，标清信号从标清通道直接输出，无须先上变换进入高清通道最终再下变换为标清信号，避免多次幅型变换造成画质损失。

2.3 播出控制系统

在Air HD 高标清播出系统中，采用专业播出视频服务器的独立控制设计方式，播出控制系统负责完成对所有参与播出的设备进行控制，如图2所示。

图2 播出控制系统

该系统以计算机局域网络为依托实现信息的共享。两个频道主备播出都挂接在该网络上获取由总编室下达的节目单，而且可将其中任意频道的播后节目单传回总编室以供统计，该结构易于不同频道间节目共享使用，另外还可以方便地实现频道间数据的相互备份。在本系统设计中，对播出控制系统采用主备的方式来保证所有频道播出控制的安全性，极大地维护了系统的整体稳定性。

2.4 数据库及二级存储系统

数据库采用双机热备份方式实现，为其提供查询、更新、事务管理、索引、高速缓存、查询优化、安全及多用户存取控制等数据服务。考虑到安全播出的需要，同时为系统配备了一套二级存储系统。

Air HD高标清播出系统基于SQL的数据库管理，可以方便地实现多种关键词的查询。素材库通过各种源素材的录入、编辑，在硬盘中形成素材后，记录素材的编号、名称、类型、来源、出入点位置、长度等重要信息，从而组织成数据库，使得用户能快速检索，了解素材内容并提取节目单播出。

播出数据库在播出系统中的地位不言而喻，为了保证数据安全性，本方案采用主备数据库，借助NEC Cluster实现双机热备功能，可快速实现自动、手动的数据库瞬时倒换服务而不影响播出系统。

2.5 编单素材上载审片导入系统

Air HD高标清上载工作站支持通用的索尼、松下录放像机、DVD节目导入、U1、P2、蓝光素材上载以及文件转码上载功能。上载工作站可根据总编室所编辑的节目单自动形成上载节目单，对于广告部上载的素材要能生成广告串联单，播出节目单可以直接调用。本系统具备未来高标清同播系统中所需要的MXF素材嵌入AFD值上载。高标清上载工作站提供全部视音频接口，包括复合、分量、SDI、HDMI；模拟平衡、非平衡、AES/EBU音频以及BB锁相输入、BB接口等。

节目上载导入系统采用当前主流的上载与播出分离的架构。采集上载软件主要用于将本地视频文件按照播出串联单或自定义需求迁移上载到二级存储或者播出服务器，具有技审、采集、视频文件管理及音量均衡计算等功能，提供简洁、简单的操作界面。上载软件配置用户信息、部门和用户可授权详细的控制权限。

同时高标清素材实现混播，播出服务器要求能够实现高标清素材的混播，不需要重新制作标清节目，如自办节目、电视剧和广告等。编单上载流程如图3所示。

图3 编单上载流程

2.6 播出字幕系统

播出字幕系统的设计、设备的选型和配置能够满足台内2个频道播出字幕、广告角标、游飞等日常工作的需要，播出字幕系统能够接受播控工作站COM口控制，实现完全自动化的字幕播出流程。

配置高标清网络播出型一体化字幕机（含台标、时标），采用广播级高标清字幕板卡，可同时输出高清和标清字幕信号，采用与节目播出联动的播出型字幕机，受控于播出控制工作站，字幕、台标、时标等信息可随播出节目单定义而自动上下。支持一套模板两种格式（高清、标清）播出，可实现一个频道高标清台标、时标、动画角标、游飞字幕、资讯实时多层稳定字幕同步播出。字幕系统接收播出表可自动、手动进行播出；支持信号预监，方便调整台标、挂角、走字的内容和状态；字幕单支持触发、定时顺序等播出方式。

2.7 同步系统

播出系统的各项技术指标都必须符合广播级标准，所以播出信号到达播控切换器的所有信号必须保持时基同步、相位一致。由于信号种类多，来源复杂，因此需要分别加以处理。将发生器输出的BB同步信号作为整个总控及其他主备同步信号向系统中所有需要同步锁相的设备提供，本方案中采用主备两路同步发生器，主备双路内部主动监测倒换。

2.8 GPS时钟系统

同步时钟是指各子钟和主钟走时的一致性要求。在播控中心的内部，要使总控和各播控机房达到精准同步，同步时钟系统就显得尤为重要。为确保高清数字播出系统正常运行，我们为本系统配置了GPS卫星时钟接收机，通过网路和时码分配器向所有需要校时的设备发出统一的时码校时信号，从而保证整个系统在时间上的同步性。其系统原理如图4所示。

图4 GPS时钟系统原理

2.9 故障监测报警系统

播出安全无小事，在节目播出过程中，无论前期准备多么充分，安全保障多么周到，难免会有疏漏之处，节目播出中的静帧、黑场以及音频静音是最常见的播出事故。因此，信号检测系统就显得尤为重要。本项目中我们配备了4套海视恒通高标清SDI信号检测系统，它可以实时检测播出过程中出现的常见播出故障，误报率不超过2%。同时，还具备信号低码率录制功能，可以对3个播出频道播出信号进行录制监控，方便事后查找故障现象或作为节目播出依据。

3 网络及数据链路安全

网络安全是安全播出的重要一环，出于制作网与播出网的联网安全考虑，在制作与播出网之间加入网络病毒隔离墙，将制播上载网和其他网络进行物理隔离，通过上载网使制作和播出系统跟外界数据进行交换，同时将制播网和外界数据交接的接口进行屏蔽和阻断，从根本上杜绝网络病毒进入播出网。同时做好数据和链路的安全工作。如图5所示。

图5 数据链路安全

4 结束语

高清播出系统各类设备安装完毕后，供应商按照需求进行调试，各项指标均达到预期。同时组织我台相关人员进行业务培训，在系统试运行两个月，且相关人员能熟练掌握操作后，我们对新系统与临播系统进行无缝切换，电视节目播出正常。电视节目从标清到高清播出是电视技术发展的必然趋势，该系统投入使用至今，运行状态良好，画面质量达到高清标准，社会反响较好，收到预期目标。今后，我们将始终以安全播出为目标，合力做好运维，从各方面来确保高质量、高标准的电视安全播出。■