地方電視臺(tái)高清制作播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

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摘要：近年來高清技術(shù)快速發(fā)展，各級(jí)電視臺(tái)加快了高清節(jié)目的采集、制作、播出體系建設(shè)，積極推進(jìn)自辦頻道的高清化改造。嘉峪關(guān)臺(tái)利用高清技術(shù)對(duì)制播網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃、設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際情況分步實(shí)施，首先完成了高清新聞制作網(wǎng)的搭建，第二步完成綜合、公共兩個(gè)頻道高標(biāo)清同播系統(tǒng)建設(shè)，采編播業(yè)務(wù)的高清化基于全臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化文件化傳輸,提高了制播系統(tǒng)的運(yùn)行效率，增強(qiáng)了媒體的傳播力、影響力。

關(guān)鍵詞：高清制作播出系統(tǒng)；視頻服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫；存儲(chǔ)；帶寬

嘉峪關(guān)臺(tái)利用高清技術(shù)對(duì)制作播出系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃、設(shè)計(jì)、分步實(shí)施逐步實(shí)現(xiàn)了全臺(tái)采編播業(yè)務(wù)的高清化。提高了制播系統(tǒng)的運(yùn)行效率，增強(qiáng)了媒體的傳播力、影響力。

一、項(xiàng)目需求

通過對(duì)省級(jí)廣播電視臺(tái)高清制播網(wǎng)絡(luò)的考察研究，并對(duì)我臺(tái)現(xiàn)狀和未來的發(fā)展需求分析，提出了項(xiàng)目建設(shè)要求。（1）高清制作系統(tǒng)：支持P2、SXS卡等的素材采集、具備獨(dú)立的圖文包裝功能、支持一鍵提交播出系統(tǒng)功能、支持系統(tǒng)擴(kuò)容等。（2）高清播出系統(tǒng)：支持2個(gè)頻道高標(biāo)清同播、具備圖文包裝功能、播出與上載分離等、擴(kuò)展性強(qiáng)、易操作、易維護(hù)、架構(gòu)簡(jiǎn)單。

二、高清制作播出系統(tǒng)技術(shù)方案

高清制作、播出系統(tǒng)的建設(shè)要滿足嘉峪關(guān)臺(tái)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，以全臺(tái)制播一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為基礎(chǔ)，具備自動(dòng)化、文件化的播出整備能力，系統(tǒng)包含高清制新聞制作網(wǎng)、媒資、高清播出等3個(gè)子系統(tǒng)。

（一）高清制作網(wǎng)高清制作網(wǎng)系統(tǒng)主要包括域控服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、文件管理服務(wù)器、光纖磁盤陣列、光纖交換機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)、無卡及有卡工作站等。針對(duì)高清視音頻素材文件較大，讀取、寫入速度要求較高的特點(diǎn)，在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上采用光纖加以太網(wǎng)的FC-SAN模式。（1）節(jié)目編輯。①素材導(dǎo)入：攝像機(jī)拍攝的素材通過編輯工作站安裝的松下P2卡、索尼SXS卡驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)入為主，其他資料通過網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、USB安全隔離器傳輸導(dǎo)入制作網(wǎng)。②后期制作：后期剪輯人員通過調(diào)取記者上載的素材或粗剪好的小片結(jié)合稿件的配音進(jìn)行剪輯、添加特技和字幕等操作。③節(jié)目審片：后期制作人員通過有卡非編連接的電視供審片人員對(duì)制作好的節(jié)目進(jìn)行審片。④節(jié)目提交播出：審片結(jié)束后編輯人員將節(jié)目合成通過互聯(lián)系統(tǒng)提交播出。（2）互聯(lián)系統(tǒng)。互聯(lián)系統(tǒng)由2臺(tái)互聯(lián)服務(wù)器組成，編輯制作完成的節(jié)目，通過互聯(lián)服務(wù)器的接口軟件，提交至高清播出系統(tǒng)，也可將節(jié)目提交至媒資系統(tǒng)進(jìn)行歸檔或從媒資系統(tǒng)下載到高清制作系統(tǒng)。（3）數(shù)據(jù)庫。由于廣電行業(yè)的特殊性，高清制作系統(tǒng)采用SQL數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫部署在兩臺(tái)安裝了Windows2008R2系統(tǒng)的服務(wù)器上，主備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上安裝有Autosart5.4集群切換軟件，可將兩臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)盤進(jìn)行實(shí)時(shí)鏡像；當(dāng)其中一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)可5分鐘內(nèi)將數(shù)據(jù)庫自動(dòng)切換到另一臺(tái)服務(wù)器上。（4）存儲(chǔ)、帶寬分析。存儲(chǔ)需求：根據(jù)總編輯部高清節(jié)目量的統(tǒng)計(jì)，選用了一套大洋精一的F1S4116F-DFC-SAN光纖存儲(chǔ)，配置16塊2TB的SATA硬盤，雙控制器，有效容量20TB。按照50Mbps碼率計(jì)算，約存儲(chǔ)高清素材800小時(shí)，完全滿足高清節(jié)目的制作需求，后期可以增加盤陣來擴(kuò)容。帶寬要求：根據(jù)設(shè)計(jì)預(yù)期滿負(fù)荷工作時(shí)約20臺(tái)非編工作站，同時(shí)在線編輯2層50Mbps壓縮編碼的視頻素材、音頻多軌、字幕3層、外加其他占用的網(wǎng)絡(luò)資源，經(jīng)計(jì)算1臺(tái)工作站在線編輯使用帶寬約20MB，20臺(tái)工作站網(wǎng)絡(luò)總需求約400MB。本次選用的F1S4116F-DFC-SAN光纖存儲(chǔ)設(shè)備，采用雙控制器多鏈路管理，使用存儲(chǔ)管理的測(cè)速軟件測(cè)試盤陣帶寬，單控制器讀寫速度為400MB～450MB，雙控制器讀寫速度為800MB～900MB，網(wǎng)絡(luò)帶寬完全滿足節(jié)目制作的需求。

（二）高清播出系統(tǒng)新建的高清播出系統(tǒng)能夠與臺(tái)內(nèi)高清制作網(wǎng)互聯(lián)，高清節(jié)目通過編輯軟件一鍵提交到播出系統(tǒng)，滿足綜合、公共頻道高標(biāo)清兼容播出要求。高清播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用安全、可靠的視頻服務(wù)器組＋切換設(shè)備＋鍵控設(shè)備＋切換開關(guān)的模式，采用光纖＋以太的雙網(wǎng)架構(gòu)，系統(tǒng)由高清播出視頻服務(wù)器、播出二級(jí)緩存、系統(tǒng)互聯(lián)服務(wù)、播出工作站系統(tǒng)、視音頻通道系統(tǒng)、播出支持后臺(tái)服務(wù)、系統(tǒng)周邊設(shè)備等構(gòu)成。播出系統(tǒng)分控主備信號(hào)鏈路采用雙路由方式，不存在單一崩潰點(diǎn)；頻道分控采用全切換器的架構(gòu)，每頻道獨(dú)立主、備播控工作站模式，帶心跳檢測(cè)，控制方式采用VDCP控制協(xié)議，用422倒換器控制受控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)幀精度播出節(jié)目，播控工作站有硬件設(shè)備預(yù)防時(shí)間跳變，接受網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一校時(shí)，在斷網(wǎng)后仍可控制按當(dāng)前節(jié)目單進(jìn)行正常的播出。（1）核心服務(wù)器組成。核心服務(wù)器組主要由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、視頻服務(wù)器、安全傳輸網(wǎng)關(guān)服務(wù)器共計(jì)9臺(tái)構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，選用2臺(tái)DELLPoweredgeR730，安裝Windows2008操作系統(tǒng)、SQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行雙機(jī)冷備。部署SWP-AIR-AS輔助支撐軟件，提供播控系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)服務(wù)，包括用戶配置，權(quán)限管理、消息服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)校時(shí)服務(wù)、接口服務(wù)、日志管理、系統(tǒng)配置工具等管理菜單。視頻服務(wù)器：選用4臺(tái)VIPS-2H-4XHD高標(biāo)清兼容的視頻服務(wù)器，每個(gè)頻道獨(dú)立主、備，播出服務(wù)器內(nèi)部采用硬件編解碼技術(shù),標(biāo)準(zhǔn)的MXF格式素材，每臺(tái)有2個(gè)單向解碼通道和2個(gè)雙向編解碼通道，各通道給予高清授權(quán)。系統(tǒng)各關(guān)鍵點(diǎn)都設(shè)置監(jiān)測(cè)，送至監(jiān)看大屏，值機(jī)人員可以迅速判斷故障點(diǎn)、快速應(yīng)急，進(jìn)一步提高了播出的安全性。同步遷移服務(wù)器：選用2臺(tái)DELLPoweredgeR730，分別部署系統(tǒng)同步遷移管理軟件、自動(dòng)技審管理軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)素材管理任務(wù)、自動(dòng)技審管理任務(wù)的統(tǒng)一分發(fā)和管理。安全傳輸網(wǎng)關(guān)服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)安全非常關(guān)鍵，本次選用一臺(tái)eSafeServerIB為安全網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，采用Infiniband傳輸鏈路、基于Linux操作系統(tǒng)，利用私有傳輸協(xié)議解決不同安全級(jí)別網(wǎng)絡(luò)間的安全隔離和文件的高效交換，有文件深度分析、編解碼過濾、軟件交叉殺毒、白名單過濾等多重安全策略保障播出網(wǎng)絡(luò)安全。（2）網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)要求。整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)涵蓋制作網(wǎng)與播出系統(tǒng)、媒資系統(tǒng)的互聯(lián)以及播出內(nèi)部系統(tǒng)、制作網(wǎng)內(nèi)部、媒資系統(tǒng)內(nèi)部的互通，全臺(tái)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)均采用文件化傳輸、播出素材。制作網(wǎng)、播出系統(tǒng)，媒資系統(tǒng)采用光纖＋以太的雙網(wǎng)架構(gòu)。制作網(wǎng)與媒資、播出系統(tǒng)之間采用10Gb光纖鏈路互連，通過制作互聯(lián)服務(wù)器上部署的接口軟件與媒資、播出系統(tǒng)之間信息交換，實(shí)現(xiàn)制作網(wǎng)與媒資、播出系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)、文件、素材傳輸。（3）播出控制系統(tǒng)。播出控制是播出系統(tǒng)的核心部分，控制節(jié)目的正式播出，安全級(jí)別高，方案設(shè)計(jì)中主要設(shè)備、關(guān)鍵點(diǎn)和軟件部署均具有備份和完善的應(yīng)急處理措施。本次設(shè)備選用4臺(tái)中科大洋D3-AIRAPM作為自動(dòng)播出控制機(jī)。采用綜合、公共頻道獨(dú)立主、備播控工作站模式，主、備播控制工作站提供RS422控制端口，通過安裝的自動(dòng)播出控制軟件控制信號(hào)倒換裝置，實(shí)現(xiàn)共享、控制相關(guān)的播出設(shè)備，各播出控制軟件都能獨(dú)立完成本頻道播出的任務(wù)。依靠播出節(jié)目編排表控制視頻服務(wù)器、鍵控器、墊片播放設(shè)備、切換矩陣等設(shè)備進(jìn)行幀精度播出，完成2個(gè)頻道臺(tái)標(biāo)、字幕疊加工作和節(jié)目的播出。備工作站安裝GPI控制卡，通過GIP線與422倒換器連接，主備工作站之間由心跳控制線通訊，當(dāng)主控制工作站出現(xiàn)故障時(shí)或宕機(jī)時(shí)，備機(jī)通過心跳線檢測(cè)到主機(jī)故障、GIP線路觸發(fā)422倒換器切換，獲取設(shè)備的主控制權(quán)，完成自動(dòng)倒換或手動(dòng)倒換，實(shí)現(xiàn)熱備份和熱切換。

三、總結(jié)

嘉峪關(guān)臺(tái)高清制作播出系統(tǒng)改造歷時(shí)3年分步實(shí)施，2017年實(shí)現(xiàn)了兩套電視節(jié)目的高標(biāo)清同播，項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)牢牢踐行“安全播出、優(yōu)質(zhì)制作”宗旨，既保證節(jié)目制作播出的質(zhì)量，也提高了工作效率，是一套適合地方臺(tái)業(yè)務(wù)發(fā)展需求的高清制作播出系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊子.地方電視臺(tái)高清播出系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)[J].傳播力研究,2019(19).

[2]史亞男.電影頻道新高清系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案淺析[J].現(xiàn)代電視技術(shù),2015(10).

作者：欒春宏 單位：嘉峪關(guān)廣播電視臺(tái)