東莞臺(tái)高標(biāo)清同播系統(tǒng)升級(jí)改造設(shè)計(jì)

朱錦標(biāo) 梁德華

【摘 要】隨著廣播電視技術(shù)的快速發(fā)展、受眾對(duì)信息多元化和高質(zhì)量需求的環(huán)境下，廣電行業(yè)自上而下自我升級(jí)完善的需求越來(lái)越迫切。根據(jù)國(guó)家新聞出版廣電總局相關(guān)要求，東莞臺(tái)把100%高標(biāo)清同播提上日程。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需對(duì)現(xiàn)有的電視播控系統(tǒng)進(jìn)行全高清化升級(jí)改造。本文簡(jiǎn)要介紹東莞臺(tái)現(xiàn)有播出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且提出高標(biāo)清同播系統(tǒng)的升級(jí)改造設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵字】高清化；高標(biāo)清同播；62號(hào)令；升級(jí)改造

中圖分類(lèi)號(hào)： TN948.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）20-0021-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.20.007

【Abstract】With the rapid development of television technology， the environment of information diversity and high quality demand of the audience， the demand of self-upgrading is more and more urgent. According to the relevant requirements of the State Administration of Radio， Film and Television， Dongguan Taiwan has put 100 % of the high standards on the agenda. To achieve this goal， we need to upgrade the existing television broadcasting control system. This paper briefly introduces the structure of the current broadcasting system in Dongguan， and puts forward the upgrade and reconstruction design of the high standard broadcast system.

【Key words】High definition； High standard definition broadcast； 62 orders； Upgrade

0 引言

在東莞市政府、宣傳部和文廣新局等部門(mén)的大力支持下，早在2012年，東莞臺(tái)就已經(jīng)按照高標(biāo)清同播系統(tǒng)的基本要求設(shè)計(jì)了現(xiàn)有播出系統(tǒng)。系統(tǒng)前級(jí)采用高標(biāo)清兼容信號(hào)源輸入，通道主要部分為高清架構(gòu)、末級(jí)采用下變換后標(biāo)清輸出到有線前端，由于設(shè)備缺乏和政策要求，目前還沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)高清播出。

1 現(xiàn)有系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

1.1 播出通道為主備獨(dú)立雙通道設(shè)計(jì)，通道基本是高清信號(hào)傳輸。如圖1：

1.1.1 信號(hào)源設(shè)置

信號(hào)源主要有：主備視頻服務(wù)器（K2）、第二備視頻服務(wù)器（3000）；省網(wǎng)中一信號(hào)、微波干線中一信號(hào)、衛(wèi)星中一信號(hào)、墊播信號(hào)和測(cè)試卡信號(hào)。

通過(guò)主備128路大矩陣調(diào)度輸入信號(hào)源有8路，外加兩個(gè)用于直播播出的延時(shí)器輸入信號(hào)各2路。這里涉及到標(biāo)清信號(hào)源問(wèn)題，比如：衛(wèi)星信號(hào)和其他外來(lái)信號(hào)的輸入。因此，系統(tǒng)增加了6張上下變換板卡輸入到128主備大矩陣，另加3張上下變換板卡可以通過(guò)大矩陣靈活變換高標(biāo)清信號(hào)。

1.1.2 切換臺(tái)設(shè)置

系統(tǒng)采用GigaTec的16路高清切換器，主備切換相互獨(dú)立、互為備份。

1.1.3 應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)置

通道應(yīng)急：系統(tǒng)配置了三選一墊播系統(tǒng)，通過(guò)信號(hào)輪詢(xún)系統(tǒng)，分別檢測(cè)延時(shí)器主備信號(hào)是否有黑場(chǎng)、定幀，把正常信號(hào)通過(guò)控制32*32矩陣切換到末級(jí)分配，這樣就為播出系統(tǒng)爭(zhēng)取了延時(shí)前的15秒應(yīng)急時(shí)間。

末級(jí)應(yīng)急：系統(tǒng)采用哈雷網(wǎng)管系統(tǒng)，檢測(cè)主路編碼器輸出ASI流是否正常，如果空包或者異常少流量包，則系統(tǒng)自動(dòng)切換備編碼器輸出信號(hào)到主備復(fù)用器。

1.2 存儲(chǔ)系統(tǒng)

存儲(chǔ)系統(tǒng)主要由：二級(jí)存儲(chǔ)（二級(jí)存儲(chǔ)包括主備兩個(gè)機(jī)頭和一個(gè)硬盤(pán)柜）、磁帶庫(kù)和視頻服務(wù)器組成。基本原理是：非編系統(tǒng)經(jīng)過(guò)主備核心交換機(jī)，上傳素材到二級(jí)存儲(chǔ)，二級(jí)存儲(chǔ)再根據(jù)播出節(jié)目單中需要的素材遷移到相應(yīng)的視頻服務(wù)器（主備K2和主備3000）。

1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)由主備數(shù)據(jù)庫(kù)和第二備數(shù)據(jù)庫(kù)組成。主備數(shù)據(jù)庫(kù)互為熱備份，通過(guò)心跳線映射。第二備數(shù)據(jù)庫(kù)每30分鐘保存一次數(shù)據(jù)庫(kù)表，作為冷備。當(dāng)主備數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)崩潰，則第二備可通過(guò)還原最新數(shù)據(jù)庫(kù)和更改IP頂替主備數(shù)據(jù)庫(kù)。為安全播出提供足夠的數(shù)據(jù)庫(kù)冗余。

1.4 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)主要包括主備播出工作站和周邊設(shè)備，主備播出軟件互為同步，并且同時(shí)控制主備切換器，當(dāng)主控死機(jī)，則備控接管，同時(shí)還可以控制主備切換器。周邊設(shè)備包括外來(lái)信號(hào)源、比如CCTV、墊片、測(cè)試卡、用于直播的延時(shí)器、虛擬播放器（播放新聞素材）和上下字幕。

1.5 鍵控系統(tǒng)

本系統(tǒng)為自主開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，根據(jù)6年使用情況，穩(wěn)定、可靠，避免了大量人為手動(dòng)操作風(fēng)險(xiǎn)。鍵控系統(tǒng)包括聲道控制、臺(tái)標(biāo)控制、鍵混控制、上下變換控制和通道應(yīng)急切換。

聲道控制：通過(guò)控制ACO板塊，根據(jù)播出單要求選擇正確聲道播出。

臺(tái)標(biāo)控制：目前只涉及到臺(tái)標(biāo)的上下鍵（logo），基本保持logo on狀態(tài)。

鍵混控制：通過(guò)控制鍵混，上下字幕。

下變換控制：下變換方式選擇。

通道應(yīng)急切換：應(yīng)急墊播系統(tǒng)提供一個(gè)接口給鍵控系統(tǒng)，給應(yīng)急墊播系統(tǒng)客戶(hù)端死機(jī)、三選一單片機(jī)不可控情況下多一個(gè)應(yīng)急切換手段。

1.6 墊播

系統(tǒng)的墊播主要采用單機(jī)blackmagic播放器，對(duì)應(yīng)急墊片素材循環(huán)播放，墊播信號(hào)通過(guò)分配進(jìn)入主備128大矩陣、主備切換器和32*32末級(jí)切換。

2 高清化升級(jí)改造設(shè)計(jì)

現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu)大部分滿(mǎn)足高標(biāo)清同播要求，比如：高清切換器、鍵混、VC80、ACO、高清延時(shí)器等。但是，要實(shí)現(xiàn)100%高標(biāo)清同播還需要完善以下幾個(gè)方面

2.1 有效畫(huà)幅的升級(jí)改造

針對(duì)大部分受眾的電視屏幕為高清顯示屏，盡量選用16：9素材用左右壓縮的方式使畫(huà)面不變形地顯示在高清顯示屏上。有效畫(huà)幅控制具體有以下幾種方式：

2.1.1 原始素材為標(biāo)清素材

畫(huà)幅滿(mǎn)屏?xí)r，上變換方式為左右拉伸，下變換時(shí)默認(rèn)左右壓縮；畫(huà)面為上下有黑邊時(shí)，標(biāo)清上載站標(biāo)記AFD信息為16：9，上變換去除黑邊并拉伸畫(huà)面到全屏。下變換為左右壓縮如圖2。

2.1.2原始素材為高清素材

畫(huà)幅為左右黑邊時(shí)，標(biāo)記AFD信息為4：3，下變換方式為左右切邊，如圖3。

2.1.3 外來(lái)高清信號(hào)

比如：新聞直播或者是演播室直播默認(rèn)提供高清16：9信號(hào)，默認(rèn)下變換方式為左右壓縮，如圖4。

2.2 字幕系統(tǒng)的升級(jí)改造

根據(jù)高標(biāo)清同播要求，目前東莞臺(tái)的舊標(biāo)清字幕機(jī)已經(jīng)不能滿(mǎn)足，需要采購(gòu)4臺(tái)高清字幕設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一備份。這里主要涉及到通道高清信號(hào)下變換后的標(biāo)清臺(tái)標(biāo)、字幕問(wèn)題。結(jié)合東莞臺(tái)現(xiàn)有系統(tǒng)情況，重點(diǎn)考慮兩個(gè)方案設(shè)計(jì)：

方案1：把高清字幕的輸出經(jīng)過(guò)高清鍵混后直接給下變換（原來(lái)是從ACO給），下變換設(shè)置為全部壓縮，如圖5：

這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)原有系統(tǒng)改動(dòng)少，項(xiàng)目實(shí)施也比較方便；缺點(diǎn)是標(biāo)清信號(hào)不可以獨(dú)立上臺(tái)標(biāo)，因?yàn)榕_(tái)標(biāo)是由鍵混直接提供，當(dāng)使用了高清鍵混后，高清臺(tái)標(biāo)已經(jīng)在標(biāo)清信號(hào)前級(jí)存在，所以，標(biāo)清臺(tái)標(biāo)不能再疊加，只能不上標(biāo)清臺(tái)標(biāo)。比如：高清頻道的臺(tái)標(biāo)為：logo+東莞1套高清，那么，這個(gè)方案就會(huì)把標(biāo)清頻道的臺(tái)標(biāo)也顯示為：logo+東莞1套高清，這樣就容易讓觀眾混淆。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們又提出了方案2。

方案2：把高清字幕的Key Fill 分別獨(dú)立下變換輸出到標(biāo)清鍵混，如圖6：

這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是高標(biāo)清都可以獨(dú)立上臺(tái)標(biāo)，下變換方式和原來(lái)方式一樣，并且，對(duì)原有系統(tǒng)改動(dòng)也少；缺點(diǎn)是需要增加下變換卡，成本需要增加。

對(duì)比方案1、2，很明顯，方案2優(yōu)勝。

2.3 編碼傳輸系統(tǒng)升級(jí)改造

高標(biāo)清同播相當(dāng)于在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加兩套高清節(jié)目，高標(biāo)清編碼器的數(shù)量需要增加，同時(shí)復(fù)用器和光纖傳輸設(shè)備也要補(bǔ)充。

原系統(tǒng)標(biāo)清編碼采用一備二方式，利用哈雷網(wǎng)管系統(tǒng)，檢測(cè)主路編碼器輸出ASI流是否正常，如果空包或者異常少流量包，則系統(tǒng)自動(dòng)切換備編碼器輸出信號(hào)到主備復(fù)用器。按照高標(biāo)清同播系統(tǒng)要求，高清編碼和標(biāo)清編碼都采用1備1方案。如圖7：

此方案安全系數(shù)高，施工容易，結(jié)構(gòu)合理。具體實(shí)施步驟可以分幾步走，第一步：先配置好新增的復(fù)用器，把備路新增的一二套標(biāo)清、高清和原備份標(biāo)清編碼器，共4個(gè)編碼器輸出到新增復(fù)用器；第二步：在不影響播出安全的系統(tǒng)維護(hù)時(shí)段，把通道切換到主通道，用新增復(fù)用器替換原備復(fù)用器，然后再把新增的一二套標(biāo)清、高清編碼器接入新增復(fù)用器，再用碼流分析儀測(cè)試新增復(fù)用器輸出高標(biāo)清ASI流是否正確，這樣備路就完成了改造；第三步：把通道切換到備通道輸出，把原來(lái)使用的備編碼器和新增高清編碼器接入原主復(fù)用器，并且重新配置復(fù)用器，最后再用碼流分析儀測(cè)試主復(fù)用器輸出高標(biāo)清ASI流是否正確。

復(fù)用器到末級(jí)需要新增加兩對(duì)光收發(fā)和高清三選一，確保輸出到有線前端的高標(biāo)清信號(hào)都有備份。

2.4 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的升級(jí)改造

原有系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)沒(méi)有覆蓋末級(jí)的高清信號(hào)（比如高清延時(shí)器輸出信號(hào)）和高清RF信號(hào)，按照目前機(jī)房的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布局，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)升級(jí)改造部分主要分為頻道監(jiān)測(cè)、總控監(jiān)測(cè)和告警系統(tǒng)

2.4.1 頻道監(jiān)測(cè)

主要是頻道值班員監(jiān)看監(jiān)聽(tīng)，這部分需要修改格非頻道多畫(huà)面分割器設(shè)置，把原來(lái)6畫(huà)面中的標(biāo)清鍵混輸出更改為高清延時(shí)后輸出（由32*32矩陣輸出SDI到多畫(huà)面），如圖8：這個(gè)模板考慮了目前值班員的監(jiān)看習(xí)慣和視覺(jué)習(xí)慣， 同時(shí)，增加頻道值班員高清RF回收信號(hào)，此信號(hào)還是由多畫(huà)面分割器的旁路輸出提供（增加高清機(jī)頂盒輸出信號(hào)接入多畫(huà)面分割器HDMI從輸入口即可）。

2.4.2 總控監(jiān)測(cè)

主要是總控帶班組長(zhǎng)監(jiān)看監(jiān)聽(tīng)，這部分需要修改總控主備多畫(huà)面和RF多畫(huà)面?？偪刂鱾涠喈?huà)面需要增加一二套高清延時(shí)器前和延時(shí)器后各4個(gè)畫(huà)面（由32*32矩陣輸出）；RF多畫(huà)面需要增加高清機(jī)頂盒輸出信號(hào)接入到RF多畫(huà)面。

2.4.3 告警系統(tǒng)

目前機(jī)房告警系統(tǒng)主要包括4個(gè)節(jié)點(diǎn)，一是多畫(huà)面自帶的圖像告警，比如畫(huà)面顯示：視頻丟失、音頻丟失；二是PGM輸出告警，采用了自主開(kāi)發(fā)告警軟件，切換器PGM輸出異常則通過(guò)LED燈帶聲光報(bào)警；三是RF告警，采用自主開(kāi)發(fā)報(bào)警軟件，RF信號(hào)異常則通過(guò)蜂鳴告警；這里的PGM輸出告警已經(jīng)是高清信號(hào)告警，不用改造；重點(diǎn)是增加一二套高清RF輸出告警。

同時(shí)，按照國(guó)家廣電總局62號(hào)令電視中心實(shí)施細(xì)則要求，原有系統(tǒng)還缺少對(duì)播出通道和末級(jí)傳輸系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備的監(jiān)測(cè)：比如VC80、ACO輸出信號(hào)的獨(dú)立監(jiān)測(cè)，主備復(fù)用器輸出信號(hào)監(jiān)測(cè)。在領(lǐng)導(dǎo)的重視下，已經(jīng)增加了VC80和ACO的節(jié)點(diǎn)監(jiān)看，但是，主備復(fù)用器輸出ASI信號(hào)還缺乏監(jiān)測(cè)，需要增加光收發(fā)和解碼器，把末級(jí)三選一輸出ASI流納入機(jī)房監(jiān)測(cè)范圍，這樣就能確保監(jiān)測(cè)到輸出到有線前端的最后一級(jí)。

2.5 機(jī)箱板卡線路改造

現(xiàn)有系統(tǒng)中，測(cè)試信號(hào)、墊片輸入到主備切換器和傳輸系統(tǒng)部分的主備光收發(fā)板卡都是共用一個(gè)機(jī)箱。按照國(guó)家廣電總局62號(hào)令電視中心實(shí)施細(xì)則第十一條，播出系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置完整的主備信號(hào)通路，主備通路的設(shè)備板卡應(yīng)安裝在不同的機(jī)箱內(nèi)。所以針對(duì)這個(gè)要求，需要增加機(jī)箱和高清用板卡，并且把主備通道涉及的板卡合理分布在不同機(jī)箱。

2.6 信號(hào)源升級(jí)改造

這部分主要針對(duì)系統(tǒng)一直缺少高清P2播放機(jī)問(wèn)題。按照國(guó)家廣電總局62號(hào)令電視中心實(shí)施細(xì)則第五十條，災(zāi)備與應(yīng)急播出系統(tǒng)應(yīng)符合規(guī)定：二級(jí)、一級(jí)應(yīng)配置應(yīng)急播出系統(tǒng)，播出系統(tǒng)短時(shí)間內(nèi)無(wú)法恢復(fù)時(shí)，能夠應(yīng)急播出重要節(jié)目；以及第十三條，硬盤(pán)播出系統(tǒng)應(yīng)符合規(guī)定，二級(jí)應(yīng)配置播放機(jī)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急播出功能。

目前，東莞臺(tái)的新聞?lì)惞?jié)目主要采用虛擬播放器形式播放（除新聞直播外），在控制關(guān)鍵提供一個(gè)虛擬播放器信號(hào)源，此信號(hào)源為索貝系統(tǒng)提供，新聞節(jié)目制作審核完成后上傳素材到索貝系統(tǒng)節(jié)目單，在新聞播出的時(shí)候，播出系統(tǒng)控制站觸發(fā)播放。對(duì)于播出部門(mén)來(lái)說(shuō)是透明的，一旦控制軟件崩潰、索貝系統(tǒng)新聞系統(tǒng)崩潰或者是新聞節(jié)目單不規(guī)范導(dǎo)致無(wú)法正常播放新聞，應(yīng)急手段單一且不易恢復(fù)，存在較大安全隱患。在上級(jí)部門(mén)的重視和同事配合下，目前已經(jīng)增加主備高清P2播放器，直接輸入到主備切換器。但是還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)播出控制站自動(dòng)播出，需要人手切換播出。此次升級(jí)改造的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)主備播出控制機(jī)自動(dòng)播出，并且實(shí)現(xiàn)所有自辦欄目都有P2備份。

3 結(jié)語(yǔ)

東莞臺(tái)，作為廣東省標(biāo)桿城市臺(tái)，播出系統(tǒng)無(wú)論是設(shè)備性能還是系統(tǒng)功能等方面都是名列前茅的。但是，現(xiàn)有系統(tǒng)經(jīng)過(guò)6年的穩(wěn)定運(yùn)行，各種設(shè)備和系統(tǒng)也逐漸出現(xiàn)或著或那的小問(wèn)題，安全播出無(wú)小事，借高標(biāo)清同播系統(tǒng)升級(jí)改造機(jī)會(huì)，使系統(tǒng)更加完善，在全省地方臺(tái)率先真正實(shí)現(xiàn)高標(biāo)清同播，邁入新的臺(tái)階而努力！

【參考文獻(xiàn)】

[1]卞德森.基于62號(hào)令的高標(biāo)清同播電視播控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐[J].福建省.現(xiàn)代電視技術(shù).2017.4.

[2]《廣播電視安全播出管理規(guī)定》（總局62號(hào)令）電視中心實(shí)施細(xì)則（2014年10月版）.