地方臺無壓縮IP虛擬化高清播出系統(tǒng)平臺

李斯

【摘要】全國各級廣播電視臺要面向多種業(yè)務(wù)形態(tài)、服務(wù)平臺、傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶終端等的需求，開展全臺網(wǎng)建設(shè)，創(chuàng)新廣電融合媒體“采、編、播、存、用”制播流程，推進(jìn)廣播電視制播系統(tǒng)的IP化、云化，構(gòu)建統(tǒng)協(xié)同采編制作、共享存儲管理、智能搜索分析等的融合媒體制播云平臺及基于用戶互動(dòng)的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】無壓縮SDI over IP技術(shù);虛擬化技術(shù);高清化播出

湛江電視臺高度重視臺內(nèi)技術(shù)發(fā)展，在播出系統(tǒng)建設(shè)中，考慮將臺內(nèi)的2個(gè)頻道建設(shè)為IP化虛擬化高清云播出平臺，并且在臺的“十三五”期間技術(shù)發(fā)展規(guī)劃中，將高清化、IP化、融合媒體的發(fā)展列為電視臺技術(shù)項(xiàng)目建設(shè)的重點(diǎn)。

一、高清播出系統(tǒng)建設(shè)的政策背景

按照廣電總局的工作部署，? 在十三五規(guī)劃中提出：“到2020年，高標(biāo)清同播的標(biāo)清頻道基本關(guān)閉，高清頻道成為主流播出模式，省級和較發(fā)達(dá)地市級電視臺基本實(shí)現(xiàn)高清化，其余地市級電視臺主要頻道實(shí)現(xiàn)高清化。全國各級電視臺全面推進(jìn)電視節(jié)目制播高清化?！?/p>

二、播出系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問題

目前，大多數(shù)地方臺現(xiàn)有的標(biāo)清頻道播出系統(tǒng)建于十多年前，主要由節(jié)目上載及審看系統(tǒng)、播出控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、節(jié)目管理及存儲系統(tǒng)、分控視音頻處理系統(tǒng)、編解碼傳輸系統(tǒng)、UPS供配電系統(tǒng)等部份構(gòu)成。系統(tǒng)最終輸出標(biāo)清信號送往網(wǎng)絡(luò)公司，采集、編輯、播出、存儲的各個(gè)流程也均按照標(biāo)清進(jìn)行。

存在的問題：

（一）播出系統(tǒng)使用標(biāo)清設(shè)備

目前我臺2個(gè)標(biāo)清頻道均采用標(biāo)清設(shè)備，無法實(shí)現(xiàn)高清播出。

（二）各網(wǎng)絡(luò)間呈“孤島”狀態(tài)

舊播出系統(tǒng)由于建設(shè)年代較早，未與我臺節(jié)目制作網(wǎng)、后期建設(shè)的媒資網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高效的互連互通，呈“孤島”狀態(tài)運(yùn)行。大量的節(jié)目使用磁帶上載，工作效率較低。

（三）設(shè)備故障率逐年升高，系統(tǒng)維護(hù)難度增大

舊播出系投入使用多年來，一直處于24小時(shí)不停機(jī)的工作狀態(tài)，設(shè)備逐漸老化嚴(yán)重，出現(xiàn)故障機(jī)率升高。核心設(shè)備的實(shí)際使用時(shí)間超過50000小時(shí)，隨著使用時(shí)間的增長，設(shè)備故障率呈逐年增長的趨勢，成為電視臺確保安全播出的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。

三、高清播出建設(shè)原則

平臺設(shè)計(jì)和選用設(shè)備規(guī)格要符合專業(yè)電視廣播規(guī)范，在實(shí)用和安全的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)要有一定的前瞻性，必須考慮應(yīng)用和需求的發(fā)展，從而確保系統(tǒng)具備可持續(xù)發(fā)展能力。無論在流程上還是在功能上都應(yīng)很好的與全臺節(jié)目生產(chǎn)管理融為一體。同時(shí)，新的高清播出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還要注意與現(xiàn)有標(biāo)清播出系統(tǒng)的融合。

P化網(wǎng)絡(luò)播出系統(tǒng)應(yīng)具備開放性，做好與臺內(nèi)非編網(wǎng)、媒資、以及現(xiàn)有播出系統(tǒng)的互聯(lián)互通，滿足與全臺媒資系統(tǒng)、各網(wǎng)絡(luò)支撐平臺無縫鏈接的需求。

四、IP化高清播出建設(shè)方案

（一）高清建設(shè)目的與設(shè)計(jì)思路

高清播出系統(tǒng)的建設(shè)是為了提高我臺安全播出能力，在數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)背景下，解決現(xiàn)有播出系統(tǒng)所遇到的問題，并滿足今后一段時(shí)期內(nèi)我臺發(fā)展，提高節(jié)目播出的靈活性、易操作性，并為將來系統(tǒng)的擴(kuò)展和全臺網(wǎng)構(gòu)架預(yù)留空間。

（二）IP播出建設(shè)總圖及要點(diǎn)

（1）播出頻道數(shù)：按2個(gè)頻道設(shè)計(jì)，均為高標(biāo)清同播，考慮到管理及觀眾收視效果問題，使用高清下變換標(biāo)清同播。

（2）播出系統(tǒng)基本構(gòu)架：播出信號總控調(diào)度+各頻道分控虛擬化處理。

（3）安全保障：a無壓縮SDI over IP虛擬化播出+傳統(tǒng)跟隨備播;b具備墊片服務(wù)器播出功能;c全系統(tǒng)無單一崩潰點(diǎn)。

（4）存儲構(gòu)架：硬盤部分按照視頻服務(wù)器和二級存儲兩級存儲架構(gòu)，通過部署于虛擬化平臺中的文件化送播與臺內(nèi)新聞制作網(wǎng)、媒資、廣告管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可管可控的互聯(lián)互通，達(dá)到節(jié)目生產(chǎn)到播出的網(wǎng)絡(luò)化、無帶化，從而提高我臺節(jié)目制作、發(fā)布的效率等。

（5）有效利用現(xiàn)有設(shè)備資源：新系統(tǒng)建成后，現(xiàn)有系統(tǒng)作為備份。 播出通過防火墻與外網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)病毒隔離。

（三）IP文件化送播的 工作流程

IP化節(jié)目素材傳送，高清播出系統(tǒng)通過文件化送播出平臺和新聞網(wǎng)制作網(wǎng)、廣告管理系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。

素材正常情況下新聞制作網(wǎng)、媒資通過文件化送播平臺與播出系統(tǒng)相聯(lián)，所有節(jié)目在文件化送播平臺中完成節(jié)目自動(dòng)技審，和人工復(fù)審工作。通過播出服務(wù)器進(jìn)行播出。從其它制作子系統(tǒng)中通過主干提交到播出整備的節(jié)目。在我臺規(guī)劃中，其它子系統(tǒng)提交到播出的節(jié)目必須經(jīng)過三級內(nèi)審，轉(zhuǎn)成播出文件格式，并通過技審（包括文件視音頻技審、格式封裝校驗(yàn)和編碼校驗(yàn)），播出整備系統(tǒng)中接收的任何節(jié)目均需進(jìn)行MD5校驗(yàn)。同時(shí)為確保安全，在播出整備系統(tǒng)內(nèi)要保留文件視音頻技審、格式封裝校驗(yàn)和編碼校驗(yàn)的功能，這3項(xiàng)功能可根據(jù)需要，利用系統(tǒng)流程管理程序進(jìn)行靈活配置。來自制作網(wǎng)的成片主要為臺內(nèi)自辦欄目，成片在提交播出整備系統(tǒng)時(shí)必須綁定節(jié)目代碼，在播出系統(tǒng)中根據(jù)其節(jié)目代碼與日播出單進(jìn)行關(guān)聯(lián)，完成節(jié)目的播出準(zhǔn)備。

通過基帶信號上載的素材，在上載時(shí)必須進(jìn)行視、音頻自動(dòng)技審，同時(shí)對音頻進(jìn)行響度控制處理。通過文件導(dǎo)入上載的素材。所有上載的素材，必須通過自動(dòng)技審和人工復(fù)審兩個(gè)環(huán)節(jié)后方能使用。

IP節(jié)目播出流程和原播出流程一樣，不再詳細(xì)說明。

（四）總控調(diào)度系統(tǒng)

總控調(diào)度系統(tǒng)規(guī)模使用32路輸入規(guī)模調(diào)度，配備完善的信號處理周邊模塊設(shè)備、技監(jiān)設(shè)備、監(jiān)看顯示設(shè)備。

（五）分控處理系統(tǒng)

分控視音頻處理系統(tǒng)為4個(gè)頻道，為高標(biāo)清同播，使用高清下變換標(biāo)清輸出的方式，畫面從兩邊向中間擠壓，在觀眾家用的寬屏電視還原后，能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)清與高清同樣的畫面比例。

（六）無壓縮SDI over IP播出系統(tǒng)

考慮到新技術(shù)的發(fā)展及今后系統(tǒng)的擴(kuò)展與升級，系統(tǒng)中考慮使用無壓縮SDI over IP方式播出，無壓縮SDI over IP系統(tǒng)與文件化送播、全面監(jiān)控均搭建于虛擬化平臺之上，提高系統(tǒng)資源的利用率，便于根據(jù)業(yè)務(wù)使用負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)資源的調(diào)整。無壓縮SDI over IP播出系統(tǒng)內(nèi)部對于播出信號的處理均按照主備鏈路部署，對播出信號進(jìn)行疊加臺標(biāo)、字幕、下變換后接入分控的2選1倒換器中，最終輸出高清、標(biāo)清PGM信號。

五、行業(yè)發(fā)展及技術(shù)優(yōu)勢

（一）高清電視技術(shù)已相對成熟

在我臺08年系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，高清設(shè)備價(jià)格仍處于較高的水平，目前隨著高清技術(shù)及產(chǎn)品的成熟，用于信號調(diào)度、處理、分配等的高清設(shè)備性價(jià)比逐漸提高。

（二）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用

隨著網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品如計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、存儲設(shè)備的性能不斷提升，也給傳統(tǒng)播出帶來了便利，高帶寬的網(wǎng)絡(luò)及存儲提高了系統(tǒng)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程的運(yùn)行效率。并且在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的安全方面，也能夠提供完善的解決方案。

原來需要通過專用硬件完成的工作，現(xiàn)在都逐步通過通用的虛擬化資源平臺來實(shí)現(xiàn)。而且虛擬化技術(shù)的應(yīng)用也能夠使系統(tǒng)具備更好的可擴(kuò)展性及兼容性。

（三）無壓縮SDI over IP技術(shù)的發(fā)展

目前國際國內(nèi)廠商在大力推廣無壓縮SDI over IP技術(shù)，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化、云化發(fā)展趨勢，此技術(shù)解決了傳統(tǒng)的播出架構(gòu)設(shè)備規(guī)模龐大、連接復(fù)雜，升級困難的情況，是目前的熱點(diǎn)。國際頂尖廣電設(shè)備廠商均加入了AIMS（Alliance for IP Media Solutions）聯(lián)盟，在廣電行業(yè)設(shè)備的大型展會NAB（全美廣播電視展）中進(jìn)行了互操作展示，隨著傳統(tǒng)硬件處理設(shè)備的逐漸停產(chǎn)，IP化設(shè)備已經(jīng)開始實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)能夠預(yù)留向無壓縮IP、4K超清播出升級的接口及能力。

（四）融合媒體的發(fā)展

隨著媒體融合和IP化技術(shù)的快速發(fā)展，電視播出模式必將迎來跨越式發(fā)展，消解傳統(tǒng)媒體與新興媒體之間的信息傳輸邊界，進(jìn)一步加快傳統(tǒng)媒體與新興媒體融合發(fā)展的進(jìn)程。新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中考慮預(yù)留與融媒體的接口，強(qiáng)化播出二級存儲的職能，以云化處理平臺為引擎，預(yù)留節(jié)目內(nèi)容的多格式、多路徑轉(zhuǎn)碼分發(fā)途徑，滿足有線前端、IPTV前端、OTT平臺、視頻網(wǎng)站、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)APP平臺等傳播渠道對內(nèi)容的需求，突出電視臺播出可管可控的特點(diǎn)，使系統(tǒng)具備先進(jìn)性、可擴(kuò)展性。