[图文]网络化全数字硬盘播控系统(下)
2003-06-09 慧聪广电商务网

南京电视台 金剑 吴永生

2、分控播出系统

分控系统负责本频道的节目播出和监听、监看工作。

我台播出系统有六套自办节目每天播出120小时以上，其中，新闻综合频道是24小时连续播出，这就要求播出系统首先必须具备高质量、高性能和高可靠性。因此，系统采用六套美国GVG公司M2100标准清晰度数字播出切换台和六台QUARTZ16×2切换开关组成6个频道的主、备播出切换系统，主切换台和备切换开关的信号源完全一致，受自动播出系统控制进行同步自动播出。其中，M-2100切换台具有嵌入音频处理功能，可以在播出过程中对伴音电平进行调整。在M-2100切换台和16×2切换开关的下游,安装了一个Miranda DCO-101i 数字视频二选一切换开关，用以实现主、备播出信号的自动倒换，该开关也可进行手动控制，一旦出现故障可以通过baypass旁路。

考虑到经济因素,在实际使用中我们采用四个控制面板控制六台M2100主机的方式。其中，主播出频道新闻综合频道和影视频道采用每个面板控制一个M2100主机的方式，文体、教科及生活、信息频道均采用一个面板控制2台M2100主机的方式。此外，系统还配备了WHOLER、TEK601和TEK764，以便随时监听、监看和检测播出环节的信号质量。对于文体、教科及生活、信息频道这样两个播出主机共用一个控制面板的频道，我们采用在一个SDI视频流中嵌入两路（最多可嵌入4路）不同频道数字音频的方法，实现一个WHOLER同时“监看”或监听两个频道伴音，即通过WHOLER自带的开关选择监听某个频道伴音，同时，可通过监看WHOLER面板音量显示的办法来及时“监看”多路伴音。

3、硬盘播出系统

根据我台6个自办频道全部使用硬盘播出的需求，我们选用了美国Seachange公司的BMC（Broadcast Media Cluster）系列的BMC-1236大规模集群视频服务器和BMS-830单节点服务器。BMC-1236视频服务器有6个节点，每个节点配了有12块18GB硬盘，共72块硬盘，总存储容量为72×18GB=1296GB，在12Mbit/s编码率的情况下，节目存储量为160小时左右。系统配置了17个编码板和17个解码板，其中17个编码板用于6个频道的节目上载，12个解码板用于6个频道的主备播出，4个解码板用于节目的审查，1个解码板用作应急源的播出。整个系统在设计时充分考虑了播出的安全性， 6个频道共配备12个主备播出解码通道，我们将每个频道的主播出板与备播出板分别循环错开分布在6个节点上，这样就保证了某一个节点出现故障不会影响到频道的播出。值得一提的是，在每个解码板上，除了正常的播放信号外，还在MON2和SDI2口上输出一个cue信号，提供下一个待播节目的第一帧信号，为值机人员及时了解和检查下一档节目播出准备情况提供了极大的方便。

图2 6个节点Seachange系统拓扑及节点RAID示意图

Seachange的最大特点就是采用RAID2技术，在硬盘和节点之间采用双重RAID-5冗余备份。
以六节点集群服务器为例，服务器在上载素材的时候，先将视频素材平均写在5个节点（node）上，并将该素材的奇偶校验信息写在另一个节点上。然后采用RAID-5的方式依次循环将视频素材与奇偶校验信息不同的节点上（如图2）；在每一个节点上，到达的该节点的视频素材与奇偶校验信息也是按RAID-5的方式依次循环写在12块不同的硬盘上。在播出时，系统会依次从每一个节点读取该素材相应的那部分内容并将之送到指定的解码板进行播出。如果在播出中突然断掉一个节点，播出画面会不会因为这样的情况而导致一个很短的静帧呢？答案当然是否定的。Seachange使用的底层系统VSTRM与普通PC机系统不同，不需要等待对方传送的相应的数据，然后才进行下一步操作。VSTRM是主动的，它会主动到各个节点去读取跟播出相关的内容，而且会根据特殊情况做出相应的操作。如果突然断掉一个节点时，VSTRM在允许的时间内读不到内容，就会自动去其他节点读取相应的奇偶校验信息，保证播出正常进行。PAL制电视标准是25帧/秒，也就是40ms/帧，假如VSTRM在10ms内没有读到需要的内容，就会在剩下的30ms内读校验信息，实时算出所需要的数据并送到指定的解码板完成播出。这样，当一个节点出现故障时，其他节点仍然能正常工作。

由于RAID2、VSTRM等技术的采用，使得Seachange系统设计比较合理，没有单一的崩溃点、无需对所存内容作镜像的备份，大大提高了硬盘的使用效率。更为重要的是该系统维护简单、扩展方便，全部系统配件均可在线维护、更换。而且该系统不仅可以在播出状态下关闭某一个节点进行系统维护，也可以在在线状态下进行增加一个节点等扩展操作。

4、自动播出控制网络系统

本系统充分利用计算机网络技术来实现对电视节目播出过程的网络化管理和控制。该系统以两台SQL SERVER数据库服务器为中心组成播出控制网络系统，完成网上串联单编排、审查、传送、节目上载、编辑、远程广告接收、播出单编辑和节目播出控制等功能，实现了电视节目播出过程的网络化管理与控制。

在硬件上自动播出控制网络系统由2台HP公司LC-2000网络服务器、12台播出工作站、4台上载工作站、3台审看工作站、1台串联单编辑服务器和2台放置在广告部的控制工作站等组成。其中2台惠普服务器用来作为 SQL SERVER数据库服务的主备机，12台播出工作站完成6个频道的主、备自动播出控制，上载工作站负责6个频道的上载，审查工作站完成对节目的审查。串联单编辑服务器通过一台HUB带4台串联单编辑、审查终端，完成串联单编辑、审查工作。为确保远程终端使用安全，防止非法用户及病毒侵入，选用不带软驱、光驱的远程终端作为异地串联单编辑工作站。

在软件上自动播出软件系统由数据库服务器子系统、总编室节目编排审查子系统、广告采集和编排子系统、素材采集管理子系统、节目播出子系统、播出数据日志管理子系统组成。
数据库服务器子系统采用SQL-SERVER来负责整个系统的素材信息和节目单数据的存储。采用双服务器结构，两台服务器通过软件进行完全同步操作和热备份，提供了硬盘服务器上广告素材、新闻素材、节目素材，系统中总编室节目单、播出节目单、播后节目单、播出日志、人员权限等管理功能，同时为了适应多个频道的使用，可以根据需要为每个频道建立独立的数据库，从而既保证了素材的共享，又实现了其它信息的相对独立。

节目播出的过程管理与控制都通过播出控制网络完成。系统通过以太网完成串联单编辑、审看、传送、节目上载、编辑和节目播出控制等功能，改变了目前串联单编审和节目播出脱节的问题，实现了节目网络化自动播出。

对于视频节目流来说，其上载、编辑和播出系统的上载和下载工作站通过网络与串口控制服务器的通讯来控制录像机、硬盘服务器的编解码通道, 通过网络与矩阵控制服务器的通讯来完成上下载视频信号的调度，来完成视音频信号的采集和编辑。

自动播控软件还可对所控制的播出设备的工作状态进行检测，对网络的状态进行检测，对主备设备进行检测，并能显示和告警。这有二个作用：1、便于操作者检查监视设备所处状态是否正确；2、一旦出现异常通过声讯报警，能提醒操作者及时处理。

三、结语

南京电视台网络化硬盘自动播出系统自2002年4月投入应用以来，系统运行安全稳定。通过对电视节目播出过程的网络化管理和控制，实现了播出过程的三个“一”和一个“无”（即：一个以太网、一张串联单、一个统一的节目名称和无纸化），使得节目播出更加严谨、规范，为大中型电视台多频道网络化播出与管理作出了有益的探索。此外，六个频道节目全部采用硬盘播出，不仅排除了录象机绞带、死机、堵磁头等故障引发的停播事故，提高了节目播出的安全性，而且大大提高了一个节目在多频道交叉、重复播出的灵活性，减少了录象机的设备磨损，为我台六个频道节目播出提供了有力的技术支持。(全文完)