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

南京电视台 金剑 吴永生

2001年6月，原南京电视台和南京有线电视台合并以后，自办节目由原来的两套增加到六套，为建立统一的播出系统，籍新演播中心启用之机，南京电视台投资2000万人民币，建立了六个频道网络化数字硬盘自动播控系统。

一、总体构思

近年来，随着大规模集成技术、数字技术、计算机网络技术飞速发展，数字电视、硬盘播出系统和网络系统在电视播出领域的应用也日趋成熟，结合我国广播影视科技‘十五’规划精神以及我国电视的数字化进程，我们在设计六个频道播出系统时，一方面要以安全可靠为系统设计的第一要素，另一方面，要充分考虑现代科技成果（特别是数字电视技术、计算机网络技术）在电视领域的成熟应用，勇于创新，设计一个适应我台未来5~10年事业发展、支持多频道交叉混合播出，具有高度灵活性、稳定性的数字化、网络化播控系统。因此，我们在设计播控系统时，着重从以下八个方面考虑：

1)适用性：我台有六个自办频道，每天有120小时以上的节目播出，还有十多个演播厅以及卫星、微波、光纤等各类直播信号源，因此，新播控系统不仅要能满足六个自办频道的播出要求，还要满足各类外来信号源的直播调度和多个演播现场的联动直播的要求；

2)高可靠性：本播控系统要求运行安全可靠，特别是新闻综合频道每天24小时不间断播出，更要求系统具有极高的可靠性，因此，在设计总控系统、分控系统和硬盘系统时，所有的主干设备（例如、矩阵、切换台、视音分配器、A/D、D/A、嵌入、解嵌器等）全部采用主备运行，机箱配主备双电源板，且主备电源来自不同的电源箱。每个分控的播出控制系统采用主、备同步自动运行，确保播出安全可靠；

3)先进性：本系统设计要充分采用当今数字电视、计算机网络领域先进成熟的技术成果。因此，我台播控系统以标准清晰度数字矩阵（兼容高清）、数字切换台等设备为主干，以硬盘服务器播出为主，录象机播出为辅。将来视我台事业发展情况，可以建立数据流磁带或DVD光盘库作为近线播出库。考虑到现代数字视频设备绝大多数提供嵌入音频功能，为充分利用这一功能降低音频设备费用，同时也考虑到嵌入音频可避免数字音频传输延时、提高信噪比和简化播控系统等因素，系统采用数字音频嵌入方式；

4)高质量：系统要具备高技术质量，通道技术指标要达到国标甲级以上，系统设备定位在“国际知名品牌，业内主流产品”；

5)易维修维护：在24小时不间断播出的情况下，要求系统便于维修维护，支持热插拔、在线维护、在线扩展功能；

6)网络化：要求系统能够实现播出设备状态设置的网络化管理和播出过程的网络化管理与控制；

7)可扩展性：系统设计要留有发展的余地，可以方便地进行扩展，以适应我台未来5~10年开办数字电视制作、播出的发展需求；

8)经济性：系统设备在满足使用功能要求的情况下要具有较高的性能价格比，同时，在播控中心建设过程中，尽量考虑与现有设备相衔接，充分利用现有设备，做到物尽其用。

在此基础上，我台于2001年11月经过公开招标，确定了南京电视台数字播控系统的基本框架，即以美国GVG公司的CONCERTO 96×96数字矩阵和CONCERTO 64×64数字矩阵为核心组成主、备数字电视信号中心调度系统；以六套美国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个频道主、备自动播出系统；以美国Seachange公司的BMC-1236大规模集群视频服务器构成17个编码通道、17个解码通道的全数字化硬盘播出系统，用以支持6个频道每天120小时节目的上载和播出。以BMS-830单节点服务器构建广告远程上载系统，通过光纤将1公里外的广告节目以文件方式传送到BMC-1236硬盘播出服务器。从而构成集数字电视技术、嵌入音频技术、硬盘播出、计算机网络技术综合应用于一体的六个频道网络化硬盘数字播控系统。

二、播控系统

播控系统由总控系统、分控系统、硬盘系统和自动播出控制网络系统组成。

1、总控系统

总控系统的职能是负责进出播控中心的台内外各种信号源的接收、分配调度、传输，以及对所有信号进行处理、检测、监视。对各类共用信号进行调度、分配。主要信号流向为：向六个频道分控系统提供现场直播（包括延时播出）外源信号，向硬盘播出系统提供外源上载信号，向各演播室提供返送信号和外源信号，实现多个演播室之间的现场直播和异地联播，向各技术区提供同步信号和标准时钟信号。

总控系统的基本结构如图1所示。该系统配备了2台大规模数字视频矩阵、1台数模混合矩阵、1台模拟矩阵；可实现同时处理、分配、监测数、模信号，降低系统投资。该系统结构简洁、设备安排合理、应急处理功能强大、操作方便；为确保设备可靠运行，4台矩阵及全部分配、处理设备均采用双电源供电。

在进入总控系统的各类信号源中，有来自全台各数字演播室、新闻中心、广告中心、转播车、数字光纤、卫星直播信号等数字外来信号计60路左右；有来自播控中心内部6个自办频道播出系统返回的主备信号、硬盘系统、录像机、延时系统、数字机动输入信号等约50路的内部数字信号。因此，我们在规模上选用美国GVG公司生产的CONCERTO 96×96数字视频矩阵作为总控主调度矩阵，用CONCERTO 64×64数字视频矩阵作为总控备调度矩阵。主调度数字视频矩阵承担台内、外96路信号源的接收、分配调度及检测、监视等；备调度数字视频矩阵用以完成重要信号如8路模拟外源经处理后的数字信号、15路硬盘系统的播出及审编信号、10路应急用录像机（与上载录像机共享）输出信号、6大演播室来的数字信号等的应急调度。

总控主调度矩阵通过12路主ROUT送往6个数字分控系统，用于现场直播信号的调度；6路输出信号送给6套数字延时系统（含Seachange延时系统）；有32路数字信号返回给各演播室；总控主调度矩阵与备调度矩阵间有2条路由相连；总控备调度矩阵也通过12路备ROUT送往6个数字分控系统，用于现场直播信号的播出；同时提供6个频道的应急播出信号源（含延时后信号）。

进入总控的所有模拟信号均先进入模拟外源矩阵，本系统是利用原有SMS7000系列32×16模拟视、音频矩阵作为外来信号源的调度，这样就可以把模拟信号隔离在数字矩阵之前，只需要用少量的母线来完成模数转换和音频嵌入功能就可以了。来自模拟演播厅（我台现有1个250m2及3个120m2模拟演播室）、模拟微波、卫星接收机的模拟信号、模拟光纤信号、模拟延时信号等，这些信号经SMS7000矩阵调度后通过8条EXT母线输出，经带幀同步子模块的A/D转换器及模拟音频嵌入器处理后送往CONCERTO 96×96数字视频矩阵，一些重点信号如卫星、现场直播及延时播出等信号则经CONCERTO 64×64数字视频矩阵进行二次调度，作为备用信号。

为了确保播出信号达到国标甲级要求。在设备硬件上我们选用美国GVG公司产品，全部采用10比特以上数字设备并按ITU-R.BT.601.数字演播室视音频有关标准来验收。同时，充分利用其产品的监测口来构建以太网监测系统对全系统设备工作状态进行动态监测和设置。通过对不同机箱重新定义IP地址，并用RF4.0软件对每一块A/D、D/A、数字视频分配器、数字帧同步、数字音频嵌入器、数字音频解嵌器等处理模块进行参数设置。当信号达不到技术指标参数要求时给出报警提示，且可对每个模块工作状态进行监测，如输入、输出无信号，模块温度过高等异常情况进行报警。

针对我台6套自办节目现场直播较多（平均每天3~4场，常常同时有两场直播）的状况，还配置了6套延时播出系统，其中，3套分别为PROFILE系列的PDR312、PDR324、PDR316，都具备两路数字信号输入输出口，延时时间从几秒~数小时可调；波视公司数字延时系统2套，模拟延时系统1套，视频10BIT量化，硬件延时，延时量可调，最大为30秒。另外利用Seachange的1个编码板和1个解码板用于直播节目的延时及节目插播，这样可以满足3个频道同时直播时采用主、备延时系统同步播出的需要。(未完待续)