一. 引言

　　在模擬電視向數字電視轉變的進(jìn)程中，數字化播出首當其沖。近幾年來(lái)，廣告節目硬盤(pán)自動(dòng)播出和新聞節目硬盤(pán)自動(dòng)播出等系統在許多電視臺的成功應用，尤其是視頻壓縮技術(shù)、大容量存儲技術(shù)和傳輸技術(shù)的迅速發(fā)展，使得以硬盤(pán)存儲為基礎建立電視數字化硬盤(pán)播出系統的方式已被業(yè)內所認同，并正在逐步得以推廣應用。我臺的全數字硬盤(pán)播出系統經(jīng)過(guò)技術(shù)人員一年多考察論證、安裝調試，于2001年底正式啟用，至今，系統一直處于可靠運行狀態(tài)。

　　二.系統要求

　　播出系統的數字化是電視系統整體數字化的一個(gè)重要環(huán)節。我臺播出系統需要播出2—4套電視節目，因此，除了對硬盤(pán)播出系統具有安全、可靠這一基本要求以外，多套節目集中播出這一方式對系統的存儲容量、節目的輸入輸出通道數、數據的傳輸速率以及數據的讀寫(xiě)速度等均提出了很高的要求。我們在設計這一全數字播出系統時(shí)首先考慮了以下幾個(gè)要求：

　　1.系統支持多頻道播出。實(shí)現二套自辦節目的硬盤(pán)播出，并可擴展到與有線(xiàn)臺合并后所有四套自辦節目的硬盤(pán)播出。

　　2.播出采用MPEG-2（4:2:2）格式傳輸、存儲節目信號，采用8Mb/s--12Mb/s碼流進(jìn)行編碼。

　　3. 系統內部一律采用SDI數字信號（內嵌AES/EBU標準音頻）。

　　4.為保證系統安全，系統內硬盤(pán)服務(wù)器、矩陣、播出控制機等主要部件均設計有備份，與主機同時(shí)工作，隨時(shí)切換。

　　5.系統使用界面簡(jiǎn)潔直觀(guān)，操作平臺采用Windows NT中文系統。操作要簡(jiǎn)單，輸入量少，功能全面，安全可靠。

　　三.硬件系統設計

　　數字硬盤(pán)播出系統的核心設備是存儲容量大、基本帶寬寬、輸入輸出通道多的高性能硬盤(pán)服務(wù)器。多個(gè)輸出通道共享視頻存儲服務(wù)器中的數據，多臺視頻服務(wù)器通過(guò)Fiber Channel相連。

　　我們的系統設計以硬盤(pán)為核心，以矩陣為中心，內部信號一律采用SDI，外送信號采用SDI與模擬復合共存形式?；诖?，所有相關(guān)設備都選用數字格式，硬盤(pán)服務(wù)器選用2臺PROFILE PVS1024，720G RAID3硬盤(pán)，可存儲約100小時(shí)MPEG2壓縮格式的高質(zhì)量電視節目，數字矩陣選用英國QUARTZ產(chǎn)品。系統框圖見(jiàn)附圖1。

　　1.節目的上載：我臺現有播出節目為DVCPRO50、MⅡ、BetaCam及U-matic格式的錄像帶，設計以4種機型各2臺 + 總控矩陣來(lái)的4路信號作為上載源信號。4種機型中除DVCPRO50直接以接入外，MⅡ、BetaCam通過(guò)GVG 8950 ADC分量式AD轉換再經(jīng)Miranda AMX-10i音頻嵌入后接入，U-matic由于沒(méi)有分量輸出，只能通過(guò)GVG 8960DEC復合AD轉換再經(jīng)Miranda AMX-10i音頻嵌入后接入；總控矩陣來(lái)的4路信號本就是SDI，只需經(jīng)GVG 8981幀同步后接入。源信號經(jīng)矩陣切換后進(jìn)入PVS1024的4個(gè)輸入口進(jìn)行編碼、壓縮成MPEG-2格式后，存儲進(jìn)硬盤(pán)。

　　2.節目的播出：系統采用了主備兩套視頻服務(wù)器并行工作的方式運行，主、備視頻服務(wù)器完全鏡像，一旦主視頻服務(wù)器出現故障時(shí)，就切至備視頻服務(wù)器繼續播出，應急播出能做到同步切換，無(wú)延時(shí)。所有過(guò)程的檢測、控制都由播控機實(shí)時(shí)完成。

　　硬盤(pán)的8路輸出回送矩陣以便更方便靈活地調用，測試卡發(fā)生器選用數字式，只需經(jīng)Miranda AMX-10i嵌入CD機音頻后接入矩陣。硬盤(pán)輸出、外來(lái)信號、測試卡均在播控機的控制下，依照節目單的次序進(jìn)行播出。

　　我們的切換臺選用QUARTZ QMC，主要起到鍵混的作用，它的4路切換源為：PGM、PST、EMERGNCY、BYPASS，其中PST可預監鍵上的內容。它的2路鍵都具有軟切換功能，可由軟件控制上下，且通過(guò)Q-Link與矩陣連接后，可直接調用矩陣的源信號，等于是矩陣控制面板的備份。2路鍵分別用于控制臺標與字幕，QMC獨有的兩級備份,PGM、PST來(lái)自主矩陣，EMERGENCY來(lái)自備矩陣，當主矩陣出現問(wèn)題或需維護時(shí)使用，而B(niǎo)YBASS信號亦來(lái)自備矩陣，可完全旁通QMC切換。QMC亦能接受嵌入及數字音頻，可手動(dòng)及由播出軟件控制音量。(PGM、PST來(lái)自主矩陣，EMERGNCY、BYPASS來(lái)自備矩陣。此句刪去)

　　本系統（由貴臺根據實(shí)際使用情況補充填寫(xiě)）后輸出。

　　本系統的信號分配選用GVG 8941、8931與8920，8941帶模擬輸出，可用于信號監看；聲音監聽(tīng)選WHOLER AMP2VSA，它可直接接收數字音頻。模擬輸出部分，采用GVG 8960DEC DA轉換器與Miranda ADX-10i音頻解嵌后輸出。

　　本系統設備由永達國際科技有限公司負責供貨及整體集成。由于該公司雄厚的技術(shù)力量及在國內外各類(lèi)系統集成項目中積累了豐富的經(jīng)驗，所以本系統在設備及安裝工藝上都達到國外最先進(jìn)水平。

　　四.軟件系統設計

    軟件是整個(gè)系統的重要組成之一。優(yōu)質(zhì)可靠的硬件設備選定后，播出系統的先進(jìn)性、可靠性以及播出質(zhì)量、播出實(shí)效往往更大程度地取決于自動(dòng)播控系統軟件。軟件的開(kāi)發(fā)我們考慮到以下幾點(diǎn)：

　　1.穩定多樣的播出功能：首先是保證穩定可靠，并能提供順序、插播、定時(shí)、延時(shí)播等多種播出形式，并能靈活調用硬盤(pán)輸出信號和外來(lái)信號。

　　2.靈活的編輯功能：節目串聯(lián)單的插入、刪除、修改等。

　　3.完善方便的上載功能：提供素材即時(shí)上載、定時(shí)上載等。

　　4.友好的人機界面：符合操作員的工作習慣，易學(xué)易用，中文界面。

　　5.軟件安全性強：設置用戶(hù)的安全等級，保證系統數據的安全性，播出時(shí)要自動(dòng)鎖定各種破壞性的違規操作。

　　6.軟件要考慮隨著(zhù)系統硬件的發(fā)展更新易于升級或兼容。系統采用開(kāi)放結構，提供對設備擴展和功能擴展的功能。具有接受第三方軟件的能力，支持主流的國際標準協(xié)議。

　　7.提供診斷程序。監測視頻服務(wù)器、矩陣等主要部件的狀態(tài)，發(fā)現問(wèn)題及早報警。

　　經(jīng)過(guò)多方考察，本系統的控制軟件我們選定由北京大恒公司開(kāi)發(fā)，軟件基于目前已在視頻專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域廣泛流行的操作系統平臺Windows NT上開(kāi)發(fā)，繼承了Windows NT易學(xué)、易用的特點(diǎn)。

　　控制軟件采用VC++語(yǔ)言編寫(xiě)，摒棄了以往直接采用PROFILE現成協(xié)議控制的慣例，直接從底層開(kāi)發(fā)，這樣，一旦軟件需要設置諸如碼流等參數時(shí)，可直接由軟件界面設置，無(wú)需在PROFILE上對等操作，大大開(kāi)發(fā)了　　　PROFILE的潛在功能，提高了播控的安全性。

　　軟件包括上載、串編與播出控制，系統采用兩種控制方式：網(wǎng)線(xiàn)與RS422。整個(gè)控制系統由5臺工控機、1個(gè)Switch組成。5臺工控機編號為1-5，其中1、2號為主備播出機，3號為串聯(lián)單編輯機，4、5號為上載控制機，它們通過(guò)Switch與2臺PVS1024聯(lián)成1個(gè)子網(wǎng)，采用網(wǎng)線(xiàn)進(jìn)行控制。而矩陣、切換臺及上載用放像機采用RS422控制。系統控制圖見(jiàn)附圖2.

　　素材上載時(shí)，系統控制上載放像機、矩陣及PROFILE，根據上載通道視頻信號來(lái)源選擇相應激活的放像機及外來(lái)信號源將素材錄入硬盤(pán)，系統對外來(lái)信號可實(shí)現定時(shí)上載，素材上載完畢后，可通過(guò)兩臺硬盤(pán)機間的光纖相互傳送，互為備份。上載端的審看通道還可兼作系統的延時(shí)播出通道。

　　串編是將硬盤(pán)中存在的素材和外來(lái)信號編輯成播出串聯(lián)單，我們設計由串聯(lián)單編輯機完成，串聯(lián)單編輯機通過(guò)網(wǎng)關(guān)與廣告部門(mén)相連，可完成廣告播出串聯(lián)單的導入，在以后全臺制播一體化網(wǎng)絡(luò )完成后，可升級到整個(gè)播出串聯(lián)單的導入，減少了工作人員的重復工作量，減少差錯。

　　軟件的播出控制就是使素材在播控機的控制下，依照串聯(lián)單編輯機所編輯節目單的次序進(jìn)行播出，我們采用一臺播控機同時(shí)控制兩個(gè)頻道播出的方法，另一臺播控機處于熱備份狀態(tài)。系統同時(shí)控制PROFILE、矩陣及播出切換臺，可實(shí)現開(kāi)播、定時(shí)、順序、順插、延時(shí)播這幾種播出方式，還可根據播出要求臨時(shí)調整播出表,并可控制切換臺進(jìn)行字幕和臺標的上下。備PROFILE設有循環(huán)播出通道，用于應急用填檔節目的播出。

　　五．系統安全性

　　系統中兩臺硬盤(pán)服務(wù)器相互鏡像備份，采用RAID-3硬盤(pán)機箱。每臺硬盤(pán)服務(wù)器采用Duplidisk卡攜帶兩塊鏡像備份的系統盤(pán)，服務(wù)器采用光纖通道與RAID控制器相連，當服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，即可對RAID控制器進(jìn)行檢測，RAID控制器也分主備兩塊，可以熱插拔。

　　主備播出機均能獨立完成兩個(gè)頻道的硬盤(pán)播出，若主播出機發(fā)生故障，系統自動(dòng)切換至備播出機工作。并發(fā)出報警信號，通知技術(shù)人員前來(lái)維修，故障排除后，可手動(dòng)切回主播出機工作。鑒于矩陣擔負著(zhù)上載與播出信號調用的雙重任務(wù)，從安全考慮我們特別配備了QUARTZ 24x16作為備用矩陣，一方面為切換臺提供備用信號，另一方面可直接代替主矩陣播出。

　　對比國內已有的硬盤(pán)系統，我臺的全數字硬盤(pán)播出系統具有許多突出的優(yōu)勢：

　　1.硬件方面，采用GVG的最新機型PVS1000系列產(chǎn)品，RAID-3硬盤(pán)機箱，最新產(chǎn)品附帶的最新技術(shù)使我們在軟件控制上有更好的選擇。

　　2.播出軟件由中科院大恒音視頻公司設計，它是國內最早涉足GVG硬盤(pán)開(kāi)發(fā)的廠(chǎng)家，具有雄厚的科技實(shí)力和豐富的經(jīng)驗積累，公司入駐我臺進(jìn)行開(kāi)發(fā)，對我臺的具體要求非常明白，因此，控制軟件幾乎已將GVG硬盤(pán)播出的功能推至極致。

　　3.率先一步向數字化邁進(jìn)，目前這套播控系統內部全部采用數字信號傳輸，視音頻只需一根線(xiàn)傳輸，大大簡(jiǎn)化了走線(xiàn)，尤其重要的是，系統為以后全臺建設編播一體化網(wǎng)絡(luò )提供了保證。

　　該系統運行至今半年多來(lái)，工作穩定可靠，系統技術(shù)指標達到廣電總局的有關(guān)標準，節目播出質(zhì)量顯著(zhù)提高。同時(shí)，系統因為采用預先上載的方式，徹底杜絕了由錄像機、錄像帶引起的劣播、漏播事故，取得了良好的社會(huì )效益。

      摘自：hc360慧聰網(wǎng)廣電行業(yè)頻道