新昌电视台硬盘播出系统建设方案

1、新昌电视台硬盘播出系统技术实施方案新昌广播电视台宋六明新昌电视台是一个成立于1993 年的县级电视台，几年来，事业建设稳步发展，摄录编设备从早期的U matic 到后来的BETACAMSP，跨入新世纪后开始添置数字设备，目前摄录编设备基本实现了数字化，节目制作质量明显提高，但由于经济实力等诸多因素的影响，播出方式一直停留在手动播出方式上，播出系统设备陈旧，通道指标差成了制约节目播出质量的瓶颈，为尽快提高播出质量成为现任台领导的一桩心头事。2005 年底由于市政建设需要，广电大楼需要实行异地搬迁，台领导决定把播出系统的自动化改造列入了搬迁改造的一件大事， 并制订了 “设备数字化， 播出自动化，

2、新闻无纸化， 办公网络化” 的搬迁总体目标。一、播出系统现状1、通道性能指标较差，与部颁指标相去甚远。本台现有新闻综合和休闲影视（有线频道）两个频道，由于通道设备陈旧，档次参差不齐，且台标机、字幕机串接其中，图像传输通道损失较大。经客观测试，结果如下：视频通道测试结果：播出通道等级测试结果单位甲级乙级丙级新闻综合休闲影视频道频道介入增益dB0.20.360.48+0.41+1.55K 系数%11.52.13.58.7随机信噪比dB6663576562.3（加权）DG%1.42.13-3.5-5.7DP1.42.13+4.4+8.7%2.55.17.210.728.4ns1019275798.3

3、幅频特性dB0.20.421.0+3.8-14.7音频通道测试结果：单位技术要求测试结果新闻综合频道休闲影视频道频频率Hz5015k5013k5012.5k响幅度dB 2 1.3 1.5信杂比dB 565758谐波失真% 1.00.450.532、播出安全性不高。主要原因是通道上串接的设备太多，无应急切换措施，存在着极大的安全隐患。3、人为事故率高。由于采用手工切换方式，广告节目时常二三分钟一盘带，节目切换频繁，值机人员劳动强度大，精神状态紧张，容易造成人为的播出事故。因此，播出系统的现状已远远达不到作为一个专业电视台对于节目播出的要求， 播出图像层次感差，清晰度、透明度不够，本台播音员和电视

4、观众反映较为不满，影响本台形象，播出系统的改造已势在必行。二、系统改造的总体要求系统设计本着“安全、优质、经济、扩展”的指导原则。整个系统基于主备视音频服务器的二个频道电视节目的盘带混合播出，系统主要环节采用嵌入式SDI 数字格式，最后输出采用模拟视音频信号。安全性， 是播控系统的基本要求，必须贯穿到系统设计的全过程。而播出系统的安全性主要取决于直接参与播出的每一个设备的稳定性和可靠性、控制系统的合理性和安全性以及应急处理的能力这三个方面。因此直接参与播出的设备必须经过国家标准测试并符合国家标准的设备， 控制系统应具有完整的控制逻辑和处理各种应急事件的能力，整个系统没有因为一个设备的问题导致整

5、个系统瘫痪的“死点”。优质性， 是系统改造的最终目的。自动播出系统的视音频通道技术指标应达到或超过国家规定的甲级指标以上。在保证各项功能的前提下，系统应简洁明了，具有灵活的接口，良好的操作性。经济性， 要求整个系统具有较高的性价比。我们本着一切从实际出发，在满足各项指标和功能的前提下尽量节约投资，可优先考虑国内口碑较好且有较多成功案例的生产厂家的产品。扩展性，在满足目前需要的前提下，系统要考虑今后的全数字化和网络化的升级改造。三、系统方案的设计根据本台制播设备数字化改造的总体要求以及播出系统的现状，结合数字化、 网络化的发展趋势，音频嵌入式SDI 格式已成为数字化改造的主流格式，且音频嵌入式S

6、DI 格式具有以下优点：接线简单，系统的安装和维护方便；进行分配时，其增益、相位、频响保持稳定；在数字噪声的基准电平范围内，信号的质量不会下降。因此采用嵌入式SDI 数字格式进行盘带结合的自动化改造显然是目前的最佳选择。经过多方考察和调研，根据新昌台的实际情况，确立了系统设计的指导思想：（ 1）系统主要环节采用音频嵌入式SDI 方式；（ 2）采用盘带结合的播出方式，以视频服务器为播出的核心，服务器采用主备镜像方式；（3）系统配置一套16X8 小型模拟调度系统，用于全台主要模拟信号的调度，以数字切换器实现主备切换播出；（ 4）选用高质量、智能化的视音频周边设备；（ 5）系统具有较高的安全可靠性，

7、完善的系统应急处理手段。（一）、系统的构成参照系统图 1 可以看出，该系统主要有以下几部分组成： 模拟信号调度矩阵、 上载系统、视音频硬盘服务器、数字切换系统、网络控制系统及时钟、同步、电视墙系统等。图 11、模拟信号调度矩阵：现代播出机房同时也成了电视台各个链路的信号处理交换中心、技术监视检测中心， 它承担着对参与播出的各种视音频信号包括静止图像信号、各演播厅信号、卫星接收信号、播控PGM 及 CLEAN信号的监测、调校、处理、调度，并向播控或演播厅传送外来信号和同步基准信号的任务。根据本台的实际情况，我们设计了一个以16X8模拟调度矩阵。模拟 16X8调度矩阵信号有：中一、模拟演播室信号、

8、应急录像机信号、频道的 PGM 模拟信号及其它卫星接收机过来的模拟信号。这些模拟信号经过16X8 模拟调度矩阵后，输出相应的信号进行模数及加嵌处理，接入16X2数字播出切换开关，这样完全把我们台的现状， 即模拟信号和数字信号共存的现状有机的进行了连接。各路信号源的模拟视音频信号分一路去电视墙作信号的监视用。2、上载系统：硬盘播出系统中上载是一个非常关键的环节。上载素材的高质量确保了播出的流畅和安全， 如果播出服务器同时承担上载和播出任务，将会大量占用服务器的系统资源， 使服务器负荷过重， 如果上载工作与播出工作分离，将会使播出服务器的负荷大幅减轻，播出服务器的系统资源更加合理地分配，使播出系统

9、更安全稳定地运行。本系统的设计采用了上载工作站与播出服务器独立工作的本/异地分布式上载工作方式。根据本台实际，系统中配置了三台上载工作站( 其中一台为带上载功能的延时服务器，使系统直播节目时具有延时功能 )，每个上载站均带SDI 、模拟复合、模拟分量输入输出接口。上载工作站在系统中完成播出素材的上载和审核工作。3、视音频服务器： 系统将采用 MagiStream 系列播出服务器组成的主备镜像并自动应急切换结构。视音频服务器不尽是切换系统的信号源而且是我们最终视音频信号的上载的存储器，通过上载把原先录像机播出方式的在线故障转变为了离线故障，从而大大提高了实际播出的安全性，视音频服务器通过千兆网络

10、交换机实现镜像备份。4、数字播出切换系统：包括4 个16X2的数字切换开关和2 个2X1倒换开关，上述信号源经过相应的处理以嵌入式SDI格式信号输入， 它们输出的视音频主备信号经过一个3X1智能倒换开关的切换输出，经数字键混，解嵌器解嵌、D/A转换、视音频分配后去无线发射台和有线机房前端。切换系统的输入信号源包括：2 路16X8模拟切换输出经A/D转换后加嵌的数字信号、4 路视音频服务器输出的数字信号、1 路延时垫片信号、若干路应急数字录像机信号及数字卫星信号组成。5、网络控制系统：图 2控制系统要实现自动播出控制和对视频服务器的上载和播出等的控制，必须借助于网络。本系统采用了数据、文件、控制

11、分离的网络控制结构，图2 为网络控制系统示意图。在该系统中存在三个网络，两台视音频服务器与上载工作站通过一台百千兆多层网络交换机组成视音频素材网络，两台视频服务器互相备份素材，我们从应用角度在逻辑上定义了其中1台作为主视频服务器，另 1 台作为备视频服务器，其实两台的物理配置是完全一样的。第二个网络是由2 台视音频服务器、2 台播出工作站、3 台上载工作站（兼审片工作站）、 1 台串编工作站和2 台互为备份的文件管理服务器通过另一台CISCO 24 口的百千兆多层网络交换机构成一个以太网络完成文件的传输交换和备份的百兆素材交换。另外一个网络为2 台自动播出工作站和3 台上载工作站通过一台MOX

12、A公司的 16 路 RS232/RS422IP 网络集中控制器控制主备视音频服务器、 16X8 播出切换矩阵、 16X1 切换开关、数字键控器和上载录像机进行播出切换和上载。在硬盘播出系统中，良好的视音频设备还需要有良好的播控软件的配合，使各硬件系统稳定协调地工作。系统的控制采用TCP/IP 网络控制和RS422/232 专线控制的方式。整个系统有录制、播出、硬盘控制、串编系统和文件管理系统等构成。录制系统：系统采用控制录像机上载、手动上载、定时上载等三种方式。素材上载时，系统控制上载放像机、切换矩阵及视音频服务器，根据上载通道视频信号来源选择相应激活的放像机及外来信号源将素材录入硬盘，通过两

13、台视音频服务器间的光纤相互传送，互为备份。节目录制完成后可以对录入的节目进行检查，检查录入节目的质量和对录入节目的素材进行设定。播出软件：软件的播出控制就是使视音频服务器中的素材在播出控制工作站的控制下，依照串联单编辑机所编辑节目单的次序进行播出，我们采用一台播控机同时控制两个频道播出的方法， 另一台播控机处于热备份状态。系统同时控制视音频服务器、播出矩阵及播出切换开关，可实现开播、定时、顺序、顺插、延时播这几种播出方式，还可根据播出要求临时调整播出表 ,并可控制数字键控器进行字幕和台标的上下。主备播出工作站均能独立完成两个频道的硬盘播出，若主播工作站发生故障，系统自动切换至备播出工作站工作。

14、并发出报警信号，通知技术人员前来维修，故障排除后，可手动切回主播出机工作。串编系统： 串编是由串编工作站将硬盘中存在的素材和外来信号编辑成播出串联单，通过以太网导入播出工作站。文件管理系统： 文件管理服务器为以太网内各台工作站服务，也是公共数据库存储的地方。上载工作站把上载的素材信息记录到文件管理服务器中，串编工作站将上载的素材和外来信号编辑成播出串联单，自动播出工作站则到数据库中查找这些素材信息，然后控制播出视频服务器进行播放。5、时钟、同步、电视墙系统：时钟系统：本系统配置了 GPS 卫星时钟接收机 1 台，通过网络和场逆程钟向所有需要校时的设备发送时码校时信号，保证整个系统时间的同步，从

15、而保证了播出时间的精确性。同步系统：同步信号发生器采用二台泰克 SPG-300 同步脉冲发生器，双机热备份，进行主从锁相，并采用 ECO-422 自动倒换。同步信号经视分后接到各播出设备同步锁相，保证系统同步的稳定可靠。电视墙系统：略。本系统设计时考虑了技术监测系统， 但考虑到本台资金的实际情况， 技监系统考虑为今后分步实施。（二）硬件系统主要设备性能1、视音频服务器：作为本系统项目投资的重头设备视音频服务器，我们经过多方了解和考察， 并对设备进行实际测试比较，在满足系统要求的情况下，我们充分比较了国内外多种视音频服务器的性价比和网络控制系统的性能，最后选择了由北京格非视频科技发展有限公司开发

16、的MagiStream 四通道视音频服务器及输入输出通道板卡，该视频服务器采用嵌入式 NT 作为操作系统， 具有开放式的软硬件平台和标准的接口协议，支持热插拔的冗余电源、热插拔的RAID5 磁盘阵列、热插拔的风扇，服务器全面支持标准的MPEG2 压缩格式，具有完善的输入输出接口，提供嵌入式音频输入输出模块，数字AES/EBU 输入输出模块。预留扩展通道， 当加入支持高清的编解码卡时，只要更换输入输出模块，即可升级为支持高清播出的视频服务器。服务器内置1G 光纤或同缆Ethernet 网络接口和100M Ethernet网络接口，具有强大、方便的网络功能。通过局域网，支持素材本地上载，或通过网络

17、异地实时上载，支持素材以数据文件方式高速上传到服务器。外部控制协议支持SONY标准控制协议和Louth VDCP控制协议。标准配置，5 个 300G的SCSI 硬盘热插拔盘位。2、调度、切换矩阵及其他周边设备：4 台16X2切换开关均采用Leitch的数字净音系列切换产品，配备2 块 16X4 的控制面板，在紧急状态下可完成手动的切换方式。周边设备，如模拟视音频分配器、模数数模转换器等，充分考虑到播出系统中的每一个设备都可能成为系统的“坏点” ，因此对于系统中的小件设备使用高质量的产品来保证系统的安全性，周边设备均采用了Leitch 公司的 6800 系列机箱和模块。四、系统方案的测评1、安全性高：系统设计采用了多级应急保护措施，保证了播出系统的安全播