小型化数字电视播出系统的设计

小型化数字电视播出系统设计[作者：浙江广电集团宋旸]

这些年来，全国省市级电视台已经普遍完成了播出系统从模拟时代向数字化时代过渡，大规模数字电视播出系统改造和建设应该说已经基础完成，浙江广电集团在设计建设了一个含有10个数字频道播出能力自动化硬盘播出系统，该系统含有了大型SAN结构硬盘播出存放结构、机械手自动上载、编单上载播出节目单网络化等特点，含有了较高技术优异性。把集团电视播出能力和播出质量提升了一大步。

但这些年来伴随电视播出技术和播出形势不停发展；节目平台比如数字收费电视、数字移动电视等也在不停扩充，原有播出系统容量显然已经不能满足节目播出要求。必需补充新数字电视播出系统，浙江广电集团就是在这么大形势下决定建设一个全新数字播出系统作为原有系统补充，满足集团电视节目播出需要。

一系统设计思绪

1.低成本

新增频道经济效益通常全部不高，甚至带有一定试验性质。所以投资不能参考传统节目频道，要努力争取降低建设成本。

2.积木式易扩充系统架构

节目频道增加有一个循序渐进过程，既不能一下把规模扩大，也不能孤立地进行单个建设，适宜采取合适规模积木式框架结构，在充足考虑系统结合能力前提下，把多个频道播出规模作为一个建设单位进行建设。

3.新技术利用

播出技术可谓日新月异，硬盘播出技术、存放技术、网络技术全部在不停发展改变，新播出系统就要充足利用高新技术来提升系统播出能力和性价比。

二播出服务器选型

视频服务器是整个播出系统中最关键、最基础设备，它选择直接关系到整个系统安全和可靠性。本系统采取Pinnacle企业推出最新一代基于网络存放MPEGII视频服务器MediastreamServer8000。

Pinnacle企业新一代MPEGII视频服务器MediaStreamServer8000系列，是专门为播出设计支持多通道、高速视音频文件传送高可靠视频服务器，5U机柜可内置多个通道插槽，配合双解码器，最多支持8个输入输出通道，服务器本身没有素材存放空间，经过FC接口连接外置光纤接口磁盘阵列，最多可支持超出1000小时节目标FC磁盘柜。

MS8000系列视频服务器在原MS900服务器基础上，将SAN存放改为独立RAID阵列，通道支持标清SD输入，标清SD、高清HD和ASI输出，并支持内部直接上下变换（无需硬件升级）；编码格式支持4:2:0和4:2:2，码流最高可达50Mbps/Iframe；视音频输入支持数字格式，输出提供全数字及模拟多个格式接口。服务器经ConnectPlus1000（网关服务器）经过千兆以太网实现数据连接，可方便在线增减设备；8000系列服务器主机及存放阵列标配冗余电源和风扇，提供基于SNMP远程监控，方便维护。

三数据镜像系统设计

服务器系统提供1000M以太网直接对联，最大传输速达成30倍（双向）。KVM共享部分提供对2台服务器键盘、鼠标、显示器切换（连接MSI控制机）。

数据传输由专用ConnectPlus1000作为传输网关，其实际带宽达成300Mbps,折算单向通道带宽为150Mbps。150Mbps可完全应用于数据拷贝，在通常负荷下全部可达成15倍速（10Mbps）传输速度。假如在1频道系统全部通道同时运行情况下，12个通道会占用120Mbps带宽，剩下传输带宽能够支持10倍速左右数据传输速度。

四播出切换设备选型

本项目播出切换系统关键设备为两台QUARTZQ3204数字矩阵和QMC切换台，QMC切换台QUARTZ企业多年来推出一个新型多功效数字切换台，它含有传统切换台多种功效，能够对视频信号叠加键信号、控制视频信号切换方法、调整输出音频音量等。但在设计理念上，QMC切换台突破了传统切换台设计模式，大量采取模块化设计和计算机技术，经过对切换台主机内嵌系统配置给予QMC切换台不一样功效。这种设计方法使用户能够对QMC切换台配置进行个性化设计，在使用切换台时含有更大自由度。

QMC切换台含有很高播出可靠性，设置了多层保护，切换台播出信号能够从输入PGM、EMG和BYPASS中选择。正常情况下，QMC切换台将切换矩阵送来PGM信号输出；如切换矩阵发生故障，能够立即切换到EMG通道，将EMG通道信号直接输出，EMG信号一样经过QMC主机处理，能够进行加键等操作。如QMC主机发生故障，能够切换到BYPASS或直接断电强制BYPASS输出，BYPASS信号是直通信号，不能进行加键等操作。

在控制总线方面，为预防QMC主机、控制面板和切换矩阵之间相互影响，QMC主机和控制面板、QMC主机和切换矩阵分别设置独立两套Q-LINK总线，总线物理结构相同但传输协议不一样。在QMC主机工作正常情况下，如切换矩阵发生故障，控制面板仍然能够将控制指令发给QMC主机，能够进行除矩阵切换指令外任何操作。另外QMC切换台也含有很高灵活性，其全部功效全部能够经过QMCSETUP软件来配置。

五上载播出工作步骤设计

图1为先编单后上载系统步骤图。

本步骤特点：总编室编辑产生串联单下载到播出编单工作站，播出中心二次细化以后生成上载任务表，降低可能产生由播出部编单错误产生故障风险，并最终由播出工作站给予播出。

六播出软件结构设计

本项目之播出软件结构我们遵照安全性、结构化、开放性标准，各功效模块保持良好协同能力，同时又确保各自独立性，既根据操作步骤完美配合在一起运行，又自成体系能够独立运行，这确保整个网络安全性。

本系统软件由下列功效组件组成：节目单编辑模块，素材上载模块，广告上载和管理模块，设备服务器模块，播出控制模块，网络授时模块，SQL数据库模块，素材管理模块，播出单管理模块，矩阵调度模块、系统管理模块组成。工作步骤图2。

七系统特点综述

综合多种原因，我们最终确定以两个节目频道播出能力为先期系统建设规模，同时也将成为以后系统扩充基础单位。本系统关键服务器采取了两台Pinnacle企业推出最新一代基于网络存放MPEGII视频服务器MediastreamServer8000，互为主备镜像。单个服务器存放容量为2.5T，节目存放能力约为370小时/12MBit,存放介质采取光纤接口支持SATA大容量硬盘硬盘箱，增加了存放容量、降低了投资成本，提升了系统性价比。

整个系统为4通道上载、8通道播放I/O架构。既满足了两个频道播出通道要求，又充足发挥了两台MS8000服务器最好播出能力。每个频道主备播出通道分别在不一样服务器之上，两个服务器间经过CP1000相互拷贝节目素材，以达成互为备份功效。

该系统上载软件设计借鉴了机械手自动上载设计思绪，采取每台录像机配一台条码扫描器方法，手动扫描磁带条码，自动匹配节目元素。自动化程度和可靠性要优于传统手工上载工作模式。

周围系统采取了两台QUARTZQ3204数字矩阵和QMC切换台，系统现在含有（一主一备）两个频道播出能力，系统设计上充足表现了冗余和播出通道备份功效，每个频道节目输出有节目母线（PGM）、紧急母线（EMG）和旁通母线（BYPASS）三重备份保障，而节目母线和紧急母线、旁通母线之间不仅信号前端来自不一样数字输入矩阵，而且在控制方法上也采取了不一样控制链路和设备，以达成系统播出最大安全保障。

系统画面监看采取了两个MVW1600多分画面主机和等离子显示器实现方法，节省了机房空间。监听采取AMP2-VSA音频监听器，监听一路SDI播出信号和四路模拟音频信号。另外系统还配置了Tektr