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1、绍兴广播电视总台全数字硬盘播出系统作者：浙江省绍兴广播电视总台 汪炜钢飞速发展的数字电视技术以及IT技术的融合、渗透，正在推动基于视频服务器的数字播出系统。绍兴广播电视总台的全数字硬盘播出系统经过技术人员一年多考察、论证、安装、调试，于2006年9月5日正式启用， 实现了三套播出系统全数字、多通道、多硬盘电视节目播出计算机网络化自动控制，解决了模拟播出各种因素造成的麻烦，极大提高了电视播出的安全性和画面的质量，系统技术指标达到广电总局的有关标准，顺应了广播电视数字化的发展趋势。 一 设计要求 播出系统的数字化是电视系统整体数字化的一个重要环节。绍兴广播电视总台电视播出系统需要三个频道，有5天节
2、目的存储容量。因此，除了对硬盘播出系统具有安全、可靠这一基本要求以外，多套节目集中播出这一方式对系统的存储容量、节目的输入输出通道数、数据的传输速率以及数据的读写速度等均提出了很高的要求。我们在设计这一全数字播出系统时首先考虑了以下几个要求： * 系统及技术指标应符合相关国家标准或行业标准，应满足GY/T165-2000、GY/T107-1992、GY/T152-2000标准； * 支持多频道播出，实现三套自办节目的硬盘播出，并可扩展到四套自办节目的硬盘播出； * 用MPEG-2格式传输、存储节目信号，采用12Mbps码流进行编码，系统内部一律采用SDI数字信号（内嵌AES/EBU标准音频）；
3、 * 为保证系统安全，系统内硬盘服务器、矩阵、播出控制机等主要部件均设计有备份，与主机同时工作，随时切换，并和主通道有相同的安全性能，做到没有单溃点（包括硬件和软件方面）； * 能实现边播边载、应急上载、延时播出的功能，对上载的节目有审看和编辑功能，还具有紧急情况下的录像机播出功能； * 系统使用界面简洁直观，操作平台采用Windows 2000中文系统。操作要简单，输入量少，功能全面，安全可靠。 二 硬件系统设计 数字硬盘播出系统的核心设备是存储容量大、基本带宽、输入输出通道多的高性能硬盘服务器。多个输出通道共享视频存储服务器中的数据，多台视频服务器通过Fiber Channel相连。 我们
4、的系统设计内部信号一律采用SDI，音频采用嵌入音频，外送信号采用SDI与模拟复合共存形式。基于此，所有相关设备都选用数字格式。视频服务器选用两台OMNEON、矩阵选用THOMSON和播出切换台选用英国金钻QMC、数据网络及交换、监视系统、电源系统。 1. OMNEON视频服务器 OMNEON视频服务器是一款可扩展性的分布式结构模块化系统，用户可按照需求大小灵活地扩展通道数目、带宽和存储容量。它由三种主要的硬件组成：视频编解码模块MediaPort/MultiPort、管理编解码模块管理文件存储系统并提供IP连通能力的MediaDirector，以及存储数据的磁盘系统MediaStore。Omn
5、eon服务器的最基本配置包含上述模块的各一个，但系统可以通过增加模块的方法将通道数扩展至数十个。 整个系统采用了主备完全镜像的结构，两个OMNEON视频服务器主机MCP2101（MediaDirector），每个主机分别控制5个上载模块（MIP1003A）和一个输出模块MIP3006（有6个输出通道），总共有12个输出通道。具体输出路数：每个频道主、备输出各一路共6路、3个审看通道、1个垫片通道、2个延时播出、编辑通道、1个集中审片通道；输入路数：每个频道上载各2路共6路、主、备应急、延时上载各一路共4路。 视频服务器的主机使用 嵌入式操作系统，服务器采用了Omneon公司为服务器性能及存储进
6、行优化过的UNIX操作系统，没有系统盘，将操作系统存储在NV-ROM中。这样有两个好处，一是避免了传统硬盘经常发生的机械故障，安全性极高；二是系统启动速度快，当主备机其中一方重新启动只需要55秒就可以实现启动完成并同步播出。 OMNEON视频服务器主机MCP2101（MediaDirector）是起着MediaStore的RAID控制器功用。Omneon服务器采用被配置成JBOD（简单磁盘捆绑）机箱形式的MediaStore设备。显然，对播出来说，素材必须受RAID阵列保护。MediaDirector模块将信息“记录”到RAID3阵列中的驱动器上。这完全是以软件形式完成的，因为软件型RAID系
7、统的灵活性天生就大于硬件型解决方案的灵活性。与存储系统采用双光纤链路进行连接，避免单点故障。磁盘阵列具有双光纤连接模块（互为冗余），避免单点故障。每个磁盘阵列具有16块光纤硬盘，每8块为一组，每组中7块作（61）的RAID3，剩余1块作为热备盘，双重数据安全保证，确保数据安全，磁盘阵列中的硬盘支持热插拔。 2. 矩阵和切换台 我们的系统设计以硬盘为核心，以矩阵为中心，内部信号一律采用SDI，外送信号采用SDI与模拟复合共存形式，传送及回传四楼网络公司的信号采用光缆传送。系统采用了主备两套视频服务器并行工作的方式运行，主、备视频服务器完全镜像，一旦主视频服务器出现故障，就切至备视频服务器继续播出
8、，应急播出能做到同步切换、无延时。所有过程的检测、控制都由播控机实时完成。硬盘的10路输出回送矩阵以便更方便灵活地调用。硬盘输出、外来信号、测试卡均在播控机的控制下，依照节目单的次序进行播出。 （1）总控矩阵 总控作为电视台播出及全台信号的调度中心，其核心设备“矩阵”要求安全可靠。我们选用目前国内电视台总控机房大量采用的THOMSON公司CONCERTO系列“3232数字视频矩阵”。本矩阵采用了独特的“软切换”或“V-FADE”切换方式，可有效地消除切换时由信号电平差异所产生的附加噪声。遥控面板与主机连接，采用标准的ETHERNET，方便可靠。 矩阵输入：外来信号，演播室信号，同步机的测试，经
9、帧同步锁定的信号等。 矩阵输出：168上载矩阵，帧同步（对非同步信号锁相），播出频道，台内各机房以及外部门。 矩阵主机机箱电源采用双电源，控制软件采用THOMSON公司安全、可靠、先进的ENCORE软件，并支持国际标准的报警系统SNMP协议。 （2）上载矩阵 绍兴广播电视总台现有播出节目为DVCPRO50（25）、BetaCam格式的录像带，设计以每套4台录像机（一套：2台UVW-1400AP +2台AJ-D930；二套：2台PVW-2600 +2台AJ-D930；三套：2台UVW-1400AP +2台AJ-D930），VTR信号 12路+总控矩阵来的两路信号作为上载源信号。每频道两路作为上载
10、目的信号。3种机型中除DVCPRO50直接接入外，BetaCam通过IQDEC0115-1A板卡AD转换和音频嵌入后接入，总控矩阵来的两路信号本身就是SDI可直接接入。源信号经矩阵切换后进入MIP1003P模块输入口进行编码、压缩成MPEG-2格式后，存储进硬盘。因此，上载矩阵选用ACAPPELLA 168的矩阵。 （3）播出切换台 切换台选用QUARTZ QMC，主要起到键混的作用。它的4路切换源为：PGM、PST、EMERGNCY、BYPASS，其中PST可预监，通过Q-Link与播出切换器连接后，可直接调用播出切换器的源信号，等于是播出切换器控制面板。它的两路键都具有软切换功能，分别用于
11、控制台标与字幕，可由软件设置自动、手动控制上下。QMC独有的两级备份，PGM、PST来自主播出切换器，EMERGENCY来自备播出切换器，当主播出切换器出现问题或需维护时使用，而BYBASS信号亦来自备播出切换器，可完全旁通QMC切换。QMC亦能接受嵌入数字音频，可手动控制音量。同时它的切换和显示面板可由软件实现个性化设计，依实际情况，选择适当的源信号。 主、备切换器选用ACAPPELLA 162 DIGITAL VIDEO MATRIX。它的源信号：视频服务器 主、备两路输出信号、总控矩阵的3路输出信号、1路循环垫片、4路VTR信号，其中一套的1路CCTV光缆信号、1路新闻演播室信号；二套的
12、1路180演播室信号也直接接入各套的主、备162切换器作信号源。 3. 周边设备 周边设备选用的是Snell & Wilcox产品，该系列产品已广泛用于电视台播出，转播车系统，高可靠性，高性价比。它使用模块化设备，机箱均带备份电源，有较高的模块安装密度，有良好的散热、防尘功能，支持模拟、数字的视音频模块混插。组件均为前装载式，均可热插拔。配备设备远程控制监测软件，可通过TCP/IP网络监控，具有自动告警、出错记录、图例显示故障功能。所有模块带控制接口，提供开放的底层，控制协议，可由电脑对所有设备进行状态监控和修改设置，可以为专用软件实施错误统计分析提供相关的信息和数据。技术成熟、应用广泛，在国
13、内、外有大量的应用实例，维修、维护方便。 4. 控制系统设备 控制系统由7台播出控制机（每个频道配主备+1台冷备机），3台上载工作站，1台应急上载工作站，1台延时上载、播出工作站，1台矩阵管理工作站，1台IQ机箱管理工作站，1台网络服务器管理工作站，两台网络服务器和两台千兆以太网交换机组成。 系统配置上载工作站控制录像机播放和编码器的输入，完成节目的上载工作，也可控制解码器进行节目的预监和下载工作。上载工作站也可用于节目播出表的编排工作。上载工作站控制两个编码器和两路信号（录像机、线路信号）进行上载，以及1个解码器审片。应急上载工作站、延时播工作站控制录像机、两路线路信号进行上载，并可以通过调
14、度矩阵完成上载信号的自动调度。 两台播出控制机组成播出控制系统，采用互为主备的方式，分别控制主播任务和备播任务，主备控制机均能独立完成全频道播出的任务。为了确保控制的安全性，控制信号配置一个RS422倒换开关，完成信号倒换任务，正常情况下由主机控制所有设备，如果主播出控制机发生故障，可及时用备播控制机接管全部控制任务，实现热备份和热切换。 数据库服务器系统存储各种数据，在各种网络中共享。用来管理用户账号、用户操作权限、数据备份与恢复、日志管理、视音频节目的一致性检查等工作。为了确保数据库服务器的安全性，采用双机结构，确保任何情况下核心数据库的安全。 上下载控制机，播出控制机，设备服务器和系统管
15、理机通过以太网交换机连接在一起，构成完整的计算机网络体系。 5. 监看系统 整个系统监看采用5块松下50英寸等离子显示，播出三个频道每个频道采用1块16分屏显示。总控矩阵输入输出监看使用1块16分屏显示。另外一块主要用于网络用户端三套数字、模拟节目的监看及显示时钟。 画面分割器采用美国AYITECH公司生产的MCC8000系列，其采用模块化结构组合使用，每个模块都有自己的风扇、电源、CPU及双输出，分辨率最大为16001200，支持模拟音频、数字音频及嵌入音频，支持SNMP报警。在断电或单个模块故障情况下，数字DVI信号可跳过下一模块正常输出，以确保在16分屏显示时不会出现整屏显示黑屏现象。 此外MCC-8000系列还有一个最大特点是该分屏器可支持THOMSON CONCERTO矩阵控制系统实现动态源名跟随显示。总控只采用一块等离子16分屏监看，但总控输入输出为3232，信号路数远大于16路，故只能通过控制面板调整监看。 6. 电源系统 为保证播出系统电源安全可靠使用，采用播出设备电
