日照电视台多频道数字硬盘自动播控系统

1、中国有线电视 2005(17 日照电视台多频道数字硬盘自动播控系统! 贺万里, 韩华立, 韩培田(日照广播电视台, 山东日照276826摘要:为保证电视节目的安全、优质播出, 加快广播电视的数字化进程, 日照广播电视台以安全可靠、技术先进、系统开放、可扩展性好为原则, 建立了一套集上载、播出于一体的多频道硬盘自动播出系统。本文结合日照电视台电视播出控制系统全面数字化改造方案的组成及整个系统的功能、特点, 介绍了多频道数字硬盘自动播出系统的特点, 以及在播控系统数字化建设中的一些体会, 对即将进行播出系统数字化改造的中小电视台具有一定的参考价值。关键词:数字化; 自动播出; 视频服务器; 数据库

2、服务器; 硬盘系统中图分类号:TN 948. 12文献标识码:B 文章编号:1007-7022(2005 17-1723-05M ulti Channel D igital D isk Auto P layi n g and Controlling Syste m in R izhao TV Station! H E W an l, i HAN H ua l, i HAN Pei tian(R izhao Broadcasti n g &TV Stati o n, Shandong R izhao 276826, Ch i n aAbst ract :The artic le i n

3、troduces the functi o n , characteristics o fm u lti channel hard d i s k auto broadcasti n g sys te m co m bining w ith t h e re f o r m o fR izhao station. A t the sa m e ti m e the experience in the d i g ital construction o f the broadcasti n g contr o l syste m are g i v en .K ey w ords :d i g

4、italize ; au to play ; v i d eo server ; database server ; H D syste m1概述随着M PEG-2视频服务器技术的成熟和硬盘存储设备性价比的提高, 以M PEG -2数据流为基础的数字存储、传输系统已是电视台播控中心的发展方向。硬盘作为信号存储媒体具有极大地优越性, 无磨损、高可靠性、免维护等特点以及系统价格不断下降的优势使其成为了磁带记录设备的一个强大对手, 并将最终取代传统的磁带播出方式。在信号源端, 数字电视信号共享的成功结构就是硬盘播出系统。数字硬盘播出系统与传统的磁带录像机系统相比, 具有以下优点:#采用非线性编辑方式

5、, 极大地方便了电视节目的编辑与播出; 采用数字处理和存储方式, 信号还原度高, 多次编辑和播出的图像一致性好, 数据可以长期保存和播放且不影响质量; %克服了磁带机机械部分和磁带故障率较高的缺陷; &在具有多个频道播出的系统中, 其信号源可为多频道共享。目前, 数字硬盘播出系统正作为大多数电视台走向完全数字化的突破口之一, 数字化电视中心也已开始成为主流。作者简介:贺万里(1960 , 男, 工程师, 主要从事广播电视播出管理工作; 韩华立(1974 , 男, 助理工程师, 主要从事电视节目制作设备维护工作。为提高电视节目的播出质量和播出安全, 确保整个系统能安全、可靠地长期运行,

6、同时又易于扩展和升级, 日照电视台经过近1年时间的反复考察、论证, 于2004年6月开始在原有单频道磁带录像机自动播出系统的基础上, 对播控系统进行了全面的数字化升级改造, 安装了BC-Auto m ati o n 5000多频道网络化全硬盘自动播控系统。目前, 日照电视台3套自办电视节目的播出和控制系统实现了全数字化, 使播出质量有了一个质的飞跃。2自动播出控制系统框图改造后的全数字硬盘自动播出控制系统框图如图1所示。图1基于数据库服务器的网络化播控系统构成框图3系统功能简介整个系统由数字视音频服务器、网络化自动播控系统及周边设备(总控及分控系统 3大部分组成。这次升级改造, 对数字视频服务

7、器有以下要求:#采用M PEG-2(嵌入式音频 编码; 具备多通道输入输出(10个以上通道并有扩展余地; %采用RA I D 5磁盘阵列技术和双机冗余的安全模式; &在系统中, 台里既可根据实际情况将所有频道的全部节目用硬盘播出, 也可部分节目采用硬盘、部分节目仍用录像机(应急 播出。视频服务器主要负责3个频道(主、备通道 所有节目素材的编码上载、存储、播出以及各频道播出表单的制作, 可进行磁带节目的CTL 码和TC 码上载; 手动或定时上载外来信号(L ine; 手动添加上载任务列表、编辑素材列表; 节目单审核; 查询节目单中需要上载的节目; 手动删除素材; 提供添加、修改、拷贝、删

8、除、拖拽等基本编辑操作; 提供素材编辑、重放、审核; 上载素材审核后才可以进行播出; 提供素材播放的各种控制; 模板的导入和导出; 查询、显示硬盘素材和已播节目列表; 显示硬盘裕量; 区别显示已播、在播、待播节目, 具有不同的修改权限; 对锁定的播出节目单进行保护。网络化自动播控系统用来存储、管理各种播出信息及控制视频服务器进行节目播出, 提供自动播出并具有手动应急操作; 处理各类播出事件, 包括顺序播出、定时播出、定时插播、连续插播、手动覆盖; 播出中自动检测受控设备, 出现故障时报警提示; 主备切换开关同步切换; 节目可边播出、边上载; 实时记录播出数据, 具有多格式数据备份。另外, 通过

9、数据库服务器网络, 还可以进行数据的统计、打印, 设定频道、信号源名称, 配置所控制的硬件设备, 设定不同级别(类型 操作人员的权限等。总控及分控系统:总控系统为3个频道的分控播出系统的总调度, 其主要功能包括:#将众多的外来信号(CCTV 、省一套、演播室、转播车等 灵活调度至各分控频道, 实现信号资源共享; 将各分控主输出信号返送矩阵, 进行传输前的监测; %对整个系统检测及维修提供方便; &为重要、突发事件提供应急备份通道。4主要设备配置及特点4. 1数字视频服务器本台使用的数字视音频服务器是V ideo Tek WBS -1000系列视频服务器(采用进口硬件, 国产软件, 配备

10、5个编码站(上载通道, 负责3个频道的全硬盘数字播出。数字视频服务器部分包括播出视频服务器和M PEG -2编码服务器。为确保系统运行绝对安全可靠, 视频服务器采用双V i d eoTekW BS-1000服务器热备份技术。视频服务器采用带RA I D 容错控制器的高速硬盘阵列。其主要特点有:#安全性、可靠性高。采用RA I D5冗余技术, 性能十分稳定、可靠, 可带电插拔硬盘, 防止因电源、软硬件设备故障、人为误动作等造成的硬盘数据丢失。具有带电插拔的备份电源、备份风扇, 可以保护数据。%可多通道同时播出, 对硬盘阵列进行实时读写。为满足本地录像机上载及2个演播室边播出、边上载的要求, 视频

11、服务器有5个上载通道, 7个(3个双输出和1个单输出 解码通道用于播出。&工作软件在W i n dow s 2000操作系统上运行, 安全可靠, 宜于开发、应用各种控制软件。按需扩充硬盘容量, 升级软硬件, 浪费少。本系统中视频服务器存储硬盘的基本配置为146(6GB , 可存储185小时左右的视频节目, 5个编码站的本地硬盘约可存储125小时的视频节目, 系统共可存储310小时左右的视频节目。根据事业发展的不同阶段, 还可扩充硬盘, 软件则跟随硬件升级而升级, 以适应发展的需要。 价格适宜, 操作成本大幅降低。随着自办频道播出时间的逐步延长, 各套节目中不仅增加了电视剧的播放量, 广

12、告的插播数量也在逐步增加。如今的广告不仅播放灵活、重播率高, 同一条内容经常在多个频道重复播出, 而且每次广告的时间长则十多分钟, 短则几十秒, 穿插在各节目的片头、片尾和内容中间。与录像机播出相比, 采用硬盘播出, 不仅节省了大量的人力、物力、财力, 而且大大降低了节目串、编、播人员的劳动强度。编码站使用的也是V i d eoTek 系列, 编码板均为M ES-1800系列, 其中2个数字站为1(MPEG-2编码数字SD I/AES&模拟复合&分量输入配置, 3个模拟站为1(MPEG-2编码模拟复合&分量输入。编码站可将所有磁带信号、外来信号上载到视频服务器硬盘, 系

13、统灵活性非常好, 支持625/50或525/60操作模式, 提供复合、Y /C、YUV 模拟分量和SDI 数字接口。其直播功能也非常强, 可接入卫星信号、演播室信号以及现场光纤信号等外来信号。两路数字输入为上载录像机和演播室共用, 其中, 演播室数字摄像机信号可通过SDI 口直接上载, 3路模拟复合/分量视频输入供上载录像机使用。编码站通过RS-422接口遥控录像机, 确定上载素材在磁带上的时码出入点, 执行采集后, 系统自动遥控录像机搜索、预卷、走带, 自动完成上载工作并保存。编码站和以太网相连接, 将所采集的各种节目素材直接录入到视频服务器的硬盘阵列中, 供播出系统直接调入使用。4. 2网

14、络自动播出控制系统网络化自动播控系统采用了BC -5000系列产品。该产品具有完善的模块化结构, 支持Louth 、Sony 和其他主要协议, 可控制和管理目前各种播出切换台、矩阵和录像机; 支持各厂家的硬盘服务器; 同时支持数据流磁带机。系统可以根据用户的要求建立在I B M DB2、SQL 、Sybase 、Oracle 等数据库上。同时, 多用户广告管理系统、视音频质量自动监测系统、海量媒体资料管理系统可以独立或一体化方式与播出系统共同工作。在一体化工作时, 全部功能呈现为一个完整的、完善的综合媒体数据管理体。本系统由BC -NM S 主备网络数据库服务器、BC -OAS(On -A i

15、r S tation 主备播出站、BC -L ist 制表站、多路RS-422控制2选1切换器及3CO M 的1G网络交换机等组成。数据库服务器采用主备机镜像备份, 整个系统采用数据库网络结构(数据库服务器采用W indo w s 2000Advanced Server 操作平台, 各终端采用W indo w s 2000Professi o na l 操作系统, 所有信息和数据都放在数据库服务器中。以数据库管理为核心, 共享RA I D5系列盘塔, 服务器通过1(1G /100M B ase T 以太网与各工作站进行数据交换(服务器与交换机由1G 以太网连接, 交换机与终端为100M 以太网

16、连接 。主、备机运行时能够互相实时检测, 任何一台服务器出现故障时, 均可完成自动检测、自动切换、在线修复。广告串编(二级制表 系统完成每天广告节目的串联和编排, 广告串编表供节目总编和播出系统调用。本串编系统只需将客户广告节目一次录入视频硬盘阵列中, 即可做到按用户要求随时编排播出。存入硬盘中的视音频素材没有前后顺序, 仅需要我们按照每天广告节目所要求的顺序编排一个播出表, 即可播出。播出表编辑是实时的, 无须生成播出节目文件。针对多个频道、多个时段的广告播出, 只需编排相对应的播出表即可完成每天的广告串联和播出工作。4. 3总控及分控系统现有的电视台多频道播控系统, 主要使用独立式和集中式

17、两种结构。独立式即一个频道采用一套播控系统, 是传统的播出结构。各播控系统相互独立, 各自操作, 易建立独立、直观、快捷的应急处理措施。一个频道播控系统出现故障, 不影响其他频道, 其安全性非常高。缺点是资源不能共享。集中式是指共用切换台、播控矩阵等信号通道的播出控制系统。将资源组合起来, 能实现最大限度的资源共享。但其不足亦是明显的, 如系统内各部分相互关联, 易形成瓶颈, 应急处理不直观、不简捷等。为克服上述两种系统的缺陷, 我们采用了能兼顾安全性和资源共享两方面要求的混合式播控系统。作为3个频道分控播出系统的总调度, 总控系统主要配置有SI GMA ADX3232DV 数字视频矩阵系统、

18、Tektronix SPG422同步系统、CANARE 的视音频跳线器、GPS 时钟系统以及V i d eoTek VTM -300多格式视音频信号质量监视器等。在分控系统中, 各频道均具有独立的切换器和应急切换系统, 其中主频道有三重应急措施。3个频道的主备路均采用V i d eo Tek RS-12DVL /EAM12(1数字视频切换器(数字视频嵌入音频, 且每个频道采用一个解嵌器和一个D /A转换, 这样, 一旦遇到紧急情况, 则可轻松地将主备切换开关的模拟视音频输出跳线至主分配器前端输出, 数字路可通过跳线跳过解嵌直接送往总控矩阵输出。各分控系统中解嵌器的输出为:1路SD I(音频嵌入

19、 信号作为主输出送往网络机房; 1路SD I(音频嵌入 信号送往总控矩阵; 1路SDI 信号经D /A转换及主视频分配器分配, 同时解出1路模拟音频经主音频分配器分配后与模拟视频信号一起送往各机房; 送往网络机房的备路SDI 信号由总控矩阵分配输出。除此之外, 本系统无线、有线广播兼备。系统中2个频道为无线频道, 3套节目都进入有线电视网; 所有播出信号包括外来直播信号均为1主1备制, 保证了播出安全。为保证数字播出系统具有较高的性价比, 本台数字矩阵、数字主备播出切换开关、数字监测设备、主通道的周边设备全部采用进口原装名厂家设备, 辅助通道、监看等采用国产设备, 既保证了数字播出通道的高品质

20、, 又降低了造价; 同时也考虑了未来的发展, 系统完全数字化, 即使未来用户采用数字电视, 本系统也完全适用。5系统安全保障安全播出是广电行业首要的也是最根本的任务, 安全性始终是播出系统的第一要素, 在设计、安装和使用硬盘自动播出系统时, 如存在着不安全因素, 即便有再多的功能, 该系统也不能考虑。通过对网络化硬盘自动播出系统的安装和一段时间的试运行, 我们感到, 系统的整体安全性必须从软件、硬件和网络来综合考虑, 必须采取一定的冗余措施。为保证整个系统的安全运行, 应从以下几方面来考虑安全方案。5. 1技术支持(1 系统必须使用不间断电源(UPS 供电, 以防设备停电或倒电间隙造成的数据丢

21、失和停播。(2 系统软件要具备提示、报警和纠错功能。不仅能提供高可靠性和精确性的基本播出方式, 同时要提供复杂多变的播出手段, 能够实现定时、顺序、触发播出和定时定长、顺序定长、顺序不定长、触发定长、触发不定长以及延时播出(可选 等方式, 以满足各种复杂情况下的播出; 可实时检测硬盘机、录像机和其他具备通信口的外设, 当在播和待播设备出现故障时, 以声光报警提示播出人员; 在硬盘播出方式下, 系统要有较完善的编辑和管理功能, 包括手动和自动方式对素材的录入, 完成录入后, 将素材及相关信息登录到素材库, 并保证每个素材标识代码的唯一性; 利用编辑功能对素材库进行分类、增加、修改、删除等操作;

22、利用管理功能对各频道的节目播出单进行编辑、存储等管理; 能最大限度地发挥硬盘机的内在功能, 能在大量的素材中以最快的速度、最短的时间编辑好待播素材; 精确地定位好素材之间的出入点。(3 特殊功能键。在特殊情况时, 即在时间有限, 播出人员需改动节目播出单时, 通过特殊功能键的操作改变播出计算机的在播节目单。具体功能应具备如下几点:立刻启动下一条节目, 以切断当前节目; 延续当前的节目; 强制跳过下一条节目; 播出备份信号; 播出备份录像机的信号。由于使用简单、快捷和符合播出人员操作习惯的方式, 特殊功能键的使用可提高播出人员处理突发事件的能力, 同样也提高了系统的可靠性和应变能力。(4 完善的

23、应急处理系统。应急处理措施是播出系统中必不可少的, 实践证明, 传统的跳线、应急处理器、切换器等应急处理方法是行之有效的, 播出技术人员对此技术也非常熟悉。5. 2设备保障数据库服务器:数据备份是硬盘机可靠播出的基础, 没有可靠的数据备份和传输, 播出的可靠性就无从谈起。在硬盘播出方式下, 为了保证高可靠性, 必须采用双机热备份方式, 主备机运行时互相实时检测, 两者间通过1(1G B ase T 以太网高速传输数据, 使两者的数据内容完全镜像, 当任何一台服务器出现故障时, 均可自动完成检测、切换及在线修复。同时, 主备数据库服务器还应具备完善、方便的库维护功能, 具有定期清理垃圾和处理废旧

24、文件的功能。播出站:播出站是整个播出系统的重要设备, 主要担负播出任务, 因此, 力求简单、可靠、实用。为保证高可靠性, 每个频道均应采用主、备播出站同步硬盘播出的机制, 即主播出站控制频道的主通道播出, 备播出站控制频道的备通道同步播出, 通过控制信号切换器实现主、备播出站的切换。另外, 播出站应能实时检测各个设备状况, 发现故障能实时报警, 并做相应的切换处理。当主播出站出现故障时, 通过RS422切换器切换到备播出站; 主播出站修复后, 能自动跟踪备播出站的播出状态, 并找到同步点自动切换回去。频道主输出通道出现故障, 可切换到备输出通道或垫播。视音频服务器:采用主备视音频服务器, 且主

25、备机内容完全相同。正常情况下主备机同步并行工作, 当主机出现故障时, 备机可保证连续播出。网络保障机制:我们采用了BC I 公司独特的网络虚拟屏蔽技术, 主备播出机在正式播出前通过网络与服务器相连, 可从服务器中调出播出表单, 一旦正式开始播出, 则主备播出机自动虚拟屏蔽与网络断开, 即在物理上播出站与网络通过1G /100M 网线相连, 但在工作上是与网络断开的。因此, 网络中的任何异常(即使主备数据库服务器和HUB 都产生故障 均不会影响播出控制的正常进行。5. 3制度保障(1 播出技术人员必须具备一定的相关技术基础, 经岗前培训、考核合格后持证上岗, 工作中必须严格执行值机制度, 按操作

26、规程对设备进行操作, 定期对系统设备进行维护, 对系统指标进行测试、调整。(2 加强硬盘素材库的规范管理, 及时对素材进行整理, 准确地清理、删除库中多余及过时的素材和垃圾, 保证充分的硬盘空间, 为硬盘系统的安全运行提供良好的工作环境。(3 上载人员录入素材应在双机状态下进行操作, 确保主备机内容的一致性。(4 编录人员应至少提前一天编排好播出节目单并经严格审核, 同时要确保本机和数据库服务器两者间播出节目单的一致性。(5 严禁在系统中安装与本系统无关的其他任何软件, 以防病毒进入计算机。(6 每周二检修时及时清洁设备的外部, 对系统设备的各工作状态进行仔细检查并做好记录; 每两周对播出站进行一次关机维护, 每月对视频服务器和数据库服务器进行一次关机维护。6结束语BC -Auto m ation 5000多频道网络化硬盘自动播出系统的成功使用, 使本台实现了全硬盘播出, 整体播出质量和工作效率有了提高, 保证了节目播出的安全、优质和稳定可靠, 为本台创造更大的社会效益和经济效益提供了开放的数字化技术平台, 同时也培养了一大批训练有素的专业技术骨干, 为本台下一步建立相关的制作网、新闻网及演播室视频服务器系统, 进而建立起全台范围的数字化网络, 实现全台范围内的资源共享, 积累了丰富的经验, 为提高本台的竞争力奠定了坚实的基础。今后,