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方正数字播出系统在房山电视台的应用
一、制播存一体化系统设计方案
今年3月，我台对制播存一体化数字系统建设项目的方案设计组织了专家研讨会，会上有专家提出，该方案除了要实现全台数字化和网络化的基本要求之外，其设计思路
还需要考虑以下4个方面：
1) 在当今富媒体（Rich Media）时代，人们对电视媒体节目的播出质量和时效性提出了越来越高的要求；
2) 随着Internet技术的广泛应用，观众希望能通过互联网随时随地收看（点播）某些节目；
3) 作为电视台的核心资产，电视节目怎样实现保值和增值；
4) 如何理顺电视台日益繁杂的制播业务所带来的管理问题。
结合上述专家组的意见，根据我台实际情况，按照先进性、经济性、可扩展性、高可靠性及易于操作管理和维护的设计原则，我台最后选定了如图一所示的制播存一体化系统方案。该项目方案在数据流程上，以播出内容的采集、存储、传输、编辑、播出和发布为线索；在业务流程上，以播出串联单生命周期管理（Information LifeCycle Management，以下简称ILM）贯穿于生产任务、调度（含转码）任务和播出等任务始终为特征。具体来讲，该项目方案可以实现如下功能：
图一：制播存一体化系统数据流程图
1) 满足多路信号（包括直播信号）调度，具有2个频道7X24不间断播出能力；
2) &n
bsp; 通过clearcase/" target="_blank" >cc">SDI基带信号和文件转码两种方式，制作系统和播控系统实现高效互联，提高了节目制播效率；
3) 媒体资产存储系统设计为全台共享式架构，包括制作.、播出和Internet点播在内的各种应用共享全台集中存储资源；
4) 参与播出的节目作为电视台主要核心资产，存储在播出内容存储区中，根据不同增值应用（比如Internet流媒体文件点播）的需要，可以转码为对应的文件格式；
5) 通过播出串联单生命周期管理（ILM），理顺全台日常繁杂制播业务中的业务流程管理问题。
通过该项目的实施，我台实现了制播存全业务流程的数字化和网络化，不仅积极回应了专家所提出的上述4点设计思路，而且整个系统具有较强的技术前瞻性，在今后相当一段时间内留有扩展余地。
在制播存一体化系统的设计过程中，如何提高播出的安全性和质量始终是我们最关注的核心问题，而最终能否实现安全优质播出，很大程度上取决于数字播控系统软硬件选型。下面本文将对我台数字播控系统的主要组成部分和设计特点进行简明扼要介绍，希望能够抛砖引玉，为兄弟区县台及其他城市电视台播控系统的建设提供一个参考。
二、数字播控系统的组成部分
在数字播控系统的工作流程和应用需要上，城市电视台与省级电视台相比存在较大的差异性。根据我台实际情况，结合专家意见，我台的数字播控系统需要实现如下3个层次的要求：
1) 能够安全稳定帧精确播出；
2) 整个系统结构简洁、功能丰富、流程灵活、操作便捷、指标优越；
3) 具有强大的系统互联能力和业务流程规范协调管理功能。
按照上述3个层次的要求，我台最终选定了如图二所示的数字播控系统方案。该方案由视频服务器系统、智能播控软件系统、文件转码服务器系统和播总控系统集成（含总控、分控、周边和多画面监看集成）四大部分组成，各部分的选型思路和实施情况如下：
图二：房山广电中心数字播控系统的网络和控制图
（一）视频服务器系统
在新一代数字播控系统中,视频服务器作为最主要的信号源,具有非常关键的作用。我台对视频服务器有如下选型要求：首先，视频服务器的素材在线存储容量和输入输出通道的规模适中，能满足城市电视台1到2个频道播出需要并
留有余量，同时具有较高的性价比；其次，视频服务器的单项技术指标和综合性能指标要优越，并在技术上具有先进性；最后，视频服务器的系统集成商能及时、迅捷地提供配件和本土技术支持。
综合考虑上述要求后，我台选配置了两台LEITCH NEXIO 4000ITS 视频服务器。每台视频服务器标配RAID3冗余阵列存储一组（146GB*4），实际有效存储438GB；单机通道配置为2入4出（1块双通道半双工编解码板和1块双通道解码板），提供SD(SMPTE 259M) 、AES-3输入输出支持，输出通道上标配模拟监视监听接口；服务器支持不同码率的MPEG 4:2:0和4:2:2文件编解码，也提供DV、DVCAM、DVCPRO25/50、IMX等多种文件格式支持。
（二）播控软件系统
与早期的自动播出系统不同，当前以视频服务器为核心设备的数字播控系统对播控软件的要求不再仅仅关注软件本身对设备的控制能力，还要求软件能提供一个保证系统数据、流程和维护安全的业务运行环境。我台对播控软件的要求可概括成四句话：稳定可靠、技术先进、功能完善和操作方便。这在客观上既要求软件开发商内部有一套先进的开发管理方法和良好的质量管理体系，同时也要求软件开发商对播控关键技术有透彻的掌握，并对电视台的应用有深刻理解。
我台选用的播控系统软件包含的软件模块系统有：上载和自动收录模块、播出内容管理模块、节目单编辑模块、主控播出控制模块、系统管理模块、数据库服务器模块、数据查询模块、数据统计模块、数据制表打印模块和网络授时子系统等模块。软件各模块之间为松散耦合，这种关系方便软件性能的升级和系统功能的扩展；该播控软件按照增量式和迭代式软件工程模式开发，使得系统具有良好的升级性和可维护性。
值得一提的是，由于网络授时子系统是保障整个播控系统协同工作的关键软件系统之一，为此，我台授时系统按照C/S模式设计了如下3步校时机制：第一步，由网络授时时钟服务器（Time Server）接入外部授时源（GPS）的信号，在全网实时发布基准时钟信息；第二步，各播出控制工作站在每次开机运行时，根据接收到的全网基准时钟信息初始化本机播出时钟，即所谓的时钟服务器客户端（Time Client）；第三步，在播出软件运行过程中，若发现本机播出时钟和全网基准时钟有差异，本机播出时钟会按照用户指令或自动作出步进调整，逐步缩小与全网基准时钟的时间差异，并最终实现与之精确同步。这种非跳变的3步网络校时机制的实施，保证了各种情况下本机播出时钟时间信号的逻辑连续性。而这种本机播出时钟的连续性为在播串联单播出时序的逻辑连续性提供了保障，从而为持续的安全播出提供有效时基保证。
（三）文件转码服务器系统
作为连接制作系统和播控系统的重要组成部分，文件转码服务器担当了两者之间文件级的互联桥梁角色。文件转码服务器系统按照制播双方约定的消息通信机制、通过文件的转码和打包，将制作环境下MEPG2 I帧成品节目文件转
换为满足播出要求的MPEG 2 IBP帧文件，提高了制播两个环节的素材交换效率。素材文件从制作区到播控区的转码遵循以下方式：
1、 在全台媒体存储系统中制作内容存储区（参考图一），制作方建立待转码素材缓冲空间——一个共享目录，制作方和播出方都可以访问。
2、 双方建立MSMQ（Microsoft Message Queue[1]）消息接受发送通道，此方式只做通知，不做确定。
3、 制作方将待转码的素材文件存放在已划分好的缓冲空间中，当制作方将某素材在缓冲区中建立之后，会通过MSMQ消息通道发送消息给转码服务器，通知某文件已建立，内容为该素材的元数据描述XML文件，此XML文件中还包括素材的存放路径。
4、 每一条素材由三个文件组成。后缀不同，文件名均相同。
文件名 = 节目名称+GUID（与播出串联单节目的ObjectID有对应关系）。
（1） AVI 文件，保存视频信息。按照我台播出要求，采用8M码率， GOP =12的MPEG2IBP文件格式。
（2） WAV文件，保存音频信息，采用48K采样，16Bit的格式。
（3） XML文件，保存素材元数据描述信息，其中包括素材的GUID信息。
5、 播出方定期扫描缓冲区，查找没有转码的素材，防止由于MSMQ消息丢失而造成转码延误。
其中，上述XML文件生成和GUID等应用体现了对播出串联单的生命周期管理（ILM）。正是在对播出串联单生命周期进行管理的过程中，制播相关的环节彼此关联起来。而正是这种互相关联的工作链，在相当大程度上优化了制播流程。
（四）播总控系统集成
总控、分控、周边和多画面监看部分的选型和集成（参见图三）是整个数字播控系统设计和实施的重要组成部分，影响着整个系统的信号指标和后期可维护性。下面对该部分设备的选型作一简单介绍：
图三 播控系统集成
我台频道的分控采用了2选1切换开关加播出切换开关（矩阵）的方式，系统架构简洁，控制灵活方便，应急手段充分。分控系统主播出通道切换开关上采用的是Leitch的Panacea 矩阵,备播出通道切换矩阵共享使用系统的16x16数字总控矩阵，主备两路播出信号经2选1倒换开关，
形成最终播出信号。
系统按照应用需要，还选配了奥视周边系列模块，包括数字键混DSK50Di、模拟视频/音频嵌入器（带帧同步） VAM6800（S）、带嵌入音频的SDI到模拟视音频解码器和嵌入音频解嵌器模块 DMA 6800等广播级的串行数字处理模块，这些周边模块集成度高，技术指标达到或高于广电总局甲级指标标准。
另外，我台配置2套奥视MVW160多画面分割器和6组高分辨率大尺寸显示设备用于数字播控系统的视音频信号监播。其中，该多画面分割主机为全硬件处理结构设计、具有丰富监控功能。系统通过这2台多画面主机，可实现对多达32路不同格式基带视音频信号的处理；通过6组显示设备，实现对数字播控系统中所有视音频信号质量和状态的监看。
三、播控系统的主要设计特点
我台此次建设的播控系统主要包括2个技术亮点：播控系统全信号流程选用嵌入式音频的SDI信号、由播出串联单生命周期管理（ILM）为制播存全流程提供管理依据。
（一）数字播控系统全信号流程选用嵌入式音频的SDI信号
按照广播电影电视行业标准GY/T160-2000《数字分量演播室接口中的附属数据信号格式》规定，对于625/50制串行数字分量流，视频行、场消隐期间对应数据区的大量空间（附属数据区）是不包含有效信息的。这样，音频数据就能以辅助数据形式插入到该空间中，和视频数据“捆绑”后形成嵌入式音频的SDI信号。在不需要对伴音进行单独的处理的数字播控系统应用环境中，这种嵌入音频的方式能让伴音始终跟随视频一起传输、分配和切换，保证了视音频同步、简化了系统的连接复杂度、增加了系统的可维护性、避免了电源对音频信号的干扰，而且完全避免了以前模拟播出系统中经常出现的唇音问题。
（二）由播出串联单生命周期管理（ILM）提供制播全流程的管理依据
串联单作为播出相关业务流程的核心依据，是电视台制播存系统中最核心的信息之一。我们的所有工作实际上都是围绕着串联单的管理和播出来进行的，也就是说，对串联单的生命周期管理涵盖了从其建立、细化、播出和播后的全过程。依据不同阶段所需要的资源和服务，播出串联单生命周期管理（ILM）将全台的生产任务、调度（含转码）任务和播出管理等任务被有条不紊地布置到全台制播存一体化系统中各个相对独立的数字系统中，最终整合并优化了全台制播存各环节上的各项业务。
在本项目中，我台按照即经济又安全的设计理念，选定了能实现多频道不间断和高质量制播存的系统设计方案。经过近两个月的建设，我台制播存一体化系统已安装完毕。其中，数字播控系统已通过了技术层面的验收，各项指
标均达到设计要求，目前已进入试运行阶段。我们期望通过这个具有技术前瞻性的制播存一体化平台，抓住当前富媒体时代广电事业发展的历史机遇，为我台的长远良性发展做好硬件架构上布局
