数字电视中心演播共享网络系统

卢英锁

（北京电视台，北京 100022）

1 引言

演播共享网络系统的建设思路是由最初的单套或者多套演播室播出系统与制作系统紧密结合的思路演变而来，整合多个分散的演播室播出系统，提炼共性资源给多个演播室共享使用的方式，例如存储设备、网络交换设备、数据库设备及录放设备等，组成与制作相对独立的演播室业务专用网络系统。北京台演播网络系统正是基于此方式规划设计，将演播室播出系统作为一个相对独立的、服务性的业务子系统。提取共性设备集中部署，同时为每个演播室单独部署常用设备，简化演播室的控制操作流程和设备数量，最大化地利用软硬件资源，满足网络化、流程化、数据化的非新闻类演播业务需求。

在数字电视中心演播共享网络系统设计中，采用多种优化的技术重点解决了演播室播出中的安全性问题，例如主备同步播出、播出控制专用网络、独立的预监通道、3层结构播出/控制、循环垫播等关键技术手段，最大程度地保证演播室播出的安全性与稳定性。在灵活性、时效性的设计方面，我们在数字电视中心制播网络系统总体规划的基础上，采用了边迁移边播出、延时播出、边采集边编辑等相关技术，在保证安全性的前提下提高了节目制播的整体效率；在先进性、发展性方面，采用了多通道媒体网关、MOS互连网关等相关技术，保证了本次建设的演播共享网络系统的先进性与可持续建设。

数字电视中心演播室播出系统不再是使用磁带作为主要介质，而是将节目文件自动迁移到演播共享存储中，采用可靠的录放服务器进行自动化播出。通过矩阵控制服务器的调度视音频信号，录放服务器的输入/输出通道可以灵活分配给相应的演播室使用。

2 系统可提供多种平台服务

数字电视中心演播共享网络系统是北京台制播网络系统的组成部分之一，按照应用系统实施规范说明，主干系统的业务支撑提供了多种平台服务，以满足演播共享网络系统接入到主干系统。作为全台业务系统的组成部分之一，与全台其他业务系统实现互连互通。图1给出了数字电视中心演播共享网络系统。

1）核心服务：演播共享网络系统将调用业务支撑平台提供的核心服务的访问接口，包括服务注册、服务调用、服务查找、服务注销。演播共享网络系统将本系统提供的服务注册到业务支撑平台，并按照服务注册接口的规范进行注册。演播共享网络系统查找、调用平台公共服务或其他应用系统服务时，遵守服务查找、服务调用接口规范。

2）公用服务：演播共享网络系统调用主干系统提供迁移、网络校时公共服务，并提供调用公共服务的标准接口规范，应用系统如需使用主干系统提供的公共服务，应严格按照主干系统的标准服务规范进行调用。演播共享网络系统遵循标准的网络时钟协议NTP，向主干系统获取时钟同步信息。

3）网络监控：演播共享网络系统将以SNMP形式提供业务系统的运行情况，并设置相关服务器负责收集演播共享网络系统的各种运行数据。并且将该服务器模拟成一个标准的SNMP设备，且保证该设备的高可用性。同时该服务器应该提供SNMP Trap功能，当系统或关键服务状态改变时提供主动通知机制。

4）统一认证：演播共享网络系统登录时将先通过统一认证服务进行身份认证。同时，演播共享网络系统也将实现必要的认证信息和服务备份。

3 系统特点

3.1 实用性

实用性是系统设计的基本前提。本次规划设计的演播共享网络系统是在全面了解北京电视台实际应用需求的基础上，采用一切面向应用的设计方式，从网络、存储、主机、软件等各个方面为演播共享网络系统定位所提供的实用的解决方案[1-2]。

在数字电视中心演播共享网络系统设计中，从演播资源共享方式、多通道录放服务器技术、边采边播技术、延时播出技术、本地快编辑技术等关键技术点体现出了遵循实用性的设计原则。

3.2 安全性

数字电视中心演播共享网络系统将承担北京电视台非新闻类节目、体育节目的演播室直播、录制以及准直播业务，其安全性至关重要。在本次演播室共享网络系统的解决方案中，主要从以下3方面考虑安全性内容：

1）无单一崩溃点。演播室共享网络系统需要从硬件、软件、网络构件、通信介质、布线规范和电源供给等多方面加以考虑。如数据库、存储、存储管理等关键设备或系统采用冗余设计，允许系统单点故障的情况下可继续工作。

2）系统级别备份。演播室共享网络系统按照业务区域将划分为综合业务楼共享系统与演播中心楼共享系统2个子系统，系统之间将互相备份存储数据库，以实现系统层面的备份。在任何一套子系统出现故障时，均可采用另外一套子系统承担当前的演播业务，而不会导致数据丢失等现象。

3）系统应急预案。在系统出现紧急的、意外的故障时，考虑必要的应急预案，来完成紧急情况下的演播室播出业务。如在系统设计中考虑录放服务器的本地直接上载、快编工作站的直接播出、系统级别的备份、自动隔离的防病毒措施等，都是应急预案所考虑的范围。应急预案不是常态的工作手段，其目的是保证在紧急状态下，牺牲部分灵活性和方便性，而保证业务的连续性。

3.3 先进性

在实用和安全的基础上，数字电视中心演播共享网络系统要有一定的前瞻性。必须考虑应用和需求的发展以及技术的进步，从而确保系统具备可持续发展能力。系统的先进性涉及多个方面，例如整体结构、核心设备、流程管理、演播室播出技术等。

在整体结构上，首先在基于北京台采用“SOA结构”建设整个制播网络系统框架体系的指导思想下，实现演播共享网络系统以服务提供者或者服务实用者的方式接入主干系统；在实现技术上，采用国内先进的演播共享技术，利用3层结构的播出控制技术、多通道的播出或录制技术以保证演播室共享网络系统自身的先进性。

3.4 发展性

从建设和应用的角度看，按照北京台的整体规划，全台制播网络系统不是一步到位的。从技术进步、业务发展和功能扩展的角度看，建成的网络也不可能静止不变，还需要根据实际运行情况加以优化调整，并随着技术和应用的拓展而发展。因此，发展性原则是对演播共享网络系统实现的重要要求，也是系统适应未来、适应发展的一个重要保障。

在数字电视中心演播共享网络系统方案设计中，采用整体规划、分步建设的方式。首先，在系统结构上支持连续的业务扩展，例如播出通道、支持的演播室数量、存储容量等都可随着业务的发展而扩展。其次，在本方案设计中，核心存储设备将支持北京台整体规划中对演播业务的需求，以保证在系统扩展时不更换核心存储设备。最后，本系统设计中的核心设备、部署在演播室本地的设备都支持单元式的扩展方式，并且可以热接入方式扩展，以保证在业务不中断的情况下扩展业务处理能力[3-4]。

3.5 开放性

采用总线结构解决各业务子系统之间的互连互通。在数字电视中心演播共享网络系统接口规划上遵循应用系统实施规范，在数据格式上也同样遵循。做到系统接口、数据格式等方面的开放性，并开放给制播网络系统的主干系统，以实现与其他业务系统的互连互通。

4 系统设计要求

4.1 演播资源共享

在数字电视中心演播共享网络系统的设计中，将演播室播出系统作为一个独立的、服务性的网络系统，提取共性设备集中部署，同时为每个演播室单独部署常用设备，简化演播室中控制操作流程和设备数量，最大化地利用软硬件资源，通过网络化、流程化满足非新闻类演播业务的日常需求。

在数字电视中心演播共享网络系统设计中，采用目前先进的多通道技术、边迁边播技术，还增加基于I/O通道共享、视频服务器共享、共享与专用结合等技术方式，使演播室共享技术更为先进、更为稳定。数字电视中心演播室播出系统不再使用磁带作为主要介质，而是将节目文件自动迁移到演播共享存储中，采用可靠的录放服务器进行自动化播出。通过矩阵控制服务器的调度视音频信号，录放服务器的输入/输出通道可被灵活分配给相应的演播室使用，使得有限演播室资源可以灵活地为各种应用服务。

4.2 演播安全及稳定

演播室播出的安全性、稳定性一直是演播共享网络系统需要解决的重点问题之一。演播安全稳定不是一蹴而就即可解决的问题，只有积累了大量已经实施的、客户已经正式使用的案例，才可保证演播安全，解决演播室播出中的多个技术难题，例如帧精确的控制、帧精确的主备同步、7×24 h的连续播出、边迁边播等技术。更为重要的是实现这些技术的高稳定性，以保证数字电视中心的正常使用。

4.3 系统级别备份

按照整体规划，数字电视中心演播室数量可达到20个以上，如果采用1套演播室共享网络系统，必将带来系统级别单点故障的出现。在北京台的需求中，把演播共享网络系统分为2套相互独立的演播共享网络系统，分别为综合演播楼共享系统和演播中心楼共享系统。2台演播共享系统可独立运行，同时也是相互备份的关系，以在某一套系统出现故障的时候，另外一套系统仍可提供演播室播出服务，做到业务不间断。

4.4 兼容多演播业务

按照数字电视中心演播室共享系统规划，系统需要承担非新闻节目、体育节目的演播室直播、录制、准直播等多种业务。另外，还要承担诸如延时播的特殊业务需求。在数字电视中心演播共享网络系统设计解决方案中，可兼容多种业务需求。在系统设计的功能上，提供灵活的通道设置、主备同时播出、延时播出时间任意设定、播出格式直接采集等多种技术手段，以兼容各种演播业务需求。

4.5 接入主干系统

数字电视中心制播网络系统是一个网络化、数据化、流程化的全台网系统，演播共享网络系统是其组成部分之一，属于主干系统之外的业务系统。各子系统需严格按照与主干接入的实施规范，设计子系统的基础网络连接、业务流程、系统接口等[5]。

因此，在数字电视中心演播共享网络系统方案设计中，将严格遵循台方提出的应用系统实施规范接入到主干系统中，实现演播共享网络系统的各种对外交互流程，满足台里的统一规划。另外，能否按时完成接入，实现全流程的网络化工作模式将成为系统设计的关键。

4.6 与传统设备结合

北京台目前演播室播出系统中，大部分是采用传统的视音频设备、磁带、录/放像机等结合的方式播出。在新台制播网络系统的全局规划考虑下，演播共享网络系统将采用网络化、数据化的方式实现演播室播出业务。但采用网络化方式，并不意味着全部抛弃传统设备，而是利用网络化及数据化快捷、灵活、方便的特性，同时结合传统设备的稳定、技术熟悉等方面优势，以保证播出的安全、稳定、灵活、快捷。

数字电视中心演播共享网络系统中的播控就同时支持录放服务器、视频服务器、录像机的控制，采用MOS网关技术支持字幕机的联动，另外也支持网络系统与外接时钟信号的连通等，这些都是网络与传统结合的体现。表1给出了数字电视中心演播共享网络系统的功能介绍。

5 小结

演播共享网络系统整合了多个分散的演播室播出系统，将共性资源提供给多个演播室共享使用，组成与制作系统相对独立的演播室业务专用网络系统，简化了演播室的控制操作流程和设备数量，最大化地利用软硬件资源，满足网络化、流程化、数据化的非新闻类演播业务需求。

表1 数字电视中心演播共享网络系统的功能简介

[1]雷振甲.计算机网络管理及系统开发[M].北京:电子工业出版社，2002.

[2]TANENBAUM A.计算机网络[M].潘爱民，译.4版.北京：清华大学出版社，2004.

[3]方德葵，张琦，张衡.电视数字播控技术[M].北京：中国广播电视出版社，2005.

[4]方德葵，王明臣，姜秀华，等.数字电视与高清晰度电视[M].北京：中国广播电视出版社，2005.

[5]卢英锁.数字电视中心总编室编播网络系统[J].电视技术，2010，34（2）：61-64.