东莞台高标清同播系统升级改造设计

朱锦标 梁德华

【摘 要】随着广播电视技术的快速发展、受众对信息多元化和高质量需求的环境下，广电行业自上而下自我升级完善的需求越来越迫切。根据国家新闻出版广电总局相关要求，东莞台把100%高标清同播提上日程。实现这一目标，需对现有的电视播控系统进行全高清化升级改造。本文简要介绍东莞台现有播出系统结构，并且提出高标清同播系统的升级改造设计。

【关键字】高清化；高标清同播；62号令；升级改造

中图分类号： TN948.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）20-0021-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.20.007

【Abstract】With the rapid development of television technology， the environment of information diversity and high quality demand of the audience， the demand of self-upgrading is more and more urgent. According to the relevant requirements of the State Administration of Radio， Film and Television， Dongguan Taiwan has put 100 % of the high standards on the agenda. To achieve this goal， we need to upgrade the existing television broadcasting control system. This paper briefly introduces the structure of the current broadcasting system in Dongguan， and puts forward the upgrade and reconstruction design of the high standard broadcast system.

【Key words】High definition； High standard definition broadcast； 62 orders； Upgrade

0 引言

在東莞市政府、宣传部和文广新局等部门的大力支持下，早在2012年，东莞台就已经按照高标清同播系统的基本要求设计了现有播出系统。系统前级采用高标清兼容信号源输入，通道主要部分为高清架构、末级采用下变换后标清输出到有线前端，由于设备缺乏和政策要求，目前还没有真正实现高清播出。

1 现有系统基本结构

1.1 播出通道为主备独立双通道设计，通道基本是高清信号传输。如图1：

1.1.1 信号源设置

信号源主要有：主备视频服务器（K2）、第二备视频服务器（3000）；省网中一信号、微波干线中一信号、卫星中一信号、垫播信号和测试卡信号。

通过主备128路大矩阵调度输入信号源有8路，外加两个用于直播播出的延时器输入信号各2路。这里涉及到标清信号源问题，比如：卫星信号和其他外来信号的输入。因此，系统增加了6张上下变换板卡输入到128主备大矩阵，另加3张上下变换板卡可以通过大矩阵灵活变换高标清信号。

1.1.2 切换台设置

系统采用GigaTec的16路高清切换器，主备切换相互独立、互为备份。

1.1.3 应急系统设置

通道应急：系统配置了三选一垫播系统，通过信号轮询系统，分别检测延时器主备信号是否有黑场、定帧，把正常信号通过控制32*32矩阵切换到末级分配，这样就为播出系统争取了延时前的15秒应急时间。

末级应急：系统采用哈雷网管系统，检测主路编码器输出ASI流是否正常，如果空包或者异常少流量包，则系统自动切换备编码器输出信号到主备复用器。

1.2 存储系统

存储系统主要由：二级存储（二级存储包括主备两个机头和一个硬盘柜）、磁带库和视频服务器组成。基本原理是：非编系统经过主备核心交换机，上传素材到二级存储，二级存储再根据播出节目单中需要的素材迁移到相应的视频服务器（主备K2和主备3000）。

1.3 数据库

数据库由主备数据库和第二备数据库组成。主备数据库互为热备份，通过心跳线映射。第二备数据库每30分钟保存一次数据库表，作为冷备。当主备数据库同时崩溃，则第二备可通过还原最新数据库和更改IP顶替主备数据库。为安全播出提供足够的数据库冗余。

1.4 控制系统

控制系统主要包括主备播出工作站和周边设备，主备播出软件互为同步，并且同时控制主备切换器，当主控死机，则备控接管，同时还可以控制主备切换器。周边设备包括外来信号源、比如CCTV、垫片、测试卡、用于直播的延时器、虚拟播放器（播放新闻素材）和上下字幕。

1.5 键控系统

本系统为自主开发系统，根据6年使用情况，稳定、可靠，避免了大量人为手动操作风险。键控系统包括声道控制、台标控制、键混控制、上下变换控制和通道应急切换。

声道控制：通过控制ACO板块，根据播出单要求选择正确声道播出。

台标控制：目前只涉及到台标的上下键（logo），基本保持logo on状态。

键混控制：通过控制键混，上下字幕。

下变换控制：下变换方式选择。

通道应急切换：应急垫播系统提供一个接口给键控系统，给应急垫播系统客户端死机、三选一单片机不可控情况下多一个应急切换手段。

1.6 垫播

系统的垫播主要采用单机blackmagic播放器，对应急垫片素材循环播放，垫播信号通过分配进入主备128大矩阵、主备切换器和32*32末级切换。

2 高清化升级改造设计

现有系统架构大部分满足高标清同播要求，比如：高清切换器、键混、VC80、ACO、高清延时器等。但是，要实现100%高标清同播还需要完善以下几个方面

2.1 有效画幅的升级改造

针对大部分受众的电视屏幕为高清显示屏，尽量选用16：9素材用左右压缩的方式使画面不变形地显示在高清显示屏上。有效画幅控制具体有以下几种方式：

2.1.1 原始素材为标清素材

画幅满屏时，上变换方式为左右拉伸，下变换时默认左右压缩；画面为上下有黑边时，标清上载站标记AFD信息为16：9，上变换去除黑边并拉伸画面到全屏。下变换为左右压缩如图2。

2.1.2原始素材为高清素材

画幅为左右黑边时，标记AFD信息为4：3，下变换方式为左右切边，如图3。

2.1.3 外来高清信号

比如：新闻直播或者是演播室直播默认提供高清16：9信号，默认下变换方式为左右压缩，如图4。

2.2 字幕系统的升级改造

根据高标清同播要求，目前东莞台的旧标清字幕机已经不能满足，需要采购4台高清字幕设备，实现一对一备份。这里主要涉及到通道高清信号下变换后的标清台标、字幕问题。结合东莞台现有系统情况，重点考虑两个方案设计：

方案1：把高清字幕的输出经过高清键混后直接给下变换（原来是从ACO给），下变换设置为全部压缩，如图5：

这个方案的优点是对原有系统改动少，项目实施也比较方便；缺点是标清信号不可以独立上台标，因为台标是由键混直接提供，当使用了高清键混后，高清台标已经在标清信号前级存在，所以，标清台标不能再叠加，只能不上标清台标。比如：高清频道的台标为：logo+东莞1套高清，那么，这个方案就会把标清频道的台标也显示为：logo+东莞1套高清，这样就容易让观众混淆。为了解决这个问题，我们又提出了方案2。

方案2：把高清字幕的Key Fill 分别独立下变换输出到标清键混，如图6：

这个方案的优点是高标清都可以独立上台标，下变换方式和原来方式一样，并且，对原有系统改动也少；缺点是需要增加下变换卡，成本需要增加。

对比方案1、2，很明显，方案2优胜。

2.3 编码传输系统升级改造

高标清同播相当于在现有基础上增加两套高清节目，高标清编码器的数量需要增加，同时复用器和光纤传输设备也要补充。

原系统标清编码采用一备二方式，利用哈雷网管系统，检测主路编码器输出ASI流是否正常，如果空包或者异常少流量包，则系统自动切换备编码器输出信号到主备复用器。按照高标清同播系统要求，高清编码和标清编码都采用1备1方案。如图7：

此方案安全系数高，施工容易，结构合理。具体实施步骤可以分几步走，第一步：先配置好新增的复用器，把备路新增的一二套标清、高清和原备份标清编码器，共4个编码器输出到新增复用器；第二步：在不影响播出安全的系统维护时段，把通道切换到主通道，用新增复用器替换原备复用器，然后再把新增的一二套标清、高清编码器接入新增复用器，再用码流分析仪测试新增复用器输出高标清ASI流是否正确，这样备路就完成了改造；第三步：把通道切换到备通道输出，把原来使用的备编码器和新增高清编码器接入原主复用器，并且重新配置复用器，最后再用码流分析仪测试主复用器输出高标清ASI流是否正确。

复用器到末级需要新增加两对光收发和高清三选一，确保输出到有线前端的高标清信号都有备份。

2.4 监测系统的升级改造

原有系统的监测没有覆盖末级的高清信号（比如高清延时器输出信号）和高清RF信号，按照目前机房的监测系统布局，监测系统升级改造部分主要分为频道监测、总控监测和告警系统

2.4.1 频道监测

主要是频道值班员监看监听，这部分需要修改格非频道多画面分割器设置，把原来6画面中的标清键混输出更改为高清延时后输出（由32*32矩阵输出SDI到多画面），如图8：这个模板考虑了目前值班员的监看习惯和视觉习惯， 同时，增加频道值班员高清RF回收信号，此信号还是由多画面分割器的旁路输出提供（增加高清机顶盒输出信号接入多画面分割器HDMI从输入口即可）。

2.4.2 总控监测

主要是总控带班组长监看监听，这部分需要修改总控主备多画面和RF多画面。总控主备多画面需要增加一二套高清延时器前和延时器后各4个画面（由32*32矩阵输出）；RF多画面需要增加高清机顶盒输出信号接入到RF多画面。

2.4.3 告警系统

目前机房告警系统主要包括4个节点，一是多画面自带的图像告警，比如画面显示：视频丢失、音频丢失；二是PGM输出告警，采用了自主开发告警软件，切换器PGM输出异常则通过LED灯带声光报警；三是RF告警，采用自主开发报警软件，RF信号异常则通过蜂鸣告警；这里的PGM输出告警已经是高清信号告警，不用改造；重点是增加一二套高清RF输出告警。

同时，按照国家广电总局62号令电视中心实施细则要求，原有系统还缺少对播出通道和末级传输系统等关键设备的监测：比如VC80、ACO输出信号的独立监测，主备复用器输出信号监测。在领导的重视下，已经增加了VC80和ACO的节点监看，但是，主备复用器输出ASI信号还缺乏监测，需要增加光收发和解码器，把末级三选一输出ASI流纳入机房监测范围，这样就能确保监测到输出到有线前端的最后一级。

2.5 机箱板卡线路改造

现有系统中，测试信号、垫片输入到主备切换器和传输系统部分的主备光收发板卡都是共用一个机箱。按照国家广电总局62号令电视中心实施细则第十一条，播出系统应设置完整的主备信号通路，主备通路的设备板卡应安装在不同的机箱内。所以针对这个要求，需要增加机箱和高清用板卡，并且把主备通道涉及的板卡合理分布在不同机箱。

2.6 信号源升级改造

这部分主要针对系统一直缺少高清P2播放机问题。按照国家广电总局62号令电视中心实施细则第五十条，灾备与应急播出系统应符合规定：二级、一级应配置应急播出系统，播出系统短时间内无法恢复时，能够应急播出重要节目；以及第十三条，硬盘播出系统应符合规定，二级应配置播放机，实现应急播出功能。

目前，东莞台的新闻类节目主要采用虚拟播放器形式播放（除新闻直播外），在控制关键提供一个虚拟播放器信号源，此信号源为索贝系统提供，新闻节目制作审核完成后上传素材到索贝系统节目单，在新闻播出的时候，播出系统控制站触发播放。对于播出部门来说是透明的，一旦控制软件崩溃、索贝系统新闻系统崩溃或者是新闻节目单不规范导致无法正常播放新闻，应急手段单一且不易恢复，存在较大安全隐患。在上级部门的重视和同事配合下，目前已经增加主备高清P2播放器，直接输入到主备切换器。但是还没有实现播出控制站自动播出，需要人手切换播出。此次升级改造的目标是实现主备播出控制机自动播出，并且实现所有自办栏目都有P2备份。

3 结语

东莞台，作为广东省标杆城市台，播出系统无论是设备性能还是系统功能等方面都是名列前茅的。但是，现有系统经过6年的稳定运行，各种设备和系统也逐渐出现或着或那的小问题，安全播出无小事，借高标清同播系统升级改造机会，使系统更加完善，在全省地方台率先真正实现高标清同播，迈入新的台阶而努力！

【参考文献】

[1]卞德森.基于62號令的高标清同播电视播控系统的设计和实践[J].福建省.现代电视技术.2017.4.

[2]《广播电视安全播出管理规定》（总局62号令）电视中心实施细则（2014年10月版）.