电视台高清播控系统的设计

沈阳市苏家屯区文化旅游体育事业发展中心 邹泽明

高清播控系统在电视台的现代化构建与应用方面提供了强大的支持作用，大大提高了播控平台的安全性和监控能力。基于现代化的高清播控技术与市场需求的不断变化，应尽快解决电视台播控清晰度与稳定性的问题。文章介绍了电视台高清播控系统的设计理念，对主控制系统、分控系统、控制系统等子系统以及传统标清播控系统的差异化特征进行分析，提出了主、备用切换的工作机制，并对故障处理流程和存储方法进行优化与升级。

基于加快高清与超高清电视的发展与推广，各级电视台需要积极推进自身高清频道的转换进度，加速提升高清电视节目采集、制作以及广播系统的开发。省级及以上发达的地级站应将高清频道打造成主流广播方式。在广播电视行业中，随着高清电视集成系统的发展以及绝大多数电视观众对观感体验需求的不断提高，传统系统已经不是满足观众需求的第一方法，并且存在存储不足和互连存储安全隐患响应的问题。因此，有必要根据要求建设了高清波控制系统。高清控制系统的建设和应用，大大提高了广播控制平台的安全防范能力和监控强度，确保了节目的高质量播出，实现广播控制系统的整体高清改革，为将来向全高清控制系统的平稳过渡奠定了基础。

1 系统设计理念

1.1 安全性

电视节目的正常播放是所有工作展开的根本要务，在系统构建中必须将安全放在首位。基于福建教育电视台的实际情况，为保证高清控制系统的安全性和独立性，上一代标清播控系统的上传方法仍在继续，并在此基础上，通过P2视频进行基带上传。

1.2 先进性

在保证安全性、可靠性以及实效性的基础上，应尽可能选择主流和先进的技术方案，以提高广播控制系统的生命周期。包括网络技术、软件架构、文件格式、数据库平台选择等，应具备主流、先进、实用的特征。与上一代的标清播控系统相比，对系统架构上的主备切换机制进行合理化改进。

1.3 可扩展性

充分考虑系统的可扩展性，并基于松散耦合及弹性系统的技术架构，配备网络安全防火墙，为将海量的网络数据访问做准备。

2 电视台高清播控系统的整体设计规划

2.1 主控系统

主控制系统是负责整个站的信号传输和交换的中心枢纽。它承担分发各种参与广播的视频和音频信号的任务，并将信号输出到子控制系统，保证信号分发的安全性与稳定性。主控系统采用高清32×32矩阵，完成了高清信号的调度与传输。所有矩阵路均通过视频跳线进行路由，在此基础上进行紧急手动紧急操作。主控制系统如图1所示。

2.2 子控制系统

子控制系统采用主备通道与自动切换的模式。主备切换处理的信号源是一致的。主备路径是两条独立的信号路径。视频服务器信号和进入的信号分别进入矩阵，主/备份主机将矩阵输出信号切换为主键，通过将键叠加成两个接收器重排，在响度控制器中，信号分为两个主路，所有单词的叠加都由“hd”字幕进行最后输出，一路进入转换器下的清晰信号输出，标准准备路也分为两路。

图1 高清播控主控制系统

2.3 控制系统

通过控制视频服务器，交换设备，录像机和其他设备，可以按照串行广播顺序完成节目广播。该系统采用两个主、备用广播控制站，并通过两个逆变器实现对设备的共同控制。上载工作站负责上传资料，具备基带与文件上载的功能。为实现广播控制系统的相对独立性和安全性，仅打开基带上传功能。工作站负责程序编辑和程序数据库访问，视频服务器是整个广播控制系统的核心设备。该系统采用两个导入的视频服务器，分别负责音频和视频输入信号的压缩编码、存储以及广播。数据库服务器负责访问控制数据以及视频和音频文件以外的相关元数据文件，并且还采用主要和次要心跳连接模式来保持数据库同步。存储是节目资料的文件存储系统，承担文件技术的判断、负荷、读写等资料的迁移，增加二级存储还能够减少视频服务器的存储容量并降低成本。基于策略需求，在辅助存储器和广播服务器之间进行节目素材的迁移与传输，并在迁移和调度过程中进行节目素材自动技术评审。

3 新旧广播控制系统的比较分析

3.1 主要备份切换机制

为了实现安全广播，广播控制系统通常采用主次系统的工作方式，关键节点和设备采用一主一副的镜像配置。当主机无法正常工作时，它将通过422逆变器自动切换以确保广播正常。有几种方法可以执行此操作：将主要和备用模式分开，完整的主要和备用模式以及混合的主要和备用模式。

将主、备用分开模式：主控制工作站连接到主服务通道，而备控制工作站连接到备用服务通道，且两个工作站之间没有建立连接关系。这种模式的弊端是，当主控制工作站或广播控制受控工作站发生故障时，由主控制工作站控制的频道将无法正常工作，并成为单通道输出，从而降低了安全性。或当主控制的工作站发生故障，同时主视频服务器正常时，尽管此时的广播控制工作站是正常的，可以手动调整布线并接管主视频服务器，但是故障处理时间过长会降低整个系统的可靠性。

完全主备模式：主机控制工作站同时控制主备、服务通道，当故障发生时，主机控制工作站利用心跳线检测来控制工作站，主控制工作站检测到的GPI故障触发422的重排，将控制工作站进行重新布置，同时由备控制工作站控制主视频通道，利用这种方式处理了广播电台与视频服务器的控制问题。传统广播控制系统采用此模式，并给予此模式对第三级紧急广播进行了同样的配置。如果主设备发生故障，则切换到备用计算机。如果备用计算机也发生故障，则切换到紧急广播频道。在实际使用中，这种模式也存在一定的缺陷。如果在指令发送时机器出现故障或软件出现故障，且主通道和备用通道的控制相同，则这两个通道将一起出错，这种情况下，必须手动切换到第三级紧急广播。

混合主待机模式：基于传统广播控制系统的管理经验，在高清广播控制系统中采用了混合主待机模式的切换机制。系统采用一次控制和二次控制方式，使用两个422变频器实现对所有设备的控制。正常情况下，由主播控制的工作站控制主通道，预备控制的工作站控制备用通道。通常情况下，交换机在广播控制工作站中展开倒换工作。主控制工作站配有两个通道，但备用通道设置为“影子”模式，该模式发送指令的同时，返回状态进行忽略，从而达成“主控制工作站控制主通道，备播控工作站由备通道控制”的控制目的。

3.2 二级存储

传统电视台的标清广播控制系统未配备二级存储，因此资料需要直接上传到视频服务器，然后再进行广播。此方法相对于辅助存储的优点在于无需将资料从辅助存储迁移到视频服务器，并且迁移技术的审核步骤更少。在这一代高清控制系统中，我们配置辅助存储主要是为了考虑系统的可扩展性，便利性以及系统成本。

可扩展性：能够为生产网络等其他网络创造接口，完成互连互通。另外，由于辅助存储是一个单独的系统，因此存储容量相对容易扩展。

便利性：能够存储一些需要在短时间内重播的内容，从而节省了重复上传的时间，提高了工作效率。

系统成本：视频服务器配置的硬盘存储价格高于硬盘的二级存储，与高清相比，标清一小时存储容量要大得多，所以使用二级存储可以有效降低运行成本。

结论：综上所述，在电视台高清广播控制系统的设计中，充分考虑了系统的安全性、先进性和可扩展性，不仅满足了当前的业务需求，还满足了未来的技术发展要求。结合不断进步的系统设计与开发技术下，高清播控系统为整体广播电台行业的现代化改革提供技术支持，并在此基础上扩大市场的应用需求，实现可持续性的健康发展。