梅州市广播电视台高清播出系统的设计及应用

林利国

（广东梅州市广播电视台播控中心，广东 梅州 514011）

0 概述

梅州市广播电视台高清播出系统从2017 年开始筹备建设， 分析了国内多家公司的技术方案确定采用全数字音频嵌入SDI 信号格式， 服务器采用国内一线产品，核心设备采用进口设备，同时实现2 个频道高、标清同播的全硬盘自动播出总体方案。 并于2020 年正式实施，2020 年12 月21 日正式上线播出并运行稳定。

1 播控系统

播控系统采用视频服务器加二级存储的架构，实现2 个频道高标清同播。 视频服务器由四台多通道同一品牌、同一型号构成主、备三备，再加应急播的架构模式，播出信号可以进行自动无缝切换；节目存储系统采用三节点分布存储的方式，确保节目的安全；分控系统分别采用2 台16×4 矩阵互为主、备切换，信号采用双链路的传输模式。 主、备16×4 矩阵PST 直接监看，PGM 信号通过视分、键混叠加字幕后经过响度控制器分别输送到主、备三选一倒换开关，再经视频分配器后输出高清信号进入编码器， 另一路输送到下变换器变换为标清信号输出到编码器。 同时配备4 台SONY 蓝光录像机作为应急播出使用， 每个频道控制2 台录像机，也可以通过总控矩阵调度的方式调用其他录像机，在节目来不及上载时可以直接启用光盘播出。 控制系统采用自动倒换设备对视频服务器、主备切换矩阵、键混器以及应急录像机实现共享控制， 其中一个播控工作站出现故障，备份工作站会自动接管；实现设备、节目无缝切换，确保安全优质播出。

1.1 视频服务器

视频服务器采用的是中科大洋的VIPS-2H-4XHD， 这是一款高标清兼容的视频服务器， 功能齐全，视频服务器与二级存储分离，音频采用嵌入方式。每台视频服务器有4 个通道，现在我们把两个用作播出，一个用作编解码，一个用作应急上载。整个系统由4 台同一品牌同一型号同一配置的服务器构成一个主、备+第三备，再加应急播的架构；具有自动上变换。每台视频服务器分别挂接独立存储（1.8T×6）。 视频服务器可以7×24 小时稳定运行，并支持节目单驻留，即播控机或播控网络出现故障，仍能够根据服务器驻留的节目单进行播出，提高节目播出的安全性。 一般情况下，节目素材文件均先上载到二级存储，再由二级存储迁移到视频服务器，紧急情况也可直接上载到视频服务器。电源、硬盘支持热拔插；通过控制系统可以实现当在用视频服务器出现故障时，系统会自动切换到备用服务器播出，确保信号无缝切换。

1.2 节目上载系统

节目上载系统采用的是中科大洋D3-AIR MIG，一共有10 台高清有卡上载工作站， 分别安排在二楼、五楼制作室、七楼上载室和七楼播控机房。 上载工作站具有文件自动技审、 自动响度处理及MD5 校验功能，素材1：1 时间上载后即完成技审，可实时查看技审信息，同时出技审报告，确保素材传输安全可靠。 技术审查的内容包括检查节目素材的格式、代码、时长是否正确，以及否有黑场、彩条、静音等；还有人工复核的功能， 主要是对自动审查后发现有故障的节目进行进一步审核和确认是否存在问题，并由人工审核通过。 系统数据传输端口采用的是工业级标准的千兆以太网接口规范, 直接支持FTP、CIFS等文件传输协议，保证其与服务器、二级存储系统之间数据传输畅通。

1.3 节目存储系统

节目存储系统为集群NAS 二级存储系统H3C X10516 G3，是整个播出系统的节目素材存储中心，系统采用3 个高性能网络存储节点，也就是采用主、备+三备的模式，大大提高系统数据的安全。 每个节点配置6TB×14 通用硬盘模块。 存储系统采用非对称分布式架构， 每个存储节点的盘阵相互独立又互为备份，任何一个节点的盘阵中损坏两块硬盘都不会造成数据丢失，任何一个盘阵瘫痪时都能无缝切换到其他有效盘阵。 从节点、网络端口、电源、风扇及内部交换设备等无单部件点。

1.4 节目编单系统

节目编单系统采用的是中科大洋D3-AIR PE，该编辑工作站，可以实现节目单编排、外部节目单导入、广告单合并、节目单逻辑校验，及节目单审核，功能齐全，有灵活的编辑功能，具有条目增加、删除、插入、移动、替换、剪辑等功能，特别是替换功能可以一次性将需替换的条目完成替换，防止漏修改，大大提高安全播出的可靠性。可以通过自动比对发现错误并以醒目颜色标注；通过逻辑检查发现播出串联单否存在间隙和碰撞，有醒目的标识提示。 在编排好并提交播出串联单时系统自动生成上载任务单供上载工作站使用，也为播控值班人员提供节目上载信息。

1.5 分控系统

核心设备主、备矩阵采用Ross 16x4 3G 高标清切换矩阵NK-3G164，16 路输入，4 路输出，每个频道的分控矩阵16 路输入信号分别为硬盘信号3 路，2 路央视综合频道高清信号，1 路广东卫视高清信号，录像机信号3 路，直播延时信号1 路，总控调度信号4路，垫片信号1 路，测试信号1 路共16 路输入信号。该矩阵具备外同步基准的校正功能； 配置双电源；控制面板具有保护功能,配置双电源；信号采用双链路传输实现互为自动切换。

2 总控调度系统

总控调度系统是整个播控系统的信号调度中心，以64×64 的矩阵为核心，是本台节目制作中心、演播中心、上载室、天气预报、垫片信号、上下变换信号源、应急上载、播控录像机以及CCTV、GDTV 等外来信号调度的枢纽。 总控矩阵采用的是ROSS NK-3G72(64)高标清兼容切换矩阵；内置冗余电源；支持输出监看功能。

3 设备及操作流程监测系统

为了确保安全播出，设备运行正常，分别对视频服务器、播控系统、总控系统、传输网络实行实时监测，在重要设备、重要节点设置了智能监测点，主要包括监控数据采集/分析服务器、环境动力监测、监控展示工作站、数字信号质量检测、信号监录服务器等。监测的主要内容包括视频中断、黑场、静帧、彩条；声音过大、过小、静音等20 多项指标监测以及环境温度、湿度的监测，报警阈值可调，支持多种条件报警记录查询结果。 预警信息以多画面分割网络图示、可视化图像及声光等形式报警，并在电视墙上显示，报警信息数据同时存储在监测系统数据库里，可供技术人员参考，以便快捷处理故障。

4 其他

4.1 编码器

编码器采用哈雷CP-7000 插卡式编码平台，高标清双路编码板卡， 高清Logo 和台标由编码器配置输出，1 块板卡可以支持两路节目编码。 标配双路ASI输出，可同时输出高标清编码信号。 通过交换机分别送到网络公司、新媒体等播出。

4.2 高清字幕系统

播出字幕机主要负责日常实时字幕的编辑、制作等， 字幕内容通过键混与PGM 信号混叠播出； 现在主要播出以下左飞字幕内容、节目名称以及天气预警信息角标 （动画功能可以实现多个角标轮流播出，提高画面的整洁度）等。

5 结语

梅州市广播电视台两个频道已同时实现高、标清同播。 系统采用的是SDI 主、 备 第三备双链路的设计、建设，技术结构上不存在单溃点，播出信号具备无缝切换，技术监测完备。使操作界面清晰、监听监看方便、按钮操作便捷，有力地保障了我台电视节目的安全优质播出。 由于疫情影响，高清制作网已完成项目招标，正加快推进，尽快实现全频道高清化播出。