演播室集群系统设计与分析

高乙超

（重庆广播电视集团（总台），重庆 400000）

0 引 言

随着重庆电视台融媒体中心的发展，日常直播节目数量不断增多，经常会出现几档节目同时制作的情况。对此，从灵活性和安全性的角度考虑，重庆电视台采用了演播室集群设计方案。本文对此进行介绍和技术分析。

1 新闻演播室集群的必要性

传统的独立演播室设计在应对大量直播任务特别是一些临时增加的节目直播任务时，经常会在时间上发生冲突[1]。传统独立演播室在应对一些突发设备故障时，也经常因为视频音频信号调度的问题，不能立刻用其他演播室进行替换，灵活性不高。随着电视产业的发展，日常直播节目日益增加，传统演播室已体现出不能满足新闻生产需要的缺点，甚至成为阻碍广播电视新闻行业发展的因素之一。对此，要促进传统演播室的革新，而新闻演播室的集群设计具有更高的灵活性、伸缩性、可用性以及可管理性，随着当下新闻生产需求的不断增加，演播室集群系统将成为必然趋势。其能够结合实际需求的增加而调整相应服务器配置，也可以进一步扩展系统规模，提升整体系统的功能水平，为新闻生产提供更多帮助。此外，演播室集群化之后，也更加便于统一管理各个功能模块，进一步提升新闻演播室的管理水平。因此，演播室集群的设计显得越发重要[2]。

2 重庆电视台融媒体中心新闻演播室系统设计原理与结构

2.1 演播室集群设计

整个融媒体新闻演播室集群主要负责重庆广播电视集团（总台）新闻类演播室节目、新闻访谈类节目以及新闻综合类节目的直播及录制任务。演播室集群每天承担的新闻节目制作量为700 min左右。新闻演播室集群按照功能设计分为开放演播室（5FA）、访谈演播室（4FB）、虚拟演播室（4FC）以及新闻分控室。各个演播室既可以独立作为一个功能完善的演播室进行节目的直播与录制，同时各个演播室之间依托新闻分控系统可以实现资源的共享，共享的资源包括演播室摄像机机位、演播室场景等，使用时可以为不同节目的录制需要灵活配套相关的设备资源。新闻制播系统根据工作范围可以划分为直播景区、导控室和分控室三大部分[3]。各个直播室和周边系统以矩阵为中心，配合广电大厦总控调度、新闻分控和彩电中心总控等多级控制调度系统，实现传统广播信号和电视信号的相互 调用。

2.2 视频系统

整个新闻演播室集群视频系统架构如图1所示。

图1 视频系统架构图

视频矩阵采用SONYIXS-6700128X136多格式高标清数字矩阵，配置8块16路HD/SD多码流输入板、8块17路HD/SD多码流输出板，能够在一个机箱内处理HD-SDI、SD-SDI、AES/EBU以及RS-422A/RS-485信号。矩阵配置BKS-3220X-Y控制面板4台，分控控制室、4FB导控室、4FC导控室、灯光控制区各一个；配置BKS-R1617A控制面板2台，一台在5FA，一台备用。

摄像机分布在各个出像区域，在中心机房进行集中控制。通过摄像机光缆与安装在分控机房内的摄像机CCU相连，三个导控室的CCU集中在分控室进行统一的调整，充分利用现有设备最大程度上满足节目直播和制作的需要。摄像机采用的是SONYHDC2580和SONYHDC1580R。

三个导控室的切换台分别采用了Sony公司生产的mvs-8000和mvs-6000。每个切换台都接入了若干路从视频矩阵输入的sid信号。其中包含两类信号，一类包含从其他演播室调过来的摄像机信号、PGM信号、播出服务器信号；一类包含从播控传来的信号如连线信号，这类信号均经过中心机房视频矩阵调度以后通过帧同步器进入切换台。采用这样的设计，灵活了各个演播室之间视频信号的调度。从安全角度考虑，一旦某个演播室切换台或者播出服务器出现故障不能正常使用，可以立即用其他演播室来替代使用，极大地提高了安全性，保证节目直播能够顺利完成[4]。

2.3 音频系统

整个演播室集群的音频系统整体架构的核心由三个演播室的调音台和中心机房的音频矩阵构成，如图2所示。

图2 音频整体架构示意图

中心机房音频矩阵选用NEXUS数字音频矩阵。NEXUS不只是矩阵，更是一个系统。它既是一个数字路由矩阵，也是一个音频网络系统，并能提供音频格式转换、音频处理以及数据传输等其他功能。

对于演播室调音台的选择，重庆电视台根据实际使用情况选择了Yamaha DM2000数字调音台。DM2000数字调音台是导控室音频系统的中心设备，具有96路通道的声音控制功能，内部有3块MY8-AE数字卡及2块MADI光纤卡，另外调音台本身还具有转换功能，能根据使用需要进行A/D或者D/A 的信号转换。

各个出像区域话筒声音输出后，通过无源话筒分配器分为两路信号输出。一路直接进入对应演播室调音台，一路进入中心机房音频矩阵。通过音频矩阵上交叉点的设置，可以将任意一路话筒信号送到任意一间演播室的调音台和应急音频切换器，并可以在音频矩阵上设置每一路信号的增益[5]。

通过这样的设置，如果一个演播室调音台出现故障，需要到其他演播室进行节目制作时，话筒信号可以通过中心音频矩阵结合音频跳线进行灵活调度。

2.4 通话系统

整个演播室集群通话系统的核心部分是RIEDEL公司的Artist64和Artist32数字通话矩阵主机。其中，Artist64矩阵主机为3 RU机箱，配备冗余备份的节点控制器、电源模块、双环光纤网络、2块CPU处理板卡，可安装8块客户卡；Artist32矩阵主机为2 RU机箱，可安装4块客户卡。在本系统中，Artist64矩阵共安装了7块客户卡，分别是3块CAT5数字通话接口卡、1块COXA数字通话接口卡、2块A10模拟通话接口卡以及1块VoiceOverIP接口卡；Artist32矩阵共安装了2块客户卡，分别是1块CAT5数字通话接口卡和1块COXA数字通话接口卡。

对于通话面板，本系统选择了RIEDEL公司的2000系列和5000系列面板，即Artist的RCP2016P和DCP5108。RCP2016P面板提供了单页16个按钮，通过翻页，按钮数量可以扩充到32个，可以轻松实现基于AES信号标准的通话；可采用1条RJ-45接口的CAT5网线或1条75 ΩBNC接口的同轴视频电缆同矩阵进行双向连接。DCP5108面板提供了单页8个按钮，通过翻页，按钮数量可以扩充到16个；采用1条RJ-45接口的CAT5网线与矩阵进行连接。另外，应急面板选用墙装PL面板CW-2[6]。

在无线通话方面，重庆电视台选用的是无线数字腰包，选择了SHURE公司的产品。其中，无线监听发射机采用SHUREP2T，无线监听接收机采用SHUREP2R。系统内共配置了5台P2T发射机和8台P2R接收机，如图3所示。

图3 无线通话发射器和接收腰包

3 结 语

虚拟演播室系统利用了很多现代化技术，呈现出多种多样的电视节目。随着时代的进步、科技的发展，虚拟演播室系统设计与技术也在不断改变，使虚拟画质水平得到显著提高，并且具有强烈的真实感和科技感。虚拟演播室的运用降低了电视节目的制作成本，是电视行业重要的发展方向。