安徽电视台新播总控系统介绍

[作者：安徽电视台陈雨邢化军]

安徽电视台新建八频道全数字新播总控系统的设计和建设，我们本着安全性第一的原则，本着技术全国领先，完全可适应未来全台网发展的宗旨进行的，与原有六频道播出系统相互独立、互为备份，实现播出频道在线热备。新播总控系统设计目标是建立以硬盘服务器为中心，能够满足多信号调度的网络化、多频道数字播出系统，总体设计先进、功能完备、运行稳定可靠，应急方案完善，能适应未来的发展和系统扩充。机房布局按照全台网的规划，功能划分合理、整体效果美观大方。机房布局如图1。

一系统设计总体要求

* 电视台的性质决定了播出系统是可靠性和稳定性要求最高的系统，在新系统建设时，我们对此给予了高度的重视，采用多重备份方式和冗余技术，主备信号通路上的设备均配备了主备（双）电源。整个系统可完全满足八个频道的安全、可靠的播出任务，系统具备稳定的、成熟的先进技术，可以确保今后一定时期的先进性。整个系统具备先进性、稳定性和可靠性；

* 在新系统中我们选用了技术水平高、扩展能力强、有大量应用案例的国际知名产品，设备规格符合专业电视广播规范和电视技术发展潮流，适应数字技术发展要求；

* 我们的新系统能够支持主流的国际标准控制协议，支持专业的视音频设备、非编系统、互联网站和OA系统的连接等，为电视台向网络化、数据化发展奠定基础。整个系统满足开放和标准化要求；

* 在新系统设计中，充分考虑了各种情况下节目完整播出的应急方式，各种措施可靠性高、完善，且应急操作安全、快捷，保证整个系统始终置于安全的监控和保护之中；

* 我们认为，一个好的播控系统，在考虑安全、稳定的基础上，应考虑它的简洁性、直观性和方便性，直观方便的交互式用户界面和清晰简洁的线路连接，可以使系统维护管理方便并得到充分应用，使得无论是网络管理、用户管理，还是设备操作都直观易学，系统信号调配灵活、科学、先进、系统，维护管理方便；

* 整个系统的技术指标符合国家广播电影电视总局颁布的行业标准：“电视中心播控系统数字播出通路技术指标和测量方法”- GY／T165-2000；“电视中心播控系统维护规程”—GY/T 107-92。符合ITU- R BT．601，SMPTE259M等有关标准，AES／EBU数字演播室音频有关标准的要求。对个别国内暂未制定国家及行业技术标准的，我们参照了相关的国际技术标准；

* 新系统设计中充分考虑了设备功能的完善性及扩展性，可以满足今后其他频道的顺利建设，满足电视台事业建设和发展规划；

* 新系统所选择的设备均具备较好的性价比，且为国际知名的产品，最大限度地适应电视台实际情况和特殊功能要求；

* 新系统中所选设备的使用条件可以满足电视台供电和环境条件：电源电压为AC220V±10%，50Hz±10%，环境温度5℃~40℃，环境湿度10%~90%，24小时连续不间断运行，具国内、国际安全与电磁兼容认证标记。

播出安全性如图2所示。

二采用主备矩阵播出方式

主备矩阵播出方式具有扩充简易方便，信号源共享性好，不受输入信号路数的限制等优点，可以做到主备完全镜像。主备矩阵播出方式线路简单、扩展频道容易，线路无需变动，维护安全方便。单矩阵+切换器方式的8个切换器必须多增加二十多个视分以及一百多路信号线路，增加了系统的复杂性和维护改造难度。

主备双矩阵与“单矩阵+切换器”的播出安全性比较：矩阵在播出设备中安全级别最高，主备双矩阵无单一崩溃点。主备播控机分别控制主备矩阵，在主备播控机出现故障时切换台可以单独控制矩阵形成三级控制，安全级别高。

我们设计两个128×64主备矩阵，采用了软件控制矩阵的方式，将控制指令嵌入播出软件中，直接控制主备播出矩阵进行切换。

三采用智能化、模块化周边

新播总控系统的分配器、帧同步器、音频嵌入/解嵌器、2X1开关等周边设备选用业内高端AXON智能化系列设备，性能优异、稳定可靠。艾崧先进的神经元系列模块，它具有很多优点：

* 模块集成度高：1机箱可插18个模块；

* 配置灵活：种功能模块，多种功能版选择；

* 网络监控：基于以太网的控制系统；开放的SNMP协议，易于与第三方的软件结合以及实时监测；

* 所有模块均可HD与SD混插；

* 所有参数板卡上芯片存储，每个机箱统一的锁相；

* 稳定可靠的不间断运行，优质的视频信号处理。

四播出切换控制系统

新播总控系统包括8个频道的切换台、主备切换矩阵及视频处理器等周边设备，切换台完全由主备播出工作站根据节目播出情况自动控制。系统还包含了字幕播出工作站、总控自动调度工作站和智能监测工作站，可以对播出的节目叠加台标和两路字幕信号，对播出矩阵的信号源进行自动调度切换，对播出设备的运行状况和节目播出情况进行实时监测。播出切换控制系统的主要功能是按照节目单的要求实时准确地播出电视节目。

各播出频道系统主要由信号源、信号处理、信号切换、信号显示、信号技术检测、系统智能监控、同步、通话、时钟显示等系统组成。涵盖信号处理分配、播控切换、视音频监视测试、显示、字幕、同步、通话、时钟显示、智能监控、TALLY 等主要设备单元。各频道系统采用主／备通道结构，采用主备两个播出矩阵。

1. 播出切换控制系统总体构成简介

播出切换控制子系统可以分为两部分，一是以QMC数字切换台为核心的八频道数字播出系统，其最突出的特点是8个QMC数字切换台复用一个128×64播出矩阵；同时16×4切换器复用一个128×64的备份播出矩阵，增加了播出系统的冗余度，防止因播出矩阵故障影响到八个频道的节目播出；系统另外设计了8台可以共享的应急录像机，这8台录像机通过iPORT可以任意分配给播出频道使用，进一步提高播出安全系数。

8频道数字播出系统还设计了一个256×128总控调度矩阵，负责所有外来信号和内部信号的调度任务。为简化系统结构，数字播出系统内部对音频的处理采取音频嵌入数字视频的方式，在需要对音频进行处理的地方单独将音频解嵌后处理。含嵌入音频的数字视频信号省略了系统内部的音频连线，大大简化了播出系统结构，便于播出系统的维护。

系统如图3所示。

2. QMC数字切换台播出系统

QMC数字切换台是QUARTZ公司最近推出的一种新型多功能数字切换台，在新数字播出系统中选择QMC数字切换台是因为它有突出的优点。首先，QMC数字切换台为播出信号提供了三层保护，使节目播出更加安全。正常播出时播出信号为PGM信号，如果播出矩阵故障，播出信号可以立即手动切换到EMG信号（通常为备份播出矩阵的输出信号）；如果QMC数字切换台本身有故障，播出信号自动切换为BYPASS信号。其次，QMC数字切换台有独特的控制结构；为防止QMC主机、控制面板和播出矩阵之间相互影响，QMC数字切换台分别设置独立的两套称为Q-LINK的控制总线，在QMC主机工作正常的情况下，如播出矩阵发生故障，控制面板仍然可以将控制指令发给QMC主机进行各种操作。再次，QMC数字切换台采用标准化设计，结构非常紧凑；切换台的功能可以根据播出需要灵活配置，不用的功能通过设置软件能将其屏蔽；控制面板按钮的功能可以任意定义并将切换台的信息显示出来，使值班人员的操作简单明了。

意思自治原则为了更加合理有效地使用QMC数字切换台，我们根据节目播出的需要，对QMC数字切换台的配置做了重新设计，有些配置做了重大调整。QMC数字切换台的配置分两块：QMC主配置和QMC控制面板配置。在QMC主机配置上，主要在音频处理方式和键方式上做了改变；因为新数字播出系统采用嵌入音频方式，所以在音频处理方式上选择了嵌入音频方式的源信号输入；在键的使用上，选择了三路键输入，并根据键的先后层次关系做了调整。在控制面板的配置上，对控制面板上控制按钮的功能重新进行了定义。控制面板配置分QMC-CP控制面板配置和QMC-CP1000辅助控制面板配置。QMC-CP控制面板根据播出需要将按钮功能划分为源输入信号和功能两大区域，同时增加了页面功能，将QMC-CP控制面板按钮功能分为上下两页，这样可以将输入源的直选信号增加到20路。在输入源的分配上将主备服务器信号、垫片信号和常用的直播信号放在首页，将备份录像机信号和不常用的信号放在次页。在功能区设置了EMG、音量调节等功能键，同时设置了锁定键防止值班人员误操作。QMC-CP1000辅助控制面板主要配合QMC-CP控制面板使用，QMC-CP1000辅助控制面板根据播出需要仅配置了两种功能。一是输入源选择，因为QMC-CP控制面板可直选20路输入信号，通过QMC-CP1000辅助控制面板可以选择128路输入源中的任意一路。二是键设置，通过键设置功能可以对QMC切换台的三路键信号进行键切割电平、键饱和度等操作。
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这里以经济频道为例，简要说明QMC数字切换台在新播总控系统中的工作原理：

播出系统中的播出工作站是实现自动播出控制的核心，它不仅控制视频服务器素材的播放，也控制QMC数字切换台的切换和应急录像机的播放，播出工作站通过RS-422总线实现控制功能。当播出工作站按播出串联单执行操作命令时，先发指令控制视频服务器播放节目素材，接着发指令给QMC数字切换台，由切换台控制播出矩阵进行信号源切换，播出矩阵的输出接到切换台的PGM输入；同时播出工作站还发指令直接控制备份播出矩阵信号源的切换，备份播出矩阵的输出接到切换台的EMG、BYPASS输入。在系统设计上，128×64主备矩阵信号源是完全镜像的，通过播出工作站同步发送切换指令，主备播出矩阵到切换台的信号完全一致，实现了播出矩阵的热备份。

3. 应急录像机播出的共享设计

应急录像机播出共享的基本工作原理如下：八套播出工作站通过iPORT共享设备控制八台应急录像机，可以做到录像机任意分配频道，操作简便，只要在播出工作站设置好控制的录像机即可。一般设置每两个频道共享控制两台录像机，平时一个频道在线控制一台，在必要时，可以通过一个频道释放这台录像机让另一频道应急使用。

4. 数字新播总控系统配电的设计

良好的供电保障措施是保证八频道数字播出系统正常运行的关键因素。在系统配电的设计上，采用双UPS不间断电源供电，设备采用梅兰日兰公司的80KW　UPS不间断电源作为主电源，两台UPS不间断电源互为冗余备份；配电设计容量可以在单台UPS不间断电源工作的情况下，保证满足整个数字播出系统的电力需求。两台120KW UPS不间断电源作为备份电源，确保播出系统的电源保障。

电源供给如图4所示。

五四个频道备份播出系统超临界二氧化碳萃取

我们设计的四个频道备份播出频道，它们是完全独立的另类播出系统，与八频道播控系统是完全不同的系统，符合备份频道的设计要求。

首先，这套系统是采用30KW的UPS独立供电，在新建八频道播总控系统出现供电问题时保证它们不会受到任何影响。在新建播总控系统的80KW UPS和供电出现问题时造成设备停运时，直接启动四频道备份播出频道，他们绕过新建播总控系统的切换台、矩阵、PGM视分等设备，直接接入编码器和去卫星站的光发设备等传输系统。

其次，四频道备份播出系统的播出服务器HD通过总控调度接入新播总控系统的切换台，在数据库系统出现崩溃时可以及时在切换台切换HD信号源播出，它的优点是播出无缝连接，完全作为大洋数据库系统的另类备份。四频道备份播出系统有独立的品尼高视频服务器和方正的数据库系统、上载、主备播出软件，所以，它不受新建播总控系统的大洋数据库软件和OMNEON视频服务器的影响。

六节目数字化和播出流程

节目数字化是通过上载工作站把IMX或DV格式节目带上载到上载服务器中，审核无误后传输到播出服务器播出。如果将来需要，还可把该素材迁移到异构的播前缓存中备用。

在广告串编网把25Mbps DV25格式的广告素材段落打包成一个广告文件，并存储在S2A9500存储盘阵的广告区域中，通过转码服务器把它转码成一个15Mbps播出MXF格式的素材文件存储在同一个S2A9500存储盘阵的播前缓存里，并根据节目单的备播流程传送到播出服务器播出。

播出服务器存储一周的播出素材，播完素材根据需要可以归档至播前缓存。

节目数字化和播出流程如图5。

七总控系统

全台信号调度中心，是内外节目管理调度之枢纽。本系统建立以总控矩阵为核心的全台信号调度中心，属全台技术系统的基础性建设。此设计既要保证安全，又要兼顾调度的灵活性。

系统功能描述如下：

叶赫那拉氏 1. 总控矩阵主要实现以下调度功能

* 为各个播出频道提供直播信号，包括台内演播室信号、台外直播信号；

* 接收收录矩阵送过来的各种台外信号，为演播室二级调度中心提供直播所需的外来信号；

* 大楼信号调度中心在此进行分配调度。实现各分信号调度中心之间的信号灵活调度；

* 监控与各播出频道、信号传输相关的信号质量，并作相应的技术处理（帧同步、延时等）。

2. 总控矩阵技术系统设计要点

* 信号调度矩阵采用高、标清兼容的宽带码流矩阵，以实现向高清电视的平滑过渡；

* 各信号系统之间的音频传输采用嵌入方式（Embedded），以简化系统配置和减少布线数量。

3. 总控矩阵概述

* 矩阵规模：256×128数字标清输入输出；基础教育资源网

* 矩阵的交叉点板支持3Mbps~1.5Gbps的信号；输入输出模块应能分别支持嵌入音频的SDI信号，75欧BNC接口；

* 交叉点板支持热备份、热插拔，主、备交叉点板具有自动或手动切换功能；

* 矩阵的每个模块支持热插拔，安装、维修、更换简单易行；矩阵输入通道具有时钟再生功能；

* 双电源冗余供电和冗余控制模块；提供监控报警接口、TCP/IP网络接口，并支持SNMP协议；

* 支持对所有模块的监控和报警，包括：输入板、输出板、交叉点板、控制板、风扇、电源，并开放协议接口；

* 矩阵控制模块：矩阵配置内置式主、备控制模块，主、备模块可自动倒换。控制模块具有下列控制接口：RS-232或422串行或X-Y或以太网接口；

* 配置1块输出矩阵输出母线监看卡，该输出卡可以选择监看矩阵所有的输入与输出信号；

* 完善的通风、散热、防尘措施，支持7×24小时应用。

八视频服务器

视频服务器是安徽电视台数字播总控系统的核心设备，负责安徽台所有节目的上载录入、播出和重要频道的备份，并要能与全台网互联互通，视频服务器的选型和系统设计对节目的安全播出和与全台网的无缝对接有着重要的影响。经过深入调研和反复比较不同厂家的产品，根据系统设计方案，经台技委会的研究，我台最终选用了业界高端的Omneon视频服务器系统作为8个主频道的视频服务器，原有的Pinnacle视频服务器系统作为2个频道和4个主频道备播频道的视频服务器，共同组成了安徽电视台数字播总控系统的视频服务器系统。这样的系统设计不仅充分利用了原有设备，节约了系统成本，也实现了主要频道的在线热备。

九字幕播出系统的设计

新系统中采用了艾迪普网络化字幕播出机，并根据字幕播出需要设计了字幕播出系统。系统包括八台播出字幕机、一台制作兼播出备份字幕机，字幕机之间通过以太网进行数据交换，网络结构采用对等的工作组方式。

1. 字幕机的功能

* 字幕机在硬件上采用Intel 3GHz的双核CPU、1G内存、Geforce 7300显卡和Matorx DSX SD100字幕卡；

* 字幕软件“网络图文编播系统”，集成节目单编排和自动播出为一体的工作流程，即编播一体化；

* 能实现现阶段各频道的播出需要，如双行走字幕、游动插播、淡入淡出、天气预报、支持时钟台标的播出等功能。

2. 字幕播出系统的特点

* 字幕播出的工作流程：在制作兼播出备份字幕机上集中编辑字幕播出串联单，通过网络下载到各个播出字幕机，字幕播出素材存储在本地字幕机上，由本地字幕机按字幕播出串联单执行字幕播出操作。这种工作模式有别于普通字幕机单机工作模式，具有网络化的特点，优点是做到字幕素材共享，便于集中控制，减轻了工作人员的操作量；

* 字幕机校时采用网络校时，编辑字幕机从GPS服务器上直接读取时钟信号，同时本身运行时钟服务器软件；其余的字幕机运行时钟客户端软件，通过网络从编辑字幕机上读取时钟信号；

* 在QMC数字切换台播出系统中，字幕机的播出信号通过外键叠加到播出信号上。QMC数字切换台提供了三路外键，第一路提供给特定频道的播出字幕机，第二路提供给台标，第三路分配给制作兼播出备份字幕机；播出字幕机的输出只给特定的频道，而制作兼播出备份字幕机的输出经视分分配后给八个QMC数字切换台。正常字幕播出使用播出字幕机信号，一旦播出字幕机有问题，可以立即使用制作兼播出备份字幕机替代播出字幕机播出字幕。

十系统集成工艺

1. 接地

* 在各机房内，均在活动地板下或电缆桥架内敷设BV-150mm2绝缘多股铜线为接地干线，线缆一端与各层工艺竖井内预留的接地端子可靠焊接；

* 各个设备机柜和控制桌的接地引出线采用BV-35 mm2绝缘多股铜线汇接到接地干线上；

* 机柜和控制桌的各设备接地引出线采用BV-16 mm2绝缘多股铜线汇接到机柜和控制桌；

* 桥架系统具有可靠的电气连接并接地；

* 对于振动场所，在接地部位的连接处装置弹簧圈。

2. 系统集成工艺

在施工时要严格按照系统工程规范书要求进行；

* 信号接线可靠、保证信号传输质量；

* 信号线标示清晰耐用、安装方便；

* 工程使用的线缆、接插件、视音频跳线盘等全部采用国际知名品牌产品，线缆、接插件符合有关国际或国家标准的要求。提供视音频线缆的专业工具。其中系统和设备的所有输入输出端口设置数字标清跳线盘；

* 每个频道配备统一的进出口端子板；

* 布线：要求布线整齐规范，线号清晰易见，线号与图纸相符，地板下走线要铺设线槽，所有走线做防鼠处理。设备机架、控制台、电视墙：根据系统需求配置，摆放应做到合理、美观，便于检修和维护；

* 接地系统：保证机房电位差一致，防干扰；防雷；确保人身安全。

十一结束语

安徽电视台新播总控系统在设计上始终将安全播出放在首位，在播出的所有环节都有备份措施，整个播总控系统无单一崩溃点。在关键的播出环节有多重保护措施，如节目播出环节，有主备视频服务器播出信号加录像机信号备份。新播总系统的设计引入了许多全新的设计理念，采用了多项新技术，保证了与全台网的互联互通，从技术上保证了该系统在全国各大电视台同类型数字播出系统设计中保持领先水平。

呼和浩特pm2.5 摘自《现代电视技术》

本文发布于:2024-09-21 17:44:36，感谢您对本站的认可！

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