林國藝
南安市廣播電視臺
【摘要】 南安電視臺建設了以數字化、網絡化為基礎的節目制播一體化網絡平臺,實現了包括自辦節目收錄、素材上下載、編輯制作、文稿編輯以及演播室直播等一體化的制播流程,實現了縣一級夢寐以求的無帶化編輯夢想。本文介紹了該網絡系統的特點,結構設計及制播一體化的工作流程等。
【關鍵詞】 網絡 制播 一體化系統 流程
南安電視臺作為縣一級有線電視臺要實現制作、播出的網絡化,也確實是件難事,首先縣一級資金困難,其次技術、制作人員比較欠缺,再者制作機房受到一定的限制。2009年南安市廣電大樓落成,我們結合縣一級有線電視臺的特點,全面采用制播一體化網絡技術,實現了縣一級制作、播出現代化。
隨著廣播電視的發展,電視節目制作播出數字化、節目傳輸交換網絡化,是廣電未來發展的必然趨勢。在電視領域中采用數字技術,可使信號質量在節目錄制、信號傳輸和播出等各個環節得到保證,解決了模擬技術固有的噪聲積累、信號衰減等難題。而網絡化則能最大限度地實現資源共享,提高制作和播出效率。
南安電視臺適應廣電未來發展的需求,為了提高節目制作水平,實現資源共享,優化制作流程,為建設了以數字化、網絡化為基礎的新聞制播一體化網絡平臺。實現了包括新聞節目收錄,素材上下載、編輯制作、文稿編輯以及演播室直播等功能,并且提供了實用的工作流程監控和管理模式,提高了新聞節目制作水平和效率,提高南安廣播電視臺的整體形象。
一. 系統特點
整個系統設計是在滿足南安電視臺各欄目和新聞節目制作與播出要求的情況下,充分考慮系統的可用性、穩定性和可靠性,同時兼顧系統的先進性、兼容性、可擴展性。結合南安電視臺的實際要求,實現了與各欄目實際工作流程的高度結合和節目資源的共享,切實提高了工作效率,改善播出質量。
在安全可靠性方面,系統具有檢錯、糾錯能力,并具備完善的應急方案,且應急操作安全、快捷、備份系統(包括通道備份)獨立,防止了主系統出故障時對備份系統造成影響。
在高效性方面,系統的軟硬件設備配置能高質量地滿足各欄目對節目資源調用的需要,同時也能滿足電視節目存儲數字化、檢索智能化和其他生產管理和資源調度的需要。在整個新聞收錄、新聞編輯和新聞播出環節中,采用統一碼流(25Mb/s)、同一格式MPEG2-I確保系統的時效性。同時滿足了新聞節目制作對節目資源調用的快速性要求,做到了節目及素材檢索、瀏覽快捷、便利。
在先進性方面,系統貫穿了整個新聞制播一體化的設計理念、設備選型及工程 施工的全過程,不僅完全符合我國電視廣播規范和有關標準,符合國際廣播電視技術發展潮流,完全適應視音頻編輯技術、計算機技術、網絡通信技術及系統中其他技術發展的要求,同時,借鑒和發展了國際領先的新聞制播理念、實現先進、高效的自動化新聞流程,同時提供了平滑升級到高清數字電視信號的采集、制作和播出,充分體現了系統的先進性。
(一)系統總體建設要求
1.系統要求建設為一套高可靠性、先進的符合廣播電視專業規范和電視技術發展潮流的數字化新聞制作播出系統,整個系統要符合中華人民共和國國標及廣電總局制定的相關行業標準,系統軟、硬件運行要穩定可靠。節目的制作編播要符合電視臺編播規范,視音頻指標要達到部頒甲級標準。系統建成后將極大地提高南安廣播電視臺新聞制作效率和高安全性的頻道播出系統。
2.必須具備很強的靈活性和可擴展性。
3.高度安全可靠、實用、夠用并具一定技術領先水平的系統。
(二)系統各子系統總體功能要求
1.節目制作子系統。要求提供記者登錄賬號和口令登錄網絡,通過非編工作站對外來信號(錄像帶、DVD等等)行上載采集(采集格式為MPEG2-I 25Mb/S)。信號采集完成后,通過非編工作站進行節目的深度編輯、處理,在節目制作完成后,可以通過審片工作站進行節目審查,并自動由后臺打包發送到播出網絡部分的磁盤陣列中等待播出。
2.自辦頻道播出子系統。系統要求可以通過編單工作站提前制作好即將播出的播出串聯單,該播出串聯單在通過審查后應能自動發送到相應的播出控制工作站,播出控制工作站在接收通過審查的串聯單后應自動從播出磁盤陣列中查找有效對應的素材并遷移到指定的播出服務器本地硬盤中。要求其準備與否狀態應能顯示在播出控制工作站中,一旦發現播出串聯單中待播素材不存在或存在錯誤,系統應能以某種方式顯示并告知操作人員該條素材出現問題。待串聯單中所有素材均準備好后,系統即可進行正常播出。系統要求播出控制工作站可以通過軟件的方式進行播出功能設置,可以設置為盤帶結合播出、手動播出、時間觸發播出以及跳播、指定條目播出、延時播出等等方式。
(1)在開放性方面,整個網絡具有良好的開放兼容性,系統支持主流的文件格式、壓縮格式和相關的主流設備,完全滿足衛星收錄、節目編輯、新聞播出等需求。在擴展性方面,系統不僅對現有業務規模的支持,同時又具備優秀的可擴充性能,當業務量和系統存儲量需要擴充時,在不影響節目制作、播出的情況下,系統可通過增加適量的設置(如磁盤存儲設備、交換機、工作站點等),進行系統的平滑升級。
(2)在平穩過渡性方面,目前搭建的新聞制播一體化網絡,已經可以支持高清數字電視節目的制作、管理和播出,整個視音頻網絡系統具備平滑升級到高清的先進性。保證了系統升級后,在設備仍具有最大的利用率。
(3)在網絡管理與維護方面,整個系統遵循操作簡單、易維護;通過統一的網絡監管中心,系統能對網絡和設備的運行情況進行監測和記錄。同時設備操作簡單、直觀、維護管理方便。所有日常維護工作能實現在線式操作,主要設備都支持在線熱插拔。
(4)在網絡自動化方面,整個新聞制播系統內的所有流程管理、節目編輯、節目審查、節目播出、文搞管理將實現網絡化,以先進的網絡技術,有力支持南安電視臺各欄目的業務,提供先進的數字化、網絡化、高水平的節目制作,播出管理業務平臺。
(5)安全性要求。制作子系統要求與播出子系統(包含自辦頻道播出系統與頻道插播系統)相對獨立,具有各自獨立的交換機以及磁盤陣列,高效保證播出的安全性。
[Page]二. 系統結構設計
(一)各類網絡站點需求
1.制作子系統
制作交換機選用CISCO WS-3560G-24TS-S,10個有卡工作站,用于日常新聞及專題節目的生產。1個包裝編輯有卡工作站,用于專題以及廣告節目的生產。7個無卡工作站,用于日常編輯。1臺審片工作站,用于對制作完成的節目進行審查。2臺配音工作站,用于給新聞類節目進行網絡配音。要求系統至少支持900小時以上的素材存儲空間。
2.自辦頻道節目播出子系統
本系統目前建設2個自辦頻道,要求系統具有多頻道擴充能力。存儲空間的容量要求達到或超過5.3T(1200小時)以上。2臺雙通道播出服務器,能實現實時相互狀態監控。2臺互為主備控制工作站,要求界面清晰,能相互監控、切換。3臺上載工作站。播出交換機H3C S5100-24P-SI-H3
3.周邊設備
(1)前端矩陣,切換矩陣用廣播甲級設備。
(2)字幕機使用國產品牌產品。
(3)周邊設備為了保持一致性,統一使用標準型號設備。
整個網絡化結構全面體現了共享與開放的新一代新聞傳媒發展理念,實現了節目在采集、生產、存儲、播出等各環節中資源的合理流通、共享和集中管理,使電視業務技術水平得以大幅度提升。
南安電視臺新聞制播一體化網絡結構如圖1所示。系統中上下載工作站及收錄服務器采集的高碼流素材,直接進入中央存儲陣列,同時數據信息由網絡中的應用服務器和數據庫服務器進行存儲。

(二)存儲要求
1.制作子系統中心硬盤陣列內要求安裝16塊750GB高速SATA硬盤,16×750/1024=11.7TB,采用Raid5冗余管理方式,有效存儲量為11TB,以制作子系統使用的25Mb/s MPEG2-I幀視音頻文件計算,要求共享存儲體可以存儲>800小時的25Mb/s MPEG2-I幀格式的視音頻數據。
2.播出子系統(包含自辦頻道和插播頻道)中心硬盤陣列內要求安裝8塊750GB高速SATA硬盤,8×750/1024=5.8TB,采用Raid5冗余管理方式,有效存儲量為5.0TB,以播出子系統使用8Mb/s MPEG2-IBP幀視音頻文件計算,要求有效存儲容量達到或超過5.0TB(約1200小時)。
3.為保證系統的高安全性和高穩定性,系統應采用成熟穩定的NAS結構,運行于TCP/IP網絡協議。
4.存儲管理軟件
在高性能專用存儲網絡需求的驅使下,SAN存儲區域網絡系統大量應用于高性能計算網絡系統、大型網站系統、非線性編輯系統等網絡系統中,存儲設備與計算機主機系統之間一對一的關系,被可供多個系統共享同一個存儲設備網絡的關系所取代。為確保多大量客戶端主機對同一存儲設備的共享訪問權限和管理權限的統一,就需要安裝專門的存儲共享管理軟件或采用專門的共享文件系統。
如果沒有磁盤共享軟件,SAN架構中的主機雖然可以訪問統一磁盤設備,但必須為每一個主機劃分獨立的卷,不同主機間不能通過SAN進行數據交換。具體結構如圖2所示。

采用目前市場上現存的第三方軟件產品來實現基于SAN架構的磁盤共享。ASFS、SANergy、imageSAN、StorNext、GPFS、CXFS等軟件或文件系統就是為了實現存儲設備共享。
SAN文件系統采用ASFS文件系統,不僅考慮到其充分的安全性、穩定性,而且,采用ASFS存儲管理軟件,對今后網絡的整體維護及跨平臺擴展,都有很大幫助,此軟件是基于UNIX平臺的文件系統,保證網絡存儲的高安全運行。
5.數據庫軟件
考慮到系統的安全性和今后數據的可移植性,采用了Oracle數據庫作為非編風格的數據庫,Oracle能在所有主流平臺上運行(包括Windows),完全支持所有的工業標準,以及采用完全開放策略,可以選擇最適合的解決方案。Oracle平行服務器通過使一組結點共享同一簇中的工作來擴展Window平臺的能力,提供可用性和高伸縮性的簇的解決方案。如果Windows平臺不能滿足需要,可以把數據庫移到UNIX平臺中。Oracle多層次的網絡計算,支持多種工業標準,可以用ODBC,JDBC,OCI等網絡客戶連接,如圖3所示。

6.媒體數據格式設計
在本次節目制作風格系統設計中,在制作網絡內支持包括高清標清在內的所有主流媒體格式和各種流媒體格式,同時要求具有良好的格式通用性,能實現多格式混編并能支持高清、無壓縮格式的擴展實現高標清格式的自由上下變換。
7.新技術應用及高清
該網絡系統目前已經是高標清兼容的網絡系統,未來完全可以根據需要,擴展更大規模的高清網絡系統,同時,可以根據技術發展的需要,平滑升級與擴展支持的視頻格式以及新的技術,使該網絡功能更加強大,保護原有投資,充分的延長網絡設備的生命周期及設備的利用率。
三. 各子系統工作流程要求
(1)制作子系統工作流程參考如圖4所示

(2)播出子系統工作流程參考如圖5所示

(3)集中上下載功能
1.素材上載
需要編輯的節目可以通過上載工作站進行上載。在上載過程中,節目編輯根據需要進行節目標題的登記,一旦節目標題登記成功,所有與該標題相關的操作,包括上載的所有素材以及素材信息等都將與該標題相關聯。
上載工作站可以支持包括P2和XDCAM在內的多種視音頻設備和接口,可采集DV50碼率可調,支持MPEG-2 I,MPEG-2 IBP,DV25,DV50多格式文件。支持各種高清格式文件。
上載工作站提供了幾種上載模式:自動批采集、手動批采集、故事板重采集。
自動批采集就是在磁帶素材上載時,將錄象機設為遙控模式,編輯人員根據節目制作需要對磁帶上所需要的素材進行出入點的設置(即所謂的打點),這樣,系統的上載工作站就可以根據這些出入點的設置表自動的控制錄像機的播放和停止,實現所需素材的自動采集。
手動批采集就是在素材上載時,錄像機是本地模式,正常的進行播放,在錄像機播放的過程中,編輯人員根據需要進行素材片段的選擇。在需要的地方選擇采集功能鍵,片段結尾處選擇停止鍵,就完成了所需片段的采集,整采集過程是連續的。
故事板重采集就是根據故事板的素材信息,在素材被破壞或不完整的情況下,可以根據故事板上的素材的信息進行自動的重采集。
2.節目下載
對于系統中制作完成的節目可以通過下載工作站進行節目的下載。
在后期系統中,下載工作站根據系統工作流程,通過選擇相應的節目標題,并調入故事板文件下載經過審查的單個節目,也可以根據節目串編單下載經過節目審查的完整節目。在進行節目下載的時候可以下載第一個節目,也可以根據需要在網絡中制作形成一個串編單,這時候下載工作站就可以根據串編進行下載。下載工作站可以遙控錄像機實現節目的下載,支持各種方式的下載功能,比如組合方式和插入方式等等,遙控下載可以達到幀精度。 [Page]
(4)節目制作
目前國內在非線性編輯系統的技術發展應該說走過了三個具有代表性的階段,各個階段都代表了當時的技術水平:
1.采用專門的視音頻非線性編輯硬件,以M-JPEG為壓縮格式的第一代國內自主開發的非線性編輯系統。
2.采用專門的視音頻非線性編輯硬件,支持MPEG 2、DV DV50等各種壓縮格式的第二代國內自主開發的非線性編輯系統。
3.采用CPU+GPU+I/O的架構模式,采用SoftCodec和GPU引擎的第三代非線性編輯系統。
隨著技術的發展,第三代非線性編輯系統具有以下明顯的技術優勢:
(1)系統以軟件為核心,擺脫了硬件的束縛,編輯功能不依賴于某一硬件板卡,可錄活搭載多種視音頻接口。
(2)利用CPU來處理視音頻的編解碼,利用多線程技術并行處理多層的解碼和特技合成。
(3)利用GPU對復雜的三維特技進行加速渲染,從而可以得到多個通道的實時三維特效。
(4)充分發揮CPU的計算能力,做更多的處理。
(5)所有的輸入輸出模塊、設備控制模塊全部采用PlugIn方式設計。
(6)所有的特技(視音頻濾境特技、掃換特技)全部采用PlugIn方式設計,使得特技不再受到硬件的限制。
(7)工程文件可以跨硬件平臺(不同板卡)、跨視頻制式(標清與高清,標清PAL制與NTSC制,不同高清制式)進行交互。
(8)靈活、廣泛的媒體支持能力。該系統支持所有的高清、標清的格式。
由此可見,第三代非線性編輯系統代表了技術的走向,無論在多格式支持、開放性、兼容性和先進性方面都有前幾代非編不可比擬的優勢。
非編系統提供了高清電視和標清電視的編輯,實時多層視頻、多層字幕播出,多種視頻格式、字幕格式、視音頻格式混編,支持視音頻編碼插件,支持完備的多格式輸入輸出,具備功能豐富的編輯手段,具有多種實用視音頻特技,支持第三方特技插件,完美內嵌電視圖文創作系統,可以方便的字幕創作、字幕修改。在保證編輯快捷方便性的同時,又提供大量用于節目制作包裝的元素,是集新聞編輯、專題制作、廣告包裝、片頭設計、欄目合成、教學互動、字幕疊加、網絡系統于一身的全面性開放性的綜合非線性編輯平臺。
四. 工作流程管理
在電視播控中心的日常工作中,絕大多數屬于流程類活動,比如素材上載、節目編輯、節目配音、節目串編、節目審片等。一項工作經過一個步驟處理后再轉往下一站的連續步驟,稱之為“工作流”。工作流就是業務流程的計算機化或自動化。
傳統的建設資料管理系統的最重要工作之一就是發現用戶的工作流程,進行分析建模,并把他體現到信息系統的建設中。
(1)工作流管理功能
工作流管理功能的運用將使得上述情況發生改變。主要完成以下功能:
1.工作流的定義如圖6所示
通過圖形化的界面定義工作流程、每項任務的執行者、所執行的自動化操作。系統提供了豐富的圖形用戶界面,使用戶能夠直觀地設計復雜的工作流程。對于要修改的流程,臺內的工作人員只需拖動任務模塊,并將他們與相應的對象連接,而形成所需要的新工作流程。

2.靈活的流程設置
靈活的流程設置方式使用戶在使用工程中,可以按照業務的調整不斷地進行修正,保證操作模式與工作模式的統一性。
對于每個欄目的每種標題類型可以單獨設定不同的流程,以適應不同業務的處理。
3.按流程分類顯示
在“Auto.NET媒體中心”里,每個用戶有權限的流程節點都會顯示為一個目錄,所有可以操作的標題按照流經的節點分類顯示出來,使流程制作一目了然。而且不同的節點下的標題的雙機操作,會按照任務的不同喚起不同的編輯器加載編輯。
(2)工程流程管理特點
AUTO.NET采用節點式的流程管理方式,流程管理是AUTO.NET網絡資源集中管理的一個重要組成部分。
1.全面模擬電視臺節目制作流程;
2.全工作流程的自動控制;
3.無特權情況下,嚴格按流程進行節目制作,保證節目制作的完整有序;
4.不同標題特性設定,實現多流程自動控制,不同的節目按各自不同的流程進行制作;
5.所有審查意見支持多種輸入方式:鍵盤輸入、手寫輸入、語音輸入、以及直接語音保存傳輸;
6.節點式的流程管理模式;
7.工程流程自定義如圖7所示。

五. 總結
建設制播一體化網絡,是電視技術發展的大勢所趨。當前,各級電視臺采用的制播一體化網絡系統由于地域、人員、經濟等諸多因素、條件的影響,配置設備的檔次、制作播控軟件的功能各有差異,但良好的IT技術與電視技術的迅猛發展,為電視新聞制播數字化網絡化數據化提供了良好的基礎,全新模式的電視新聞制播網絡陸續投入使用,為電視新聞制播積累了經驗,為電視新聞制播技術的發展起到了積極的作用。南安電視臺作業為縣一級的新聞機構,能在電視制播改革大潮中占有一席之地,充分體現了科學發展的魅力和廣電事業的突飛猛進。這是科學賦予的,也是時代賦予的。B&P
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