一. 電視總控監看概述
電視播出經歷了單機單頻道播出和多頻道集中播出的十幾年發展,目前隨著電視播出信號的數字化,各電視臺正在緊鑼密鼓地從模擬電視的多頻道集中播出向數字電視多頻道集中播出。
電視信號數字化帶來的好處之一是可以在至少不降低電視信號畫面可視質量的前提下,我們可以大大壓縮每一路電視占用的帶寬,從而可以在寶貴的有限播出通道帶寬中播出更多頻道的數字電視節目。以有線數字射頻調制器為例:如果采用64QAM的調制方式,就可以在一個模擬電視信號占用的6M帶寬中安排進至少8個數字電視信號(每一路數字電視信號帶寬為4M,可保證收看質量不低于模擬電視信號收看質量)。
電視信號的數字化也有利于電視總控對電視信號數字流的路由安排,其中包括復合、分離、轉換、遠距離傳送、調制和解調、壓縮和再壓縮,從而保證我們對數字電視信號的使用上有更大的自由度和靈活度,這在模擬電視信號時代是不可想象的。在模擬電視時代,電視總控可做的工作只是對電視信號的切換、分路、轉制和傳送,沒有辦法對信號做深層次的改變,連圖文信號播出也是絞盡腦汁利用了電視逆程中可憐的一點空間。當然越靈活強大使用數字電視信號帶來的不便是使用者對多種形式的數字信號的監看和掌控程度缺少手段,或者說我們要加強和改進原來在模擬時代的監看模式。這也是事情客觀發展帶來的挑戰,這個規律在數字電視播出領域外的任何地方都是一樣,越強大的設備需要越強大的掌控手段。
二.傳統總控監看系統及存在問題
模擬電視時代在幾十年的發展中,設備除了在質量和體積上不斷進步外,在本質上卻沒有很大的變化。從傳統總控監看系統使用的設備來看,不外乎視音分(用于信號的分路,來從信號主通路中獲得監看信號等),電視墻和監視器(用于每一個通路環節監看),電視信號示波器(對通路電視信號校準);再加上些同步機、臺標機、切換矩陣、倒換開關和制轉機等外圍操作設備就構成了一個完整的電視播出總控硬件體系。為了加強對每一個播出環節的監看,凡是信號主通路中每加入一個重要通路設備就會在其后加上視頻和音頻分配放大器,引出其中一路到監看電視墻,采取人員監看的方法。所以往往在電視墻上出現千篇一律的畫面,看得頭昏眼花,如果人處在疲勞狀態,而其中一臺畫面出現問題并不能及時準確判斷出到底是哪個環節出了問題。
當計算機時代來臨后,又加上了計算機按播出時間單集中控制播放錄像機播出多個模擬頻道的電視節目,也算是在模擬播出時代一次智能化的跨越。但它也只是利用計算機代替人手對錄像機的簡單控制而已,除了在播出時間精度上有提高外,監看手段沒有太大變化。
電視播出在進入計算機時代對人的依賴性還是很大,電視總控值班員面對的是許多個電視屏幕,通過對電視畫面的判斷來確保電視播出正常,總是寄希望于由人來把好最后一道關。這個監看方式從有電視播出到現在基本沒有變化,從而播出值班既承擔了很大工作責任風險,又有很大壓力,還難保不出問題。從值班員看到屏幕上電視故障、分析到處理,整個流程已經是故障發生后采取的措施,所以難保電視畫面不中斷。在值班員思想高度集中情況下整個流程也要3到5秒處理時間,所以電視播出監看值班員的辛苦不是常人能理解。而電視播出的安全問題也一直是個老難題。
進入數字電視時代,由于信道帶寬利用率的提高,電視節目頻道數量呈倍數的增長,采用傳統環節監看方法,頻道增加勢必使監看的環節和屏幕數量增加,導致要么增加監看人員,使得人員成本上升,要么降低監看效果(看不過來),排除故障時間延長。而且在有限空間要增加監看屏幕勢必縮小每個屏幕尺寸,而使監看效果有限,增加了工作強度。其中還不包括增加設備和維修帶來的麻煩。
三.數字電視綜合監看網絡
進入數字電視時代,要使數字電視播出達到既安全又經濟,只能借助于先進的數字電視綜合監看網絡了。把最后關口的值班人員的壓力分散到播出系統各個模塊上,把播出監看從對人的依賴轉變到依靠綜合監看網絡。
所謂綜合監看就是針對數字播出的特點,對不同環節和不同格式的數字信號采用不同的監看方法,再綜合到一個完整網絡中,使各個監看點能全面、有機地結合在一起,使播出監看員對整個系統一目了然,從而對故障有個完整判斷和及時解決;甚至通過網絡對設備的及時診斷,能把有些故障隱患解決在真正發生前,從而最大可能保證了數字電視播出的安全。
要建立一個數字電視綜合監看網絡,需要針對不同監看節點和特點,采用多種監看手段,概括來說有三個各不相同的方法:SDI信號屏幕監看、中間碼流分析監看、通路設備功能和狀態監看。
目前數字電視信號從播出源頭到編碼器之前所用信號基本都是視頻SDI、音頻AES格式或者嵌入式SDI信號,使我們有可能用簡單的SDI信號輸入監視器就可以對信號的有無進行監看,我們稱之為信號前期準備階段。在這階段要針對每個頻道的特點,用到字幕機、臺標機、播出矩陣和切換臺等有源設備,以及為了監看需要而插入的視音分。從傳統的沿襲模擬播出的觀念上來看,為了最大化的安全,現在大多總控播出系統會在每一個主通路設備的前后加上視音分設備來提取每個節點信號讓值班員監看。這個傳統方式在頻道不多的情況下會運行很好,但是當頻道數上升到一定數量時候,就會發生上節所講的,值班員來不及監看分析排除故障和工作壓力的增大而疲勞,效果適得其反;同時在主通路中插入有源設備本來也可能是個故障點,所以數字化總控系統要靈活設立監看點,沒有監看的節點可以采用其余兩種方法來覆蓋。但是在信號進入系統前和信號送入編碼器前一定要采用直觀的監看方式,來及時把故障鎖定在系統中;至于當中環節可以根據其中用到設備的特點和出錯概率來靈活設立。
在整個數字播出系統中,并不是所有環節的信號格式都是基帶信號,在信號進入編碼器后直到數字調制器,由于數字信號經過了信道編碼后,信號格式不在是SDI,而是TS流了,如果堅持使用簡單的SDI監視器的話,還需要外接各種解調器而使系統變得復雜而難以維護。這時候就要使用碼流分析監看手段了。功能強大的碼流分析儀可以監看從SDI信號到復合打包后的所有格式信號的參數,雖然不是直接的畫面顯示,但是對指導通路參數設置和故障排除是最方便的手段。在模擬時代,我們分析的是波形參數,看到的是直接圖像;而在數字時代,波形已經不是很重要了,眼圖上能分析到的數據十分有限,而對數字電視通路設置的關鍵參數都要通過碼流分析來判斷。我們可以從每個節點引出數據流交給碼流分析儀自動分析,報告結果,通過和預先設置的參數比較而報警。對于喜歡接受模擬信號的人眼來說,用碼流分析儀的方法是不大直觀的,因為看不見直接畫面,但是這個可以慢慢適應和習慣的。
以上兩種手段針對的目標直接是數字電視信號,一般是起監看故障和在故障發生后起判斷作用。在故障發生前,一般看見的都是正常工作狀態,不能起到預先告警從而把故障排除在發生之前,因為故障大多數是設備產生的,很少是設備本身。只有把系統通路設備都采用網絡方法監管起來,才能真正提前消除故障而保證播出安全。
通路設備功能和狀態監看是三種監看手段之一,這種方式監看的主要是數字電視設備,消除的是電視信號載體的隱患。這種方法對計算機網絡使用要求比較高,其次電視設備要提供計算機接口。好在現在的電視設備普遍提供了各種形式的計算機接口:有繼電器形式的報警接口,可以提供設備的初步工作狀況,其中包括小報警(不影響通路正常工作):設備是否冗余、工作參數是否超過預設門限、設備溫度等應該提前關注的參數;大報警(需要及時排除,否則影響電視信號通路工作):設備相關部件故障等。有串口形式的參數接口,這是比較成熟的接口,相關接口參數廠家也比較愿意提供,但是這里提到的兩種接口方式要通過接口控制模塊溶入到計算機網絡中,硬件構成比較復雜,提供的設備工作狀況參數的量和精度都有限。要真正把設備完全監控起來需要使用到現在越來越流行的計算機以太網接口,雖然這種形式接口功能強大,網絡控制功能強大,甚至超過手動面板控制,但是廠家對接口協議一般采取保密措施來推廣他們自己的監控軟件,而這正是想做出一個真正的先進的監看網絡的障礙之一。
要做出先進的數字電視監看網絡的另一個困難是,不能把前面提到的三種監看方式,簡單的排列在那里,而是要有機協調統一在一個監看網絡中。其中難點有3個:靈活組合網絡經驗、協調軟件的編制、設備接口的整合。
由于靈活組網經驗是沒有前人做過的工作,要做出一個符合使用習慣又保證播出安全的網絡是個不小挑戰;規