【摘要】 本文簡要介紹了青海電視臺全新的4頻道全Leitch設備數(shù)字播出系統(tǒng)設計，該系統(tǒng)是首例NX4000TXS國內(nèi)項目，此項目的成功意味著在國際上享有盛譽的Nexio服務器真正進入中國廣播電視實際應用領域。
【關鍵詞】 LEITH 服務器 SAN CCS
一. 系統(tǒng)的主要設計特點
青海臺的系統(tǒng)設計要求：完成4套節(jié)目的全數(shù)字化播出；主備硬盤服務器SAN結(jié)構(gòu)，主備存儲各提供360小時的存儲時間；總控64×64的多格式矩陣，主控8個16×1切換開關。
1.系統(tǒng)采用先進的數(shù)字式音頻嵌入方式
數(shù)字音頻嵌入數(shù)字視頻傳輸，其先進行主要體現(xiàn)為：
（1）視音頻傳輸質(zhì)量最高，在音頻傳輸質(zhì)量上，由于在SDI信號上嵌入傳輸數(shù)字音頻信號，音頻的傳輸質(zhì)量大幅度提高，傳輸過程中無信噪比損失，不會附加新的噪聲，也避免了由于電源所造成的干擾。
（2）視音頻傳輸無相位差，解決了唇音問題。在信號的切換上，由于所有信號的切換為同步切換，按照標準在SDI信號的5－8行沒有嵌入音頻信號，所以不會破壞數(shù)字音頻打包數(shù)據(jù)，這樣在切換時不會產(chǎn)生咔嚓聲。
（3）由于系統(tǒng)采用嵌入式系統(tǒng)，因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，維護簡單，設備所占空間少。
（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)采用嵌入式系統(tǒng)可節(jié)省音頻矩陣和大量的音頻外圍設備，因此，實現(xiàn)了利用先進的技術極大的減少系統(tǒng)造價的目的。使得整個系統(tǒng)減少了大量的音頻電纜及布線工作，由于減少了系統(tǒng)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)故障點減少，穩(wěn)定性提高。設備和系統(tǒng)成本顯著降低。
2.播出系統(tǒng)主要是視頻服務器為主，錄像機播出為輔的播出模式，播出控制系統(tǒng)全部實現(xiàn)自動化。所有播出通道全部采用先進的廣播級設備，使播出的技術質(zhì)量和安全可靠性都大大提高。
3.系統(tǒng)配置一臺64X64可升級到128x128的寬頻多碼流矩陣，主要實現(xiàn)對臺內(nèi)外信號進行調(diào)度，為播出提供所需的信號，這樣系統(tǒng)使用非常靈活、安全、應急處理功能也得到了大大加強。
4.在系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)設計時都加入了視音頻跳線，提高了系統(tǒng)的安全性和靈活性。對系統(tǒng)的輸入輸出信號均采用視音頻接口板方式，這樣能使系統(tǒng)相對獨立，外部接口清晰，系統(tǒng)連接方便，便于今后系統(tǒng)的維護和擴充。
系統(tǒng)主要由播出系統(tǒng)、硬盤服務器系統(tǒng)、總控矩陣調(diào)度系統(tǒng)、上載系統(tǒng)、周邊系統(tǒng)等組成，承擔了青海電視臺衛(wèi)視頻道、經(jīng)濟生活頻道、都市頻道、影視頻道，共4個頻道的播出任務，下面介紹主要系統(tǒng)各個部分的技術特點。
二. 硬盤播出系統(tǒng)的主要組成部分
1.播出系統(tǒng)
在青海臺4個頻道的播出系統(tǒng)中，由于是全硬盤的數(shù)字播出，整個播出系統(tǒng)的視頻信號通路為全數(shù)字通路，音頻通路為數(shù)字嵌入系統(tǒng)，信號不會像在傳統(tǒng)播出一樣頻繁切換，所以沒有采用價格昂貴的切換臺，而采用的是雙切換開關+矩陣的形式，簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的性價比。在目前多種信號標準共存和切換要求不斷變化的環(huán)境下，信號矩陣必須足夠的靈活，以適應他所支持的系統(tǒng)變化。數(shù)字播出主控系統(tǒng)采用的是Leitch的Panacea矩陣。該矩陣有1RU和2RU兩個規(guī)格，雙電源（內(nèi)/外）配置支持SDI、Analog、AES/EBU、HD等格式。本系統(tǒng)主要采用雙Panacea的16×1切換開關。各個頻道切換開關均為主備切換，互為備份，兩路信號經(jīng)過2×1倒換開關形成播出信號。兩個16×1切換開關的16條輸入母線中的2條實現(xiàn)PGM和PST的接入，從而完成播出節(jié)目的切換，1條母線用于BYPASS，同時將常用信號源接入開關作為應急，播出工作站同步對兩個切換開關進行控制，確保兩路信號播出的一致性。
突破傳統(tǒng)的臺標系統(tǒng)——傳統(tǒng)的臺標系統(tǒng)會采用鍵控器，在播出的末端為每一路信號添加Logo。而傳統(tǒng)的鍵控一般只能加1個Logo，而現(xiàn)在的節(jié)目播出會同時要求臺標、廣告和其他的一些Logo同時發(fā)生，這樣傳統(tǒng)的鍵控設備會隨著Logo的數(shù)量遞增，這無疑增加操作環(huán)節(jié)和系統(tǒng)成本。青海臺考慮到系統(tǒng)的實用性和經(jīng)濟性采用了Leitch公司的新一代鍵控設備—Logomotion II。通過Leitch公司的新一代鍵控Logomotion II模塊MGI-3901，實現(xiàn)臺標和多個字幕、時鐘的疊加。
Logomotion II的特點是在SD標準下可生成4個獨立的圖標層，HD標準下為2層，支持一路外部的填充信號和鍵信號，并且還可支持一路滾動字幕。它可存儲多達999個臺標，支持多種臺標類型：標準臺標、動畫臺標、模擬時鐘、數(shù)字時鐘，并且支持嵌入音頻和數(shù)字音頻。它有著靈活的遙控操作方式，為現(xiàn)在的圖標插入需要提供了強大的功能。
2.硬盤服務器系統(tǒng)
青海電視臺的硬盤播出系統(tǒng)選用的是享有國際聲譽的Leitch公司的Nexio服務器。經(jīng)過各個品牌的服務器的了解和比較，我們認為Nexio的以下特點是我們選擇它的主要原因。
（1）Nexio的全新架構(gòu)。Nexio減小了平臺的規(guī)模，在每個服務器平臺上支持2或4個通道的配置，降低了單個平臺的通道容量，從而減少了因單個平臺故障所影響的通道數(shù)。通道的升級簡單易行，只需增加服務器即可，一個系統(tǒng)內(nèi)最多可升級到100個通道。而其可選的內(nèi)置和外置存儲使得應用更加靈活，存儲可在線升級，最大可達30TB。
（2）獲得艾美獎的RAIDsoftTM。顧名思義，Leitch獨有的防止硬盤故障的RAID保護軟件，是Leitch服務器系統(tǒng)冗余安全備份的關鍵。它省掉了傳統(tǒng)的RAID控制卡的硬件固有花費，摒除了硬件控制卡的單一崩潰點；另外，傳統(tǒng)的RAID由于沒有文檔系統(tǒng)，所以是針對磁盤空間的恢復，而RAIDsoftTM由于有素材索引備份，使得在恢復數(shù)據(jù)的時候，只需要恢復必要的數(shù)據(jù)，重建時間更快。RAIDsoftTM提供了兩種保護素材的方法：RAID3保護一個硬盤損壞的情況下的數(shù)據(jù)不丟失；Leitch的特有技術ECC將保證在兩個硬盤同時損壞的情況下，素材的完全恢復。
（3）Nexio的簡單、靈活的SAN結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的SAN是需要通過光纖集線器、光纖路由器、光纖交換機等連接設備將磁盤陣列、管理服務器等存儲設備與相關的服務器連接起來，組成高速的專用存儲網(wǎng)絡。而Nexio不需要專門的SAN管理服務器，運行在每臺服務器平臺的底層管理軟件LLM集中了SAN管理服務器的功能，這就使得不僅系統(tǒng)占用的空間大大減少，更為重要的是史無前例的降低了SAN的復雜程度，摒除了SAN管理服務器這樣一個系統(tǒng)崩潰點。
本系統(tǒng)采用了4臺Nexio的共享存儲型服務器NX4000TXS，每臺NX4000TXS視頻服務器支持4個通道，播出服務器配置了2塊雙通道解碼板，上載服務器配置了2塊雙通道編解碼板。共配置8個編碼通道及8個解碼通道用于上載和播出。兩個SAN分別由兩臺視頻服務器、兩個146GB×16的磁盤陣列組成，各提供380小時/10Mb/s的共享存儲，并通過千兆以太網(wǎng)交換機進行素材的主備鏡像形成主備系統(tǒng)。
3.總控矩陣調(diào)度系統(tǒng)
總控矩陣在系統(tǒng)中是相當重要的環(huán)節(jié)，主要承擔所有臺內(nèi)外信號、各演播室信號和播出信號的調(diào)度功能，最主要的是為4個頻道的共享播出而起到播出信號調(diào)度中心的作用。因此，矩陣擔負著上載、播出調(diào)度、播出應急、演播室、外來信號的調(diào)度、信號處理、信號技術監(jiān)視的多重功能，是整個系統(tǒng)中信號調(diào)度的中心環(huán)節(jié)。根據(jù)播出現(xiàn)狀和未來發(fā)展需要，總控矩陣采用了Leitch公司的Integrtor-Gold矩陣。該系列矩陣是128×128的機箱框架（8RU），可配置3個支持獨立工作的可熱倒換電源，內(nèi)置了64×64的規(guī)模，主要由輸入卡、交叉點板、輸出卡組成，該矩陣式為SD和HD及其他3Mb/s～1.485Gb/S碼率信號所設計的寬碼率多格式矩陣。對于SD和HD唯一的區(qū)別就是輸入/輸出（I/O）卡，很容易升