長沙電視臺總控播出系統經過半年多的試運行,在湖南省廣播電視總局、長沙市政府、長沙廣播局各級領導的關心支持下,于2006年9月26日通過正式驗收,并得到了到場專家的好評。
從2001起廣播電視行業開始進行播出總控系統的數字化改造,在汲取了以往各兄弟單位的經驗教訓的基礎上,我們在一些關鍵環節做出了一些新的嘗試。通過此次改造,我們認為,很多新的技術、新的方式、新的思路是可以接受的,采用新的技術、方式、思路,可以使我們的工作更加順暢、管理更加有效;采用新的技術、方式、思路,還可以有效的控制資金的使用、以達到效益最大化。
這里,我們簡單的介紹我們所采用的一些新的技術、思路和方式。
一. 數字化、硬盤服務器為核心的播出系統是不變的技術基礎
播出總控系統的數字化,其目的是保證制作環節以后的節目傳輸質量保持穩定、不降低。從長沙廣播電視系統目前的結構來說,前期的制作環節基本實現了數字化,包括新聞采編、專題欄目以及后期制作等。
從1996年開始,我臺在后期系統就使用了在當時非線性系統中最先進的AVID MC8000系統,其優異的制作手段和制作質量,大幅度的提高了我臺部分包裝節目的制作水平。
1998年我臺6訊道數字轉播車系統投入使用,使用頻率極高,每周錄制節目達3-4場,至今8年時間,其創造的效益早已超出原有投資。
2000年左右我臺節目制作網絡系統投入運行,使得在制作環節中質量的損失最小化,效率最大化。
近幾年各頻道演播室系統逐步實現數字化,部分新聞節目實現了直播。
我局有線網絡系統前端數字平臺投入運行也已近2年,入戶數達到20萬戶,在全國也處于領先。
綜合考察我局電視系統的現狀,原有模擬播出總控系統已經成為制約節目傳輸質量的瓶頸。
我臺目前共六個播出頻道,分散在多個小機房,不利于安全播出的管理要求。此次改造完成后,所有頻道集中播出,成為一個基于硬盤服務器系統的大型播總控系統。
此次改造,整體系統采用數字視音頻(嵌入)方式,Thomson Concerto 64x64總控調度系統,Leitch雙SAN結構Nexio服務器,多畫面分割器等離子顯示,Miranda周邊產品。經TEK公司專家測試,指標達到并大幅度優于廣播甲級指標。
二. 采用雙SAN結構的視頻服務器系統
服務器技術的發展非常迅猛,如何保證硬盤系統的長期、穩定、低維護成本運行成為我們選型的主要課題。經過大量的考察、分析,我們取得了一些共識。
首先是技術發展的趨勢。從Pinnacle、Thomson/GVG、Omneon、Leitch等服務器廠商的產品發展狀況分析,廣播級視頻服務器主機系統正在由最早的大型多通道系統逐步向小型分散系統發展,存貯系統則由分散的本地硬盤系統向集中的SAN結構陣列系統發展,而編解碼部分的功能也逐漸走向軟編解碼或外置編解碼方式,整體產品價格所著競爭的加劇也在大幅度下降。
為什么會有這樣的發展趨勢呢?我們認為,用于播出系統的視頻服務器系統,作為用戶,安全性是第一要素。按照自動控制原理,分散的控制系統(Distributed Control System)是對于大型系統最為安全的控制模式,可能的故障點被分散,單一故障只能降低系統的運行效率,而不會出現崩潰。從視頻服務器主機系統來說,分散為若干個小系統,即分散了故障點,同時,每一個小系統對于主機(計算機)的本身性能要求降低,特別是單機的電源功耗大幅度降低(由于長期不停機運行,實際最容易出現故障的部位就是電源部分),使得系統的魯棒性大幅度提高。
存儲系統的集中主要是由于系統的工作模式要求,集中的存儲相對于分散的鏡像式存儲有更多的好處。SAN結構的硬盤陣列由于本身采用的磁盤管理手段更為先進,讀寫效率更高,存儲空間的擴展更為方便,SAN結構所連接的編解碼主機系統的擴展以及通道的使用更為靈活。實際上,視頻服務器系統的數據存儲、遷移、容錯、冗余、備份都是靠IT行業的先進、成熟技術實現的。當然,單個硬盤的故障率或使用壽命對于所有系統是相同的。
軟編解碼或外置編解碼技術,則是將視頻系統的硬件與IT計算機系統的硬件進行更為徹底的隔離,IT系統完成所有數據級的操作,而編解碼設備只完成由數據到信號的轉換,這樣,視頻服務器的硬件系統更為簡單,沒有很多功能復雜的板卡,系統更為穩定。
隨著系統運行時間的延長,視頻服務器所暴露出的主要問題是硬盤的使用壽命、性能的改變以及維護成本,當系統運行4-5年以后,硬盤的性能幾穩定性開始下降,需要進行更換。隨著硬盤成本的逐步下降,所需的維護費用也會逐步降低。
基于以上的考慮,我們對于Pinnacle、Thomson/GVG、Omneon、Leitch等服務器做了較為詳盡的對比,并綜合價格因素,最終選擇了Leitch公司的Nexio 4000系列視頻服務器系統。
 |
本系統采用雙SAN結構存儲系統,共計六臺編解碼主機,共計12個播出通道,12個上載/審看通道,完全滿足六個頻道的通道數要求。
三. 多畫面分割器被大量使用
對于播出系統來說,采用主備的切換開關方式切換,采用鍵控器實現臺標、字幕的疊加,這樣的方式已經被很多電視臺所認可。各家電視臺由于機房情況不盡相同,所采取的顯示方式則大不一樣。
首先討論播出系統的顯示方式。1:1信號源監視方式是傳統的顯示方式,每個頻道采用兩個20寸監視器作為PST/PGM監看,采用8-18個不等的14寸監視器監視信號源及其它輔助信號,包括主備硬盤信號、外來信號、錄像機信號、應急通道、字幕、回看等,并輔助已TALLY指示和音頻電平顯示。
由于目前播出系統所采用的信號方式多為嵌入音頻方式的數字信號,如采用模擬監視器,需要監視的每一路信號必須進行D/A轉換和模擬音頻解嵌分別用于視音頻監看。
對于1:1信號源監視來說,很多監視器在正常服務器播出的情況下都沒有輸入信號,如外來信號、錄像機等,很多監視器處于黑屏狀態。
采用畫面分割器方式實現播出系統的信號監視,由于畫面分割器可以支持數字視頻信號和嵌入音頻顯示,并具有TALLY和UMD功能,所以不需要D/A、解嵌、TALLY、音頻指示,系統信號只需要進行最簡單、安全的標準數字視頻分配器即可,這樣,減少了許多系統環節,系統的信號鏈路更加簡單,并減少了電纜的用量。
采用畫面分割器方式還具有傳統方式所不具備的信號故障報警功能,當信號出現中斷、靜幀或音頻丟失等故障時,畫面分割器在顯示上可以通過邊框顏色和UMD閃爍等方式進行報警,特別是靜幀故障,值班員由于視覺疲勞等不容易發現,而畫面分割器方式可以大大增強系統的故障檢測能力。
采用畫面分割器肯定是技術上更為合理的方式,但由于畫面分割器及大屏幕顯示設備的成本問題一直沒有真正推廣使用。對于一路監視信號來說,采用傳統方式作1:1監視需要的成本大約為1.5萬元,包括監視器、D/A、解嵌、帶音頻指示的TALLY燈,以10路信號計算,共需15萬元,而采用如Miranda K2系列16路畫面分割器約為25萬元,42英寸的等離子監視器原來的成本也在4萬元左右,其綜合價格遠大于傳統方式。隨著技術的發展,低價位的畫面分割器10畫面成本約為10萬元,42英寸等離子顯示器的價格也降到2萬元以內,綜合價格甚至低于傳統方式。
由于采用硬盤服務器播出,實際系統中錄像機、外來等信號使用頻率很低,在我們的系統設計中我們采用了更為簡便的4畫面分割器方式,每個頻道采用兩臺42英寸等離子顯示器,其中一臺監視播出系統的末級輸出信號即PGM信號,另外一臺采用一臺4畫面分割器分別監視預監PST信號、應急通道EMG、鍵控器預監DSK和回看信號OnAir,系統中不再監視輸