【摘要】 本文主要介紹了面對(duì)電視播控系統(tǒng)在線改造這一難題，寧波廣電集團(tuán)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過合理的方案設(shè)計(jì)和創(chuàng)新技術(shù)手段的應(yīng)用，充分整合利用現(xiàn)有設(shè)備和機(jī)房資源，以邊播出邊改造的在線改造方式完成全臺(tái)播控系統(tǒng)高清化升級(jí)的成功案例。
【關(guān)鍵詞】 高清化升級(jí) 雙平臺(tái) 同步播出 素材共享 在線改造
一．引言
自國(guó)家廣播電視總局提出2020年全國(guó)省級(jí)電視頻道實(shí)現(xiàn)全高清化播出的目標(biāo)以來，電視頻道高清化建設(shè)步伐明顯加快。寧波廣電集團(tuán)的發(fā)展規(guī)劃是在2019年完成高清化改造，實(shí)現(xiàn)全高清播出。目前這個(gè)階段進(jìn)行播控系統(tǒng)全高清化改造，存在著不少的問題。
1.資金問題：新建一套全高清播出系統(tǒng)，造價(jià)高。參考周邊省級(jí)和市級(jí)臺(tái)的情況，新建一套八個(gè)高清頻道的系統(tǒng)，造價(jià)預(yù)算應(yīng)該在2500萬以上。在行業(yè)整體不景氣的背景下，這是一筆不小的投入。
2.場(chǎng)地問題：不管是新建8個(gè)頻道的高清系統(tǒng)還是搭建完整的臨播系統(tǒng)都需要有充足的場(chǎng)地空間。而目前我臺(tái)樓宇可用場(chǎng)地已經(jīng)飽和，沒有合適的場(chǎng)地可用于全高清播出系統(tǒng)的新機(jī)房建設(shè)。
3.時(shí)間問題：若在此時(shí)新建一套全新高清系統(tǒng)，立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、論證、招標(biāo)到設(shè)備安裝調(diào)試，試運(yùn)行應(yīng)該在2020年中期，而新大樓可能在3年后建成并投入使用，顯然效費(fèi)比太低。
為了減少新建系統(tǒng)的資金投入，也為了降低對(duì)新機(jī)房場(chǎng)地的需求，我們提出了在充分整合利用現(xiàn)有設(shè)備和機(jī)房資源前提下的原系統(tǒng)高清化在線改造方案。
二．總體方案設(shè)計(jì)
播控系統(tǒng)高清化在線改造最大的困難在于原址和在線。原址就是在原來的場(chǎng)地原來的機(jī)柜進(jìn)行設(shè)備的安裝，在線就是要在播出線上更換設(shè)備或者進(jìn)行功能升級(jí)，改造的風(fēng)險(xiǎn)非常大。如何在高清化在線改造的同時(shí)，保證日常的安全播出，一般的做法都是通過臨播系統(tǒng)進(jìn)行過渡，等改造完成以后再切回新系統(tǒng)。能否在不需要臨播系統(tǒng)的情況下完成系統(tǒng)改造呢？我們結(jié)合實(shí)際，本著安全第一的原則提出了“基于雙平臺(tái)同步播出技術(shù)的播控系統(tǒng)在線改造解決方案”。
基于雙平臺(tái)同步播出技術(shù)的播控系統(tǒng)在線改造解決方案的基本思路是（見圖1）：先搭建新系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，將新老兩個(gè)異構(gòu)平臺(tái)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)目同步播出，把同步播出下的播出通道進(jìn)行相互結(jié)合，交叉冗余，保證改造期間節(jié)目播出的安全。改造過程按照“通道升級(jí)”--“雙平臺(tái)同步播出”--“通道整合”這樣一個(gè)流程，在充分整合利用現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，以邊播出邊升級(jí)的方式對(duì)老平臺(tái)播出系統(tǒng)進(jìn)行逐路高清化改造，最后實(shí)現(xiàn)無縫切割。
圖1 基于雙平臺(tái)同步播出技術(shù)的播控系統(tǒng)在線改造解決方案流程圖
三．新平臺(tái)的搭建
為了滿足高清系統(tǒng)對(duì)高帶寬和大存儲(chǔ)的需求，我們優(yōu)化播出網(wǎng)絡(luò)配置，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，搭建了新的高清數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)，為接下來的改造做好準(zhǔn)備。
1.網(wǎng)絡(luò)升級(jí)
將標(biāo)清播出系統(tǒng)改造成高清系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提出了更高的要求。原有的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是千兆交換機(jī)級(jí)聯(lián)為主的模式構(gòu)成，這樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)不能滿足播出系統(tǒng)高清化后的網(wǎng)絡(luò)需求。為了提升文件的傳輸速度，我們?cè)O(shè)計(jì)了以萬兆光纖核心交換機(jī)為中心的架構(gòu)來替代。
網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用核心+接入交換機(jī)的方式連接。配置2臺(tái)核心交換機(jī)，采用40G雙鏈路堆疊。配置8臺(tái)接入交換機(jī)，每個(gè)域內(nèi)的2臺(tái)接入交換機(jī)采用2條10G鏈路堆疊，上行鏈路每臺(tái)單10G上行到核心交換機(jī)。以功能劃分的接入交換機(jī)通過光纖和核心交換機(jī)連接，以實(shí)現(xiàn)文件的高速傳輸。同時(shí)交換機(jī)采用國(guó)產(chǎn)品牌以替換原來的思科交換機(jī)，杜絕不安全隱患。
2.文件送播平臺(tái)的建設(shè)
新建一套獨(dú)立的文件送播平臺(tái)，該平臺(tái)新建MYsql主備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，采用200TB的大容量6節(jié)點(diǎn)的EMC存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)。同時(shí)配備9臺(tái)遷移服務(wù)器負(fù)責(zé)文件傳輸，配備7臺(tái)技審服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)文件的自動(dòng)技術(shù)審核。建成后云平臺(tái)、新聞制作網(wǎng)、廣告制作網(wǎng)等生產(chǎn)域的送播文件通過專用網(wǎng)閘統(tǒng)一進(jìn)入到送播平臺(tái)的存儲(chǔ)中。
為確保節(jié)目文件安全播出，在整個(gè)文件備播流程中每個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)立了技術(shù)保證措施，從而保證最后的節(jié)目安全播出。經(jīng)過自動(dòng)技審、人工復(fù)審后，素材文件遷移到播出平臺(tái)的視頻服務(wù)器。最后在視頻服務(wù)器系統(tǒng)中進(jìn)行頭尾檢測(cè)。
四．基于雙平臺(tái)同步播出技術(shù)的播控系統(tǒng)在線改造
鏈路高清化升級(jí)是整個(gè)高清化在線改造工程的要點(diǎn)與難點(diǎn)。播控系統(tǒng)鏈路上線路多，設(shè)備多，節(jié)點(diǎn)多。信號(hào)鏈路是最直接影響節(jié)目安全播出的環(huán)節(jié)，所以風(fēng)險(xiǎn)也最大。基于雙平臺(tái)同步播出技術(shù)的電視播控系統(tǒng)在線改造過程如下圖2所示：
1.首先在新的文件送播平臺(tái)的基礎(chǔ)上搭建高清第二備播出通道。高清第二備播出通道采用IP系統(tǒng)架構(gòu)，和基帶播控系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立。IP播出系統(tǒng)通過接口和編單系統(tǒng)以及送播平臺(tái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，從基帶播出系統(tǒng)節(jié)目單網(wǎng)關(guān)獲取離線節(jié)目單，根據(jù)離線節(jié)目單從現(xiàn)播出系統(tǒng)二級(jí)整備存儲(chǔ)抓取素材進(jìn)行節(jié)目備播。素材的備播采用FXP遷移技術(shù)，直接將素材遷移到無壓縮IP流視頻服務(wù)器組。無壓縮IP流視頻服務(wù)器組輸出的SDI Over IP信號(hào)經(jīng)基帶IP流轉(zhuǎn)SDI服務(wù)器轉(zhuǎn)換為SDI信號(hào)進(jìn)行播出。
2.高清第二備播出通道建成后與標(biāo)清頻道一起同播相同的節(jié)目?jī)?nèi)容，新老平臺(tái)的節(jié)目要實(shí)現(xiàn)同步播出，兩個(gè)系統(tǒng)必須使用相同的節(jié)目單和節(jié)目素材。由于高清二備通道播出的是高清信號(hào)，接下來把高清二備信號(hào)下變換成標(biāo)清信號(hào)，然后接入標(biāo)清系統(tǒng)4選1，成為標(biāo)清系統(tǒng)的一個(gè)新通道。原來的標(biāo)清播控系統(tǒng)是主備雙通道的系統(tǒng)架構(gòu)，高清二備通道接入后，使標(biāo)清系統(tǒng)變成三通道的系統(tǒng)架構(gòu)（見圖2）。
圖2 基于雙平臺(tái)同步播出技術(shù)的播控系統(tǒng)在線改造過程
3.停播原標(biāo)清系統(tǒng)的備播出通道，由高清二備和標(biāo)清主通道一起承擔(dān)當(dāng)前標(biāo)清頻道的播出任務(wù)。然后可以對(duì)標(biāo)清系統(tǒng)的備通道在新平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行高清化升級(jí)改造，通道升級(jí)保持整體架構(gòu)不變，主要對(duì)核心切換臺(tái)以及周邊設(shè)備進(jìn)行高清化升級(jí)。其中兩臺(tái)NV5128切換臺(tái)更換成GV公司的Masterpiece切換臺(tái)。原SNELL的周邊機(jī)箱換成AXON的高清機(jī)箱。
原標(biāo)清系統(tǒng)備通道升級(jí)完成后成為高清播控系統(tǒng)備通道。同樣的，把高清備通道的播出信號(hào)下變換成標(biāo)清信號(hào)接入標(biāo)清系統(tǒng)4選1，成為標(biāo)清系統(tǒng)的一個(gè)新通道。
4.停播原標(biāo)清系統(tǒng)的主播出通道，由高清二備和高清備通道一起承擔(dān)當(dāng)前標(biāo)清頻道的播出任務(wù)。然后對(duì)標(biāo)清系統(tǒng)的備通道在新平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行高清化升級(jí)改造，升級(jí)完成后成為高清播控系統(tǒng)主通道。最后把高清主通道播出信號(hào)下變換成標(biāo)清信號(hào)，接入標(biāo)清系統(tǒng)4選1。至此，就完成了原播控系統(tǒng)從標(biāo)清到高清的改造，整個(gè)過程對(duì)標(biāo)清頻道的日常播出沒有任何的影響，實(shí)現(xiàn)無縫切割，而且新建成的標(biāo)清頻道和高清頻道都具有三通道的系統(tǒng)架構(gòu)(見圖3)。
圖3 改造完成后的系統(tǒng)架構(gòu)
這樣一個(gè)邊升級(jí)邊整合，循環(huán)運(yùn)作的過程，體現(xiàn)出了基于雙平臺(tái)同步播出技術(shù)的播控系統(tǒng)在線改造決方案的巨大優(yōu)勢(shì)。1.安全性高：在改造過程中時(shí)刻保證有兩路播出通道實(shí)現(xiàn)當(dāng)前節(jié)目播出的安全冗余，確保了日常節(jié)目播出安全性與可靠性。2.節(jié)約成本：此方案不需要臨播系統(tǒng)，能充分整合利用現(xiàn)有設(shè)備和機(jī)房資源，以邊播出邊升級(jí)的方式實(shí)現(xiàn)高清化改造，大幅降低時(shí)間成本和資金成本。3.提升改造后系統(tǒng)安全冗余：改造完成后系統(tǒng)從原先的兩通道播出冗余升級(jí)到三通道播出冗余，提高了整個(gè)系統(tǒng)的安全系數(shù)。
五．跨平臺(tái)接力式傳輸素材共享技術(shù)
新老平臺(tái)的節(jié)目進(jìn)行同步播出，前提是兩個(gè)系統(tǒng)使用同樣的節(jié)目單和同樣的節(jié)目素材。如果編單、上載、推送等工作都要在兩個(gè)平臺(tái)重復(fù)做一遍的話，改造期間的播出業(yè)務(wù)工作量將會(huì)成倍增加。為了有效提高雙平臺(tái)同步播出的業(yè)務(wù)效率，我們提出了跨平臺(tái)接力式傳輸素材共享技術(shù)。
在改造期間，節(jié)目播出還是以標(biāo)清素材為主，播出節(jié)目素材都是推送或上載到老平臺(tái)的二級(jí)存儲(chǔ)。我們從老平臺(tái)向新平臺(tái)提供一個(gè)查詢服務(wù)，用于查詢老數(shù)據(jù)庫里的素材信息。新系統(tǒng)加載節(jié)目單后，新系統(tǒng)的GMP軟件會(huì)主動(dòng)調(diào)用這個(gè)服務(wù)，向其索要素材元數(shù)據(jù)。當(dāng)素材通過上載或者文件推送的方式傳輸?shù)嚼掀脚_(tái)二級(jí)存儲(chǔ)的時(shí)候，新系統(tǒng)GMP可以獲取到查詢服務(wù)反饋的素材信息（包括老平臺(tái)素材文件名稱，所在二級(jí)存儲(chǔ)區(qū)路徑，時(shí)長(zhǎng)等信息），然后發(fā)起同步任務(wù)將素材從老平臺(tái)遷移到新平臺(tái)的二級(jí)存儲(chǔ)，同時(shí)將素材元數(shù)據(jù)和狀態(tài)入庫到新平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫，完善新平臺(tái)素材信息(見圖4)。
圖4 跨平臺(tái)接力式傳輸技術(shù)示意圖
跨平臺(tái)接力式傳輸素材共享技術(shù)在不改變系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，平行增加兩個(gè)平臺(tái)之間的節(jié)目送播和自動(dòng)推送功能，輕松實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)平臺(tái)之間的素材共享，避免了重復(fù)上載與推送的工作，提高了播出業(yè)務(wù)效率，為新舊平臺(tái)實(shí)現(xiàn)節(jié)目同步播出打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
六．結(jié)束語
基于雙平臺(tái)同步播出技術(shù)的播控系統(tǒng)在線改造解決方案在寧波廣電集團(tuán)播控系統(tǒng)高清化改造中的應(yīng)用，是一次非常成功的的實(shí)踐。正是由于項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)面對(duì)播控系統(tǒng)在線改造這一難題，善于思考，勇于創(chuàng)新，通過運(yùn)用科學(xué)的改造方案以及合理的技術(shù)手段，使寧波廣電集團(tuán)原播控系統(tǒng)高清化改造項(xiàng)目過程安全有序，且富有成效。該解決方案對(duì)于國(guó)內(nèi)電視臺(tái)播控系統(tǒng)建設(shè)中面對(duì)在線改造這一難題具有很強(qiáng)的啟發(fā)和借鑒意義，為今后廣播電視技術(shù)改造工程提供了新的思路和經(jīng)驗(yàn)。新系統(tǒng)投入使用至今始終保持安全、穩(wěn)定、高效地運(yùn)行狀態(tài)，產(chǎn)生了很好的的經(jīng)濟(jì)效益，和社會(huì)效益。B&P
參考文獻(xiàn)
[1]劉偉寧。《電視播出系統(tǒng)的高清化改造討論》，科技傳播,2017,(08):32-33
[2]寇紅麗。《廣播電視臺(tái)播出系統(tǒng)高清升級(jí)改造分析》，科技傳播,2019,(22):62-63
[3]卞德森，姜建發(fā)，薛承典。《電視高標(biāo)清同播系統(tǒng)設(shè)計(jì)若干問題和實(shí)踐情況分析》現(xiàn)代電視技術(shù),2017,(09):118-121
[4]李海彬，龐麗麗，劉海蘭。《電視臺(tái)頻道間素材資源共享系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》現(xiàn)代電視技術(shù),2018,(02):142-151