长沙电视台总控播出系统经过半年多的试运行,在湖南省广播电视总局、长沙市政府、长沙广播局各级领导的关心支持下,于2006年9月26日通过正式验收,并得到了到场专家的好评。
从2001起广播电视行业开始进行播出总控系统的数字化改造,在汲取了以往各兄弟单位的经验教训的基础上,我们在一些关键环节做出了一些新的尝试。通过此次改造,我们认为,很多新的技术、新的方式、新的思路是可以接受的,采用新的技术、方式、思路,可以使我们的工作更加顺畅、管理更加有效;采用新的技术、方式、思路,还可以有效的控制资金的使用、以达到效益最大化。
这里,我们简单的介绍我们所采用的一些新的技术、思路和方式。
一. 数字化、硬盘服务器为核心的播出系统是不变的技术基础
播出总控系统的数字化,其目的是保证制作环节以后的节目传输质量保持稳定、不降低。从长沙广播电视系统目前的结构来说,前期的制作环节基本实现了数字化,包括新闻采编、专题栏目以及后期制作等。
从1996年开始,我台在后期系统就使用了在当时非线性系统中最先进的AVID MC8000系统,其优异的制作手段和制作质量,大幅度的提高了我台部分包装节目的制作水平。
1998年我台6讯道数字转播车系统投入使用,使用频率极高,每周录制节目达3-4场,至今8年时间,其创造的效益早已超出原有投资。
2000年左右我台节目制作网络系统投入运行,使得在制作环节中质量的损失最小化,效率最大化。
近几年各频道演播室系统逐步实现数字化,部分新闻节目实现了直播。
我局有线网络系统前端数字平台投入运行也已近2年,入户数达到20万户,在全国也处于领先。
综合考察我局电视系统的现状,原有模拟播出总控系统已经成为制约节目传输质量的瓶颈。
我台目前共六个播出频道,分散在多个小机房,不利于安全播出的管理要求。此次改造完成后,所有频道集中播出,成为一个基于硬盘服务器系统的大型播总控系统。
此次改造,整体系统采用数字视音频(嵌入)方式,Thomson Concerto 64x64总控调度系统,Leitch双SAN结构Nexio服务器,多画面分割器等离子显示,Miranda周边产品。经TEK公司专家测试,指标达到并大幅度优于广播甲级指标。
二. 采用双SAN结构的视频服务器系统
服务器技术的发展非常迅猛,如何保证硬盘系统的长期、稳定、低维护成本运行成为我们选型的主要课题。经过大量的考察、分析,我们取得了一些共识。
首先是技术发展的趋势。从Pinnacle、Thomson/GVG、Omneon、Leitch等服务器厂商的产品发展状况分析,广播级视频服务器主机系统正在由最早的大型多通道系统逐步向小型分散系统发展,存贮系统则由分散的本地硬盘系统向集中的SAN结构阵列系统发展,而编解码部分的功能也逐渐走向软编解码或外置编解码方式,整体产品价格所着竞争的加剧也在大幅度下降。
为什么会有这样的发展趋势呢?我们认为,用于播出系统的视频服务器系统,作为用户,安全性是第一要素。按照自动控制原理,分散的控制系统(Distributed Control System)是对于大型系统最为安全的控制模式,可能的故障点被分散,单一故障只能降低系统的运行效率,而不会出现崩溃。从视频服务器主机系统来说,分散为若干个小系统,即分散了故障点,同时,每一个小系统对于主机(计算机)的本身性能要求降低,特别是单机的电源功耗大幅度降低(由于长期不停机运行,实际最容易出现故障的部位就是电源部分),使得系统的鲁棒性大幅度提高。
存储系统的集中主要是由于系统的工作模式要求,集中的存储相对于分散的镜像式存储有更多的好处。SAN结构的硬盘阵列由于本身采用的磁盘管理手段更为先进,读写效率更高,存储空间的扩展更为方便,SAN结构所连接的编解码主机系统的扩展以及通道的使用更为灵活。实际上,视频服务器系统的数据存储、迁移、容错、冗余、备份都是靠IT行业的先进、成熟技术实现的。当然,单个硬盘的故障率或使用寿命对于所有系统是相同的。
软编解码或外置编解码技术,则是将视频系统的硬件与IT计算机系统的硬件进行更为彻底的隔离,IT系统完成所有数据级的操作,而编解码设备只完成由数据到信号的转换,这样,视频服务器的硬件系统更为简单,没有很多功能复杂的板卡,系统更为稳定。
随着系统运行时间的延长,视频服务器所暴露出的主要问题是硬盘的使用寿命、性能的改变以及维护成本,当系统运行4-5年以后,硬盘的性能几稳定性开始下降,需要进行更换。随着硬盘成本的逐步下降,所需的维护费用也会逐步降低。
基于以上的考虑,我们对于Pinnacle、Thomson/GVG、Omneon、Leitch等服务器做了较为详尽的对比,并综合价格因素,最终选择了Leitch公司的Nexio 4000系列视频服务器系统。
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本系统采用双SAN结构存储系统,共计六台编解码主机,共计12个播出通道,12个上载/审看通道,完全满足六个频道的通道数要求。
三. 多画面分割器被大量使用
对于播出系统来说,采用主备的切换开关方式切换,采用键控器实现台标、字幕的叠加,这样的方式已经被很多电视台所认可。各家电视台由于机房情况不尽相同,所采取的显示方式则大不一样。
首先讨论播出系统的显示方式。1:1信号源监视方式是传统的显示方式,每个频道采用两个20寸监视器作为PST/PGM监看,采用8-18个不等的14寸监视器监视信号源及其它辅助信号,包括主备硬盘信号、外来信号、录像机信号、应急通道、字幕、回看等,并辅助已TALLY指示和音频电平显示。
由于目前播出系统所采用的信号方式多为嵌入音频方式的数字信号,如采用模拟监视器,需要监视的每一路信号必须进行D/A转换和模拟音频解嵌分别用于视音频监看。
对于1:1信号源监视来说,很多监视器在正常服务器播出的情况下都没有输入信号,如外来信号、录像机等,很多监视器处于黑屏状态。
采用画面分割器方式实现播出系统的信号监视,由于画面分割器可以支持数字视频信号和嵌入音频显示,并具有TALLY和UMD功能,所以不需要D/A、解嵌、TALLY、音频指示,系统信号只需要进行最简单、安全的标准数字视频分配器即可,这样,减少了许多系统环节,系统的信号链路更加简单,并减少了电缆的用量。
采用画面分割器方式还具有传统方式所不具备的信号故障报警功能,当信号出现中断、静帧或音频丢失等故障时,画面分割器在显示上可以通过边框颜色和UMD闪烁等方式进行报警,特别是静帧故障,值班员由于视觉疲劳等不容易发现,而画面分割器方式可以大大增强系统的故障检测能力。
采用画面分割器肯定是技术上更为合理的方式,但由于画面分割器及大屏幕显示设备的成本问题一直没有真正推广使用。对于一路监视信号来说,采用传统方式作1:1监视需要的成本大约为1.5万元,包括监视器、D/A、解嵌、带音频指示的TALLY灯,以10路信号计算,共需15万元,而采用如Miranda K2系列16路画面分割器约为25万元,42英寸的等离子监视器原来的成本也在4万元左右,其综合价格远大于传统方式。随着技术的发展,低价位的画面分割器10画面成本约为10万元,42英寸等离子显示器的价格也降到2万元以内,综合价格甚至低于传统方式。
由于采用硬盘服务器播出,实际系统中录像机、外来等信号使用频率很低,在我们的系统设计中我们采用了更为简便的4画面分割器方式,每个频道采用两台42英寸等离子显示器,其中一台监视播出系统的末级输出信号即PGM信号,另外一台采用一台4画面分割器分别监视预监PST信号、应急通道EMG、键控器预监DSK和回看信号OnAir,系统中不再监视输