【摘要】 本文主要介绍了面对电视播控系统在线改造这一难题，宁波广电集团项目团队通过合理的方案设计和创新技术手段的应用，充分整合利用现有设备和机房资源，以边播出边改造的在线改造方式完成全台播控系统高清化升级的成功案例。
【关键词】 高清化升级 双平台 同步播出 素材共享 在线改造
一．引言
自国家广播电视总局提出2020年全国省级电视频道实现全高清化播出的目标以来，电视频道高清化建设步伐明显加快。宁波广电集团的发展规划是在2019年完成高清化改造，实现全高清播出。目前这个阶段进行播控系统全高清化改造，存在着不少的问题。
1.资金问题：新建一套全高清播出系统，造价高。参考周边省级和市级台的情况，新建一套八个高清频道的系统，造价预算应该在2500万以上。在行业整体不景气的背景下，这是一笔不小的投入。
2.场地问题：不管是新建8个频道的高清系统还是搭建完整的临播系统都需要有充足的场地空间。而目前我台楼宇可用场地已经饱和，没有合适的场地可用于全高清播出系统的新机房建设。
3.时间问题：若在此时新建一套全新高清系统，立项、设计、论证、招标到设备安装调试，试运行应该在2020年中期，而新大楼可能在3年后建成并投入使用，显然效费比太低。
为了减少新建系统的资金投入，也为了降低对新机房场地的需求，我们提出了在充分整合利用现有设备和机房资源前提下的原系统高清化在线改造方案。
二．总体方案设计
播控系统高清化在线改造最大的困难在于原址和在线。原址就是在原来的场地原来的机柜进行设备的安装，在线就是要在播出线上更换设备或者进行功能升级，改造的风险非常大。如何在高清化在线改造的同时，保证日常的安全播出，一般的做法都是通过临播系统进行过渡，等改造完成以后再切回新系统。能否在不需要临播系统的情况下完成系统改造呢？我们结合实际，本着安全第一的原则提出了“基于双平台同步播出技术的播控系统在线改造解决方案”。
基于双平台同步播出技术的播控系统在线改造解决方案的基本思路是（见图1）：先搭建新系统的基础平台，将新老两个异构平台的系统实现节目同步播出，把同步播出下的播出通道进行相互结合，交叉冗余，保证改造期间节目播出的安全。改造过程按照“通道升级”--“双平台同步播出”--“通道整合”这样一个流程，在充分整合利用现有设备的基础上，以边播出边升级的方式对老平台播出系统进行逐路高清化改造，最后实现无缝切割。
图1 基于双平台同步播出技术的播控系统在线改造解决方案流程图
三．新平台的搭建
为了满足高清系统对高带宽和大存储的需求，我们优化播出网络配置，提高网络带宽，搭建了新的高清数据库系统和存储系统，为接下来的改造做好准备。
1.网络升级
将标清播出系统改造成高清系统，对网络环境提出了更高的要求。原有的系统网络架构是千兆交换机级联为主的模式构成，这样的网络架构已经不能满足播出系统高清化后的网络需求。为了提升文件的传输速度，我们设计了以万兆光纤核心交换机为中心的架构来替代。
网络架构采用核心+接入交换机的方式连接。配置2台核心交换机，采用40G双链路堆叠。配置8台接入交换机，每个域内的2台接入交换机采用2条10G链路堆叠，上行链路每台单10G上行到核心交换机。以功能划分的接入交换机通过光纤和核心交换机连接，以实现文件的高速传输。同时交换机采用国产品牌以替换原来的思科交换机，杜绝不安全隐患。
2.文件送播平台的建设
新建一套独立的文件送播平台，该平台新建MYsql主备数据库服务器，采用200TB的大容量6节点的EMC存储器作为存储。同时配备9台迁移服务器负责文件传输，配备7台技审服务器负责对文件的自动技术审核。建成后云平台、新闻制作网、广告制作网等生产域的送播文件通过专用网闸统一进入到送播平台的存储中。
为确保节目文件安全播出，在整个文件备播流程中每个环节都设立了技术保证措施，从而保证最后的节目安全播出。经过自动技审、人工复审后，素材文件迁移到播出平台的视频服务器。最后在视频服务器系统中进行头尾检测。
四．基于双平台同步播出技术的播控系统在线改造
链路高清化升级是整个高清化在线改造工程的要点与难点。播控系统链路上线路多，设备多，节点多。信号链路是最直接影响节目安全播出的环节，所以风险也最大。基于双平台同步播出技术的电视播控系统在线改造过程如下图2所示：
1.首先在新的文件送播平台的基础上搭建高清第二备播出通道。高清第二备播出通道采用IP系统架构，和基带播控系统相对独立。IP播出系统通过接口和编单系统以及送播平台实现互联，从基带播出系统节目单网关获取离线节目单，根据离线节目单从现播出系统二级整备存储抓取素材进行节目备播。素材的备播采用FXP迁移技术，直接将素材迁移到无压缩IP流视频服务器组。无压缩IP流视频服务器组输出的SDI Over IP信号经基带IP流转SDI服务器转换为SDI信号进行播出。
2.高清第二备播出通道建成后与标清频道一起同播相同的节目内容，新老平台的节目要实现同步播出，两个系统必须使用相同的节目单和节目素材。由于高清二备通道播出的是高清信号，接下来把高清二备信号下变换成标清信号，然后接入标清系统4选1，成为标清系统的一个新通道。原来的标清播控系统是主备双通道的系统架构，高清二备通道接入后，使标清系统变成三通道的系统架构（见图2）。
图2 基于双平台同步播出技术的播控系统在线改造过程
3.停播原标清系统的备播出通道，由高清二备和标清主通道一起承担当前标清频道的播出任务。然后可以对标清系统的备通道在新平台基础上进行高清化升级改造，通道升级保持整体架构不变，主要对核心切换台以及周边设备进行高清化升级。其中两台NV5128切换台更换成GV公司的Masterpiece切换台。原SNELL的周边机箱换成AXON的高清机箱。
原标清系统备通道升级完成后成为高清播控系统备通道。同样的，把高清备通道的播出信号下变换成标清信号接入标清系统4选1，成为标清系统的一个新通道。
4.停播原标清系统的主播出通道，由高清二备和高清备通道一起承担当前标清频道的播出任务。然后对标清系统的备通道在新平台基础上进行高清化升级改造，升级完成后成为高清播控系统主通道。最后把高清主通道播出信号下变换成标清信号，接入标清系统4选1。至此，就完成了原播控系统从标清到高清的改造，整个过程对标清频道的日常播出没有任何的影响，实现无缝切割，而且新建成的标清频道和高清频道都具有三通道的系统架构(见图3)。
图3 改造完成后的系统架构
这样一个边升级边整合，循环运作的过程，体现出了基于双平台同步播出技术的播控系统在线改造决方案的巨大优势。1.安全性高：在改造过程中时刻保证有两路播出通道实现当前节目播出的安全冗余，确保了日常节目播出安全性与可靠性。2.节约成本：此方案不需要临播系统，能充分整合利用现有设备和机房资源，以边播出边升级的方式实现高清化改造，大幅降低时间成本和资金成本。3.提升改造后系统安全冗余：改造完成后系统从原先的两通道播出冗余升级到三通道播出冗余，提高了整个系统的安全系数。
五．跨平台接力式传输素材共享技术
新老平台的节目进行同步播出，前提是两个系统使用同样的节目单和同样的节目素材。如果编单、上载、推送等工作都要在两个平台重复做一遍的话，改造期间的播出业务工作量将会成倍增加。为了有效提高双平台同步播出的业务效率，我们提出了跨平台接力式传输素材共享技术。
在改造期间，节目播出还是以标清素材为主，播出节目素材都是推送或上载到老平台的二级存储。我们从老平台向新平台提供一个查询服务，用于查询老数据库里的素材信息。新系统加载节目单后，新系统的GMP软件会主动调用这个服务，向其索要素材元数据。当素材通过上载或者文件推送的方式传输到老平台二级存储的时候，新系统GMP可以获取到查询服务反馈的素材信息（包括老平台素材文件名称，所在二级存储区路径，时长等信息），然后发起同步任务将素材从老平台迁移到新平台的二级存储，同时将素材元数据和状态入库到新平台的数据库，完善新平台素材信息(见图4)。
图4 跨平台接力式传输技术示意图
跨平台接力式传输素材共享技术在不改变系统原有结构的基础上，平行增加两个平台之间的节目送播和自动推送功能，轻松实现了异构平台之间的素材共享，避免了重复上载与推送的工作，提高了播出业务效率，为新旧平台实现节目同步播出打下了坚实基础。
六．结束语
基于双平台同步播出技术的播控系统在线改造解决方案在宁波广电集团播控系统高清化改造中的应用，是一次非常成功的的实践。正是由于项目团队面对播控系统在线改造这一难题，善于思考，勇于创新，通过运用科学的改造方案以及合理的技术手段，使宁波广电集团原播控系统高清化改造项目过程安全有序，且富有成效。该解决方案对于国内电视台播控系统建设中面对在线改造这一难题具有很强的启发和借鉴意义，为今后广播电视技术改造工程提供了新的思路和经验。新系统投入使用至今始终保持安全、稳定、高效地运行状态，产生了很好的的经济效益，和社会效益。B&P
参考文献
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