【摘 要】 本文介绍了总控播出系统设计中的新技术应用，体现了完善的设计思路。对系统的安全性作了全面的分析，特别是在硬盘播出系统中，分布式视频服务器保证了节目播出的最大安全性。结合在灵活可靠的播出业务流程体系下的控制软件开发应用，阐述了大规模硬盘播出系统的运行、监控等技术特点和手段。
【关键词】 制播一体化视频网络 分布式结构 系统完全备份 单一崩溃点
电视总控播出系统发展的主要趋势就是数字化、网络化、智能化，从系统结构来说，一般包括以矩阵为核心的总控调度系统，以视频服务器为核心的播出分控系统及上载系统，以数据库服务器为核心的基于网络的播出控制、设备监测和网络管理系统，信号技术检测及监看系统。
济南电视台总控播出系统设计同样体现了这一设计思路，它同时提供支撑全台运行的通话系统，同步时钟系统等。其中总控系统部分是全台各个技术系统之间以及台内系统和台外系统之间信号传输交换的枢纽，承担着对参与播出的台内外各类视音频信号源的监测、调校、处理、调度的任务。播出系统部分是一个完全数字化、网络化、智能化的多频道大型硬盘播出系统，基于从制作到播出的网络化工作流程，采用8＋1频道设计，可承担全台8个频道的播出任务，也可承担未来高清频道的试验播出。
一. 系统概述
播出机房功能区分为设备区、值班控制区和上载区三部分。设备区包括总控和分控的播出通道设备、总控信号处理设备、视频服务器、数据库服务器、监控服务器等核心设备单元；值班控制区通过各类控制终端实现播出网内总控信号的调度控制、各频道的播出控制、机房内设备状态和信号质量的技术监测、总控与台内各演播室和制作区域的通话调度等；上载区根据播出需要，完成部分录像带待播节目的上载和审核。
总控系统实现全台信号源的输入输出调度、同步基准信号的输出、标准时钟信号的输出、与台内各演播室和相关机房的通话调度。分控各频道播出方式为全台制播一体的无带化、网络化播出，以分布式结构的视频服务器为核心，也可满足应急条件下的录像带上载播出和直接录像机播出。播出机房所采用设备均支持以太网接口，整个系统组成智能化监测网络，实现了设备状态和信号质量的自动监测。
二. 播出控制、设备监测和网络管理软件系统
基于网络的以数据库服务器为核心的控制及软件系统，担负着播出控制、节目单编辑、素材管理、播出管理及设备监控等诸多功能，它由播控系统、监控系统、内容管理系统、素材迁移系统、接口系统等构成。
1.控制及软件系统的关键技术
（1）采用主从热备实时同步技术。采取无溃点的多级备份结构设计，软件内置应急热备机制。主备播出程序采用实时同步技术，保证故障后实时切换。同步技术主要表现在设备共享同步控制，节目信息同步加载，播出控制信号同步触发，从而真正意义的实现了主备播出热备的功能。
（2）灵活可靠的播出业务流程体系。济南电视台播出系统建立以节目播出单为中心的播出业务流程，其中素材与节目单之间统一采用逻辑ID号为唯一绑定标准，提高了节目单与素材之间绑定的可靠性与安全性；同时仍保留支持以素材为中心的硬盘播出业务流程，实现先上载后编单的播出业务架构。
（3）分步式设备控制技术。系统中的应急录像机、视频服务器、矩阵、键控器等设备由网络中不同职能的控制机采用分布的方式直接控制。可以将指定的受控设备通过网络控制映射到本地，这一结构克服了集中式设备控制的安全缺陷，大幅度提高了系统的稳定性，同时兼顾系统灵活性和资源共享的能力。
（4）开放式可伸缩设计。播出系统频道数量不受系统结构的限制，支持用户在不影响播出的情况下，扩充和替换在线的设备。同时播出软件的标准性与开放性，成功实现了与新闻网、媒资、非编网络等全台各个网络的对接，从而实现了节目单传输的无纸化与素材传输的无带化。
（5）播出系统数据库服务器采用2+1结构，即主备服务器镜像备份，第3台服务器近线备份，采用订阅发布技术定期进行播出数据同步备份，必要时可顺利接管播出系统。
2.总控及播出监控系统
监控系统是针对全系统的软硬件设备的智能化管理系统，能够帮助操作人员快速的发现、诊断和处理故障，提高整个系统的智能化程度和安全性。系统采用自动化手段，创新地实现了点（设备）、线（信号）、面（全系统）的全方位、多角度智能化监控；通过分层管理策略实现了对硬件、软件、视/音频信号、网络状态及辅助设备的监测，为安全播出提供了有利保障。
监控系统主要功能如图1所示。
硬件设备状态监视和报警，兼容系统中不同品牌和不同接口的硬件，提供准确的状态信息，涵盖硬盘服务器、视音频周边系统、计算机服务器、数据网关及辅助设备等；软件运行状况监视和报警，准确提取关键软件运行状况，提供处理策略支持，涵盖播控系统和一切提供监控接口的第三方软件；信号状态的远程监视，提供视音频信号全指标实时性技术监测，提供多信号轮巡、数据记录、智能分析、报警，提供信号前后级链路影响分析。
系统提供周边设备技术参数的远程显示和集中调整，具有完备的自动控制功能；同时建立二级数据处理中心，将全台总控监控系统的数据分为二级，低级向高级传送，实现数据共享，体现数据价值利用最大化。
3.内容管理系统
内容管理系统是支持电视台节目播出部门数字化播出体系高效运作的网络化资源管理平台，它的一项重要功能就是支持播出节目内容资源在播出环境下按照节目单编排的进展，自动进行调度和迁移，从而在后台保证电视台节目播出工作的有序、正常运行。
内容管理软件主要是基于节目单为驱动的迁移策略，使得素材在视频服务器及二级存储之间能够及时合理的调度迁移任务，从而使素材能够及时就绪，保证播出的安全性。
节目单驱动：要做到准确高效的播出服务器素材准备，首先需要确定的就是如何驱动待播素材在内容管理系统中的迁移。济南电视台播出工作是围绕着节目单生命周期来进行，对于即将进入播出阶段的节目单，内容管理系统需要在播出前完成相应播出服务器设备的素材准备，保证正常的主备通路节目同步输出。在播出阶段的节目单，系统要在节目单应急修改过程中实现素材准备、服务器文件同步等工作。
通过对不同周期阶段节目单信息的提取和分析，内容管理系统得到了驱动播出素材内容自动迁移的数据，但是如何把驱动数据映射到具体的素材准备动作上，需要有灵活的策略信息来进行描述和指示。
迁移策略：一般情况下，自动迁移策略由触发条件、活动和输出三个部分组成。内容管理系统中，已经建立了一套完善的自动迁移系统结构，能够按照自动策略配置的要求，在节目单数据信息的驱动下，完成用户的节目准备业务。自动迁移系统结构如图2所示。
在自动迁移系统中，最重要的是自动策略的解析部分。自动策略是使用XML格式进行表述的，采用逻辑表达式形式描述业务逻辑。策略配置非常灵活和方便，能够表达用户复杂的业务需求。当台内播出的需求发生变化时，不必改动系统结构和部署情况，只要重新配置自动策略表达式中的参数和逻辑关系，就可以立刻改变系统的运作方式，在最短的时间内满足业务要求。
素材迁移系统：全台网有编辑网和播出网是两个重要组成部分，素材跨越这两个网时，需要从编辑格式转换到播出格式，这一步的转码效率、迁移效率对全台网效率有极大影响，是全台网成功与否的关键因素。本项目采用共享目录方式实现两个子网的素材交互，迁移服务器根据节目的播出顺序确定素材的迁移顺序，最近播出最先迁移，实现节目的顺序传输，充分利用带宽资源。在安全性方面，提供多处校验，从制作端到播出二级存储、从播出二级存储到播出服务器每一步转移素材的活动后都集成了文件的完整性检查。
节目单接口系统：高效稳定的节目单数据交互接口是制作（媒资）系统与播出系统间数据交换的桥梁，Web Service是新兴的应用通信技术，也是目前最适合实现SOA的技术，随着Web Service标准的成熟和应用普及，应用范围也越来越广泛。在技术层面上Web Service体现了SOA的需要：基于标准访问的独立功能实体满足了松耦合要求，适合大数据量低频率访问符合服务大颗粒度功能，同时基于标准文本消息的传递为异构系统之间提供通讯机制。
四. 视频服务器播出系统
OMNEON分布式结构服务器系统具有出色的稳定性和技术先进性,该视频服务器实现了满足广播电视独特需求的特殊设计，运用了标准的IT方式和组件。主要特点如下：
分布式模块化结构设计，如图3所示。
可提供灵活安全的智能扩展，如图4所示。