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基于国产MagiStream视频服务器硬盘播出系统的设计与应用

2004-08-12 李善农 章志明 尤浩东 舟山电视台 依马狮网


    一.播控系统改造的定位及设计原则
    舟山广播电视总台,是一个地处海岛的地市级中小型台,经济实力相对薄弱。原电视播控系统采用各自独立的放像机加简易切换器的方式手动磁带播出,操作不便,劳动强度大,还容易出现播出事故。2001年3月随着新的广播电视大楼正式启用,我们就把电视播控系统的改造工作提到议事日程上。2002年4月起我们着手对国内已实施电视播控系统改造的一些电视台进行考察,如上海电视台、南京电视台、宁波电视台、浙江电视台等,这些大中型电视台用于电视硬盘播出系统的视频服务器,无一例外地采用了价格相对较高、进口的Sony、汤姆逊、品尼高、Seachange四大主流产品之一。当时,国内用于电视多频道播出的视频服务器开发商,据我们所知只有3家,其中北京格非视频科技有限公司自主开发生产的MagiStream视频服务器,由于其较高的性价比和较完善的售后服务,逐步赢得用户的认可,且已经在内蒙古电视台和山西运城电视台中得到了应用。经过对上述两家电视台设备使用情况的考察,以及与格非公司技术人员就一些技术问题进行深入的探讨和交流后,我们认为,该服务器的主要功能和结构基本符合我台的实际,特别是其较强的网络功能和对我台优惠的付款政策更具有吸引力。综合考虑诸多因素后,我台的播控系统改造方案,最终定位于基于MagiStream国产服务器加进口矩阵的方案来架构,系统设计为三个频道全硬盘播出。原则上主播通道采用数字(第三频道为模拟)方式,备播通道采用模拟。主播、备播音频通道均为模拟,但今后可升级为嵌入式数字方式。周边设备以进口为主,系统须考虑多种应急播出方案,确保三套电视节目的安全、优质、不间断播出。
    整个系统设计遵循如下原则:安全性,是播控系统的基本要求,也是系统改造的根本目的,必须贯穿到系统设计的全过程;优质性,是系统改造的最终目标,整个系统的所有技术指标应达到部颁甲级以上标准。经济性,要求整个系统在满足基本功能的条件下力求简洁明了,并具有较高的性价比;扩展性,在满足眼前需要的前提下,系统要考虑今后能平滑升级到全数字化、网络化。

    二.系统介绍
    我台三个频道电视播控系统设计的总体思路为,以两台MagiStream主备服务器和Leitch 16×16数字矩阵为核心(见系统示意图),完成来自录像机和各种外来信号的上载、调度、存储和编解码;用16×2数字矩阵,担负对16×16主矩阵调度信号的分流,以及常播信号与应急信号的播出,同时,通过这两个矩阵的联动(16×2矩阵的另外一路输出再接回到16×16主矩阵),最大限度地利用现有资源;以2×1切换器加数字键控的方式,完成一频道和二频道经字幕、台标叠加后的主播信号的播出,同时可应急播出来自32×4矩阵的模拟信号,其中第三频道直接通过服务器的模拟通道加8×2切换器输出(原只考虑两个频道播出,第三频道为后来加上的);以32×4模拟矩阵(图中未画),完成备播信号的模拟应急播出,同时完成所有技监技测信号的调度。一频道、二频道的视频主通道为数字方式,最后通过D/A转换播出。备用视频通道以及所有音频通道均为模拟播出。此设计模式,既能满足眼前三套节目的播出,又能兼顾未来系统的扩展需要以及DVB数字播出的需要。本系统具有较高的性价比和较完善的应急备份措施。整个系统主要由信号采集与存储系统、同步系统、时钟系统、网络控制系统、应急播出系统等部分组成。

基于国产MagiStream视频服务器硬盘播出系统的设计与应用
系统示意图
    1. 信号采集与存储
    根据我台每日的实际播出量,使用4 台内部配置数字卡的录像机(用SDI数字信号输出,直接与数字矩阵相连)上载,基本能满足要求。另外2台录像机,既可作为应急上载使用,又可作为应急播出使用,但没有配置数字卡,而经A/D转换后,一路连到数字矩阵,另一路直接连到32×4模拟矩阵。考虑到电视剧以及外来交流节目在我台的播出量较大,上载时间较长,因此, 我们利用Magistream可播出标准MPEG-2文件并能通过网络传输播出文件的特点,另追加了电视剧及外来节目上载工作站,配置了8个72G IDE RAID阵列箱,在8Mbit码流下,大约可存储100个小时左右的电视节目。把一个星期内要播出的所有电视剧及其它外来节目事先上载到电视剧硬盘阵列中,当需要播出时,在播控软件控制下自动高速传送到播出服务器中。另外,还可通过格非公司的专用软件将外购的DVD盘片节目的VOB文件直接拷贝到本地硬盘阵列中待播。系统中还考虑了7路外来信号。
    2. 服务器通道配置
    本系统的两台主备服务器分别配置了三个播出通道。各服务器的输出通道互为镜像。所有素材上载方式,与其他进口服务器有所不同,它是通过上载工作站上的Magi-1000 Mpeg-2压缩板卡压缩成MPEG-2文件后,再通过千兆交换机直接传送到服务器内置的1G光纤Ethernet网络接口上。为今后实现电视台的制播一体化奠定了良好的基础。
    3. 同步系统
    整个系统采用Leitch公司的2台SPG1510同步信号发生器和ACO131一起提供整个系统的同步基准。两台SPG150P为主从关系。
    4.时钟系统
    本方案中采用了天虹公司的GCT集中授时系统。
    5.技监技测系统
    考虑到经济因素,我台设计的技监技测系统主要对各路的模拟信号进行检测和监看。系统主要由32×4 模拟矩阵和泰克1721+1741仪器组成。所有信号都接入32×4矩阵中,由矩阵选择切换可监测监看每路的信号情况。同时,也可监听每路伴音的质量。另外,系统中还配置了Sony VPM 14L4+BKM120D带数字卡的监视器,可主观监看接入16×16数字矩阵中的所有数字信号质量。这样设计的目的,既能达到检测监看的效果,又能降低系统成本。
    6.网络和控制
    整个系统的网络和控制部分,由双网星形拓扑结构的局域网构成,采用以太网协议,其中视频流走FC网,控制信息流走百兆以太网。方案中还预留了网络接口,以便今后和非线性编辑系统相连,实现全台制播一体化。
    7.应急备份和安全系统
    安全播出是播控系统设计的根本宗旨,我台在设计时主要考虑了以下几点:(1)主备服务器镜像备份,另外在存储系统中考虑了RAID5结构。(2)服务器主备通道镜像备份。(3)在服务器正常情况下,16×2常播矩阵与16×16矩阵两级数字矩阵互为备份。(4)在服务器正常情况下,当两级数字矩阵均出故障时,可通过2×1切换开关,用32×4模拟矩阵应急播出。(5)当主备服务器均死机,一方面可以用录像机手动播出,另一方面也可立即手动切出垫片信号。(6)播控机通过芯跳线连接,互为镜像。(7)所有输入输出端均用跳线连接。在特殊情况下可以用跳线直接播出。

    三.播控软件简介
    在硬盘播出系统中,良好的视音频设备还需要良好的播控软件配合,使各硬件子系统协调稳定地工作。系统的控制采用网络控制和专线控制相结合的方式,网络采用TCP/IP协议,专线控制采用RS422/232等控制方式。整个系统由录制、播出、硬盘控制、总编系统、设备服务器和素材管理等系统构成。
    1、录制系统
    上载工作站中可以设定输入的格式、数据码率等,在素材上载之前可以设置素材的数据库管理属性,如素材使用的频道、播出日期、播出次数、素材的类别等。系统中采用VTR上载、手动上载、定时上载等三种录入方式。素材上载时在上载工作站的显示器上可

格非 MagiStream

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