一. 电视总控监看概述
电视播出经历了单机单频道播出和多频道集中播出的十几年发展,目前随着电视播出信号的数字化,各电视台正在紧锣密鼓地从模拟电视的多频道集中播出向数字电视多频道集中播出。
电视信号数字化带来的好处之一是可以在至少不降低电视信号画面可视质量的前提下,我们可以大大压缩每一路电视占用的带宽,从而可以在宝贵的有限播出通道带宽中播出更多频道的数字电视节目。以有线数字射频调制器为例:如果采用64QAM的调制方式,就可以在一个模拟电视信号占用的6M带宽中安排进至少8个数字电视信号(每一路数字电视信号带宽为4M,可保证收看质量不低于模拟电视信号收看质量)。
电视信号的数字化也有利于电视总控对电视信号数字流的路由安排,其中包括复合、分离、转换、远距离传送、调制和解调、压缩和再压缩,从而保证我们对数字电视信号的使用上有更大的自由度和灵活度,这在模拟电视信号时代是不可想象的。在模拟电视时代,电视总控可做的工作只是对电视信号的切换、分路、转制和传送,没有办法对信号做深层次的改变,连图文信号播出也是绞尽脑汁利用了电视逆程中可怜的一点空间。当然越灵活强大使用数字电视信号带来的不便是使用者对多种形式的数字信号的监看和掌控程度缺少手段,或者说我们要加强和改进原来在模拟时代的监看模式。这也是事情客观发展带来的挑战,这个规律在数字电视播出领域外的任何地方都是一样,越强大的设备需要越强大的掌控手段。
二.传统总控监看系统及存在问题
模拟电视时代在几十年的发展中,设备除了在质量和体积上不断进步外,在本质上却没有很大的变化。从传统总控监看系统使用的设备来看,不外乎视音分(用于信号的分路,来从信号主通路中获得监看信号等),电视墙和监视器(用于每一个通路环节监看),电视信号示波器(对通路电视信号校准);再加上些同步机、台标机、切换矩阵、倒换开关和制转机等外围操作设备就构成了一个完整的电视播出总控硬件体系。为了加强对每一个播出环节的监看,凡是信号主通路中每加入一个重要通路设备就会在其后加上视频和音频分配放大器,引出其中一路到监看电视墙,采取人员监看的方法。所以往往在电视墙上出现千篇一律的画面,看得头昏眼花,如果人处在疲劳状态,而其中一台画面出现问题并不能及时准确判断出到底是哪个环节出了问题。
当计算机时代来临后,又加上了计算机按播出时间单集中控制播放录像机播出多个模拟频道的电视节目,也算是在模拟播出时代一次智能化的跨越。但它也只是利用计算机代替人手对录像机的简单控制而已,除了在播出时间精度上有提高外,监看手段没有太大变化。
电视播出在进入计算机时代对人的依赖性还是很大,电视总控值班员面对的是许多个电视屏幕,通过对电视画面的判断来确保电视播出正常,总是寄希望于由人来把好最后一道关。这个监看方式从有电视播出到现在基本没有变化,从而播出值班既承担了很大工作责任风险,又有很大压力,还难保不出问题。从值班员看到屏幕上电视故障、分析到处理,整个流程已经是故障发生后采取的措施,所以难保电视画面不中断。在值班员思想高度集中情况下整个流程也要3到5秒处理时间,所以电视播出监看值班员的辛苦不是常人能理解。而电视播出的安全问题也一直是个老难题。
进入数字电视时代,由于信道带宽利用率的提高,电视节目频道数量呈倍数的增长,采用传统环节监看方法,频道增加势必使监看的环节和屏幕数量增加,导致要么增加监看人员,使得人员成本上升,要么降低监看效果(看不过来),排除故障时间延长。而且在有限空间要增加监看屏幕势必缩小每个屏幕尺寸,而使监看效果有限,增加了工作强度。其中还不包括增加设备和维修带来的麻烦。
三.数字电视综合监看网络
进入数字电视时代,要使数字电视播出达到既安全又经济,只能借助于先进的数字电视综合监看网络了。把最后关口的值班人员的压力分散到播出系统各个模块上,把播出监看从对人的依赖转变到依靠综合监看网络。
所谓综合监看就是针对数字播出的特点,对不同环节和不同格式的数字信号采用不同的监看方法,再综合到一个完整网络中,使各个监看点能全面、有机地结合在一起,使播出监看员对整个系统一目了然,从而对故障有个完整判断和及时解决;甚至通过网络对设备的及时诊断,能把有些故障隐患解决在真正发生前,从而最大可能保证了数字电视播出的安全。
要建立一个数字电视综合监看网络,需要针对不同监看节点和特点,采用多种监看手段,概括来说有三个各不相同的方法:SDI信号屏幕监看、中间码流分析监看、通路设备功能和状态监看。
目前数字电视信号从播出源头到编码器之前所用信号基本都是视频SDI、音频AES格式或者嵌入式SDI信号,使我们有可能用简单的SDI信号输入监视器就可以对信号的有无进行监看,我们称之为信号前期准备阶段。在这阶段要针对每个频道的特点,用到字幕机、台标机、播出矩阵和切换台等有源设备,以及为了监看需要而插入的视音分。从传统的沿袭模拟播出的观念上来看,为了最大化的安全,现在大多总控播出系统会在每一个主通路设备的前后加上视音分设备来提取每个节点信号让值班员监看。这个传统方式在频道不多的情况下会运行很好,但是当频道数上升到一定数量时候,就会发生上节所讲的,值班员来不及监看分析排除故障和工作压力的增大而疲劳,效果适得其反;同时在主通路中插入有源设备本来也可能是个故障点,所以数字化总控系统要灵活设立监看点,没有监看的节点可以采用其余两种方法来覆盖。但是在信号进入系统前和信号送入编码器前一定要采用直观的监看方式,来及时把故障锁定在系统中;至于当中环节可以根据其中用到设备的特点和出错概率来灵活设立。
在整个数字播出系统中,并不是所有环节的信号格式都是基带信号,在信号进入编码器后直到数字调制器,由于数字信号经过了信道编码后,信号格式不在是SDI,而是TS流了,如果坚持使用简单的SDI监视器的话,还需要外接各种解调器而使系统变得复杂而难以维护。这时候就要使用码流分析监看手段了。功能强大的码流分析仪可以监看从SDI信号到复合打包后的所有格式信号的参数,虽然不是直接的画面显示,但是对指导通路参数设置和故障排除是最方便的手段。在模拟时代,我们分析的是波形参数,看到的是直接图像;而在数字时代,波形已经不是很重要了,眼图上能分析到的数据十分有限,而对数字电视通路设置的关键参数都要通过码流分析来判断。我们可以从每个节点引出数据流交给码流分析仪自动分析,报告结果,通过和预先设置的参数比较而报警。对于喜欢接受模拟信号的人眼来说,用码流分析仪的方法是不大直观的,因为看不见直接画面,但是这个可以慢慢适应和习惯的。
以上两种手段针对的目标直接是数字电视信号,一般是起监看故障和在故障发生后起判断作用。在故障发生前,一般看见的都是正常工作状态,不能起到预先告警从而把故障排除在发生之前,因为故障大多数是设备产生的,很少是设备本身。只有把系统通路设备都采用网络方法监管起来,才能真正提前消除故障而保证播出安全。
通路设备功能和状态监看是三种监看手段之一,这种方式监看的主要是数字电视设备,消除的是电视信号载体的隐患。这种方法对计算机网络使用要求比较高,其次电视设备要提供计算机接口。好在现在的电视设备普遍提供了各种形式的计算机接口:有继电器形式的报警接口,可以提供设备的初步工作状况,其中包括小报警(不影响通路正常工作):设备是否冗余、工作参数是否超过预设门限、设备温度等应该提前关注的参数;大报警(需要及时排除,否则影响电视信号通路工作):设备相关部件故障等。有串口形式的参数接口,这是比较成熟的接口,相关接口参数厂家也比较愿意提供,但是这里提到的两种接口方式要通过接口控制模块溶入到计算机网络中,硬件构成比较复杂,提供的设备工作状况参数的量和精度都有限。要真正把设备完全监控起来需要使用到现在越来越流行的计算机以太网接口,虽然这种形式接口功能强大,网络控制功能强大,甚至超过手动面板控制,但是厂家对接口协议一般采取保密措施来推广他们自己的监控软件,而这正是想做出一个真正的先进的监看网络的障碍之一。
要做出先进的数字电视监看网络的另一个困难是,不能把前面提到的三种监看方式,简单的排列在那里,而是要有机协调统一在一个监看网络中。其中难点有3个:灵活组合网络经验、协调软件的编制、设备接口的整合。
由于灵活组网经验是没有前人做过的工作,要做出一个符合使用习惯又保证播出安全的网络是个不小挑战;规