视频服务器参与播出的设想很早就被提出,从1995年的实验运行到现在的大规模使用,它的发展在中国从未停止过。由于它所拥有安全稳定性和图象质量高等各种特性,全国各级电视台在进行播出系统改造或新建设时,大多数都采用视频服务器系统作为系统的主力播出设备。
但在现阶段要完全放弃磁带,可能还需要有一个过程。因为电视台长期使用磁带录像机制作、播出,积累了大量磁带介质的节目。在这种以磁带介质节目为主要来源的播出系统中,如何在播出系统中实现录制录像机设备和播出录像机设备的共享,不同频道之间的录像机共享,以及视频服务器通道的备份方式等,成了目前硬盘播出系统中必须要考虑的问题。
一. 播出设备共享
目前播出系统中需要共享的设备主要有:
·录像机设备:实现播出不同频道之间的录像机共享;实现录制系统和播出系统之间的录像机共享;同时实现录像机自动装带的机械式设备也需要同时实现共享;
·矩阵设备:为了实现录像机、视频通道等的共享;播出系统通常设置前端矩阵用于实现信号的调度;但矩阵设备的控制通常不能又多个主机控制,需要实现控制方式的共享;
·视频服务器通道;视频服务器通道的共享是为了对播出主备服务器通道实现备份,当主备通道出现问题时用于备份;
系统中设备共享控制和频道播出控制之间的关系如下图:
图中由三个环节组成:
·设备服务器:负责对所有共享设备的控制,并及时向设备调度和频道播出报告当前设备的状况;
·设备调度服务器:建立系统中共享设备的策略信息,负责向频道播出提供关于设备的使用信息;
·频道播出:向设备调度服务器申请设备,通过设备服务器控制设备,为频道播出服务。
以上三个环节通过播出控制网实现信息的交互,播出控制网提供实时有效的信息交流平台。
二. 设备共享的实现方式
每个播出频道必须预先进行系统设置,为频道制定共享设备配额,即每个频道使用共享资源的最大数。所有的频道信息和共享设备的配额信息都需要在设备调度服务器进行统一配置。以机械手中录像机为例,解析设备共享的实现方式。
设备调度服务器需要对共享设备进行详细的定义,设置的具体内容如下:
·录像机名称:为该录像机定义的名称;
·录像机ID:系统全局的录像机识别ID,通过该ID和设备服务器联络;
·机械手:是否是机械手内的录像机;
·预卷时间:该录像机的预卷时间设定;
·误差:该录像机的误差设置;
·矩阵入点:该录像机在前端矩阵中的入点;
·与频道的关系:可以指定该录像机用于指定的频道,用于调度;
通过制定录像机的各项设置,提供给频道播出所需要的控制信息,如:对录像机预卷和误差的设置可以调整录像机的控制时序;对录像机的矩阵入点的设置用于切换矩阵信号等。
设备共享系统实现录像机调度和控制的逻辑图如下:
如图中所示,频道播出需要进行录像机的配额设置,增加区别于本地控制的共享设备控制方式;设备调度服务器是设备共享的分配者,它掌握着频道、机械手和录像机等的信息,同时通过与设备服务器的连接及时掌握各个设备的当前状况;设备服务器是实际控制的执行者,它不具体连接各种控制之间的逻辑关系,只是执行控制命令和报告设备状态。
设备共享调度各个环节之间的关系如下:
·频道播出启动时需要自动到设备调度服务器登记,让设备调度服务器了解频道当前状况;
·系统通过定义的网络共享设备定期实现通讯检查;
·设备调度服务器随时了解设备的工作状况,通过状态信息实现调度;
·通过调度中心的分配,建立频道和设备服务器之间的关系,实现实际的播出控制;
设备共享调度的流程如下:
·在播出节目单中设定需要的共享设备,当节目单投入运行时,系统就会及时向设备调度提出申请;
·设备调度根据当前设备的状况和设定的调度策略进行调度处理,并向频道播出发出申请结果信息;
·如果调度失败,继续申请;
·调度成功,获得所需设备的具体控制信息,进入相应设备的控制时序处理;
·通过和设备服务器的联络获取设备状态,根据节目单时序控制设备;如抓取磁带、找头、播出、停止等等;
·播出结束后及时释放设备;设备共享结束。
三. 设备调度的策略
由于机械手调度相对其他共享设备比较复杂,下面就机械手的调度策略做进一步的说明。
机械手调度的原则是依据磁带信息,频道提供给调度服务器的信息是:
·磁带ID:该磁带的条码,可以根据机械手读出该信息;
·播出时间:该节目播出的北京时间;
·节目长度:该节目的播出长度;
·频道信息:哪个频道使用;
调度中心从机械手磁带库中检索是否有相同ID的磁带存在;如果有,根据磁带使用的等待时间分配录像机;如果没有,等待磁带。
机械手分配等待时间根据播出时间设定,在离播出前的设定时间才具体锁定相应的录像机。录像机的分配根据录像机的系统设置进行。
当调度成功后,设备调度给频道播出提供如下信息:
·录像机的GUID,用于通过网络控制录像机;
·录像机的预卷时间;
·录像机误差;
·录像机所在的机械手信息,如在机械手中的位置等;
·磁带在带仓中的位置;
·该录像机连接的前端矩阵的入点;
根据以上信息,播出频道就可以实现相应的播出控制操作了。
四. 虚拟设备理念的应用
频道播出中设置虚拟设备的概念主要应用于共享资源的调配。所谓虚拟设备指的是在没有分配到实际资源前,对该设备的实际状态检查等处于休眠状态。当分配到实际的设备后,给它赋予相应的控制信息,如:网络控制GUID,矩阵信息,录像机信息等;并于使用结束后释放相应资源。
虚拟设备在进行节目单编辑时不具体制定实际的播出设备,只是指定一大类。如需要用到机械手进行播出时,只需要填写FX,而不指定是那个机械手或录像机。当实际申请到后,再填写上具体的设备。
五. 硬件配备的可能性
设备共享控制中,硬件环境的响应时间是需要重点考虑的问题。对于播出系统而言,系统实时性的要求是:发送者给出的命令需要在一个视频帧的时间(即40ms)之内到达接收者。对于直接通过RS422的通讯方式,在采用38.4K的传输速率时,每个字符的发送时间0.28ms,而实现机械手、编解码通道等控制命令的长度大多在50个字节之内,也就是说RS422控制命令的时间会在50