通州电视台单频道播出系统设计方案Tongzhou TV station design scheme of single channel broadcast system（江苏省南通市通州区广播电视台顾立兵）摘要：本文介绍了通州电视台宣传频道硬盘播出系统的软、硬件功能及系统架构情况，并对设计的安全性做了阐述。
关键词：硬盘播出系统、视频服务器、上载工作站Abstract: This paper introduces the software, hardware and system architecture of the hard disk broadcast system of Tongzhou television publicity channels. And the safety design is described in detail.Keywords: Hard disk broadcast system, video server, upload station一、前言由于数字电视的宣传需要以及教育局准备寒暑假通过电视台举办学习讲座的需求，通州电视台决定在原有频道的基础上新设立通州宣传频道，寒暑假播出学习讲座节目，平时播出数字电视宣传类节目。
通州电视台原有四个自办节目，在2006年已经建设了一个硬盘播出系统。
采取主备镜像播出、上载播出分离的模式。
如果再增加一个频道，播出服务器的通道数会比较紧张，存储系统的容量也是个问题，更重要的是我们也想建立一个独立的播出系统。
一个全新的播出系统除了能满足宣传频道的需求之外，我们还想把它作为大的硬盘播出系统的应急备份，在特定紧急情况下可以临时取代原有系统的工作，这样又提高了整个播出系统的安全性。
二、设计要求硬盘播出系统是一套完善的后期硬盘播出系统软件。
完全用数据库进行管理，统一密码登陆操作，规范管理。
谨防非操作人员违归播出。
可以在广播级视音频输出的同时输出台标、时钟及多路左飞上滚字幕。
支持双机备份，确保安全播出。
多种播出方式分为定时播出、顺延播出、定时插播和跟随插播。
并可分组管理，一目了然。
可以完成任何逻辑复杂播出要求。
真正可以精确控制视频音频切换器，完成定时的转播；磁带的插播。
播出列表可以实时修改，并可以随时检查播出文件是否正常。
左右声道设置解决了音频管理的问题。
由于数据库管理真正可以随时对播出记录进行查询。
播出文件列表进行打印存档。
1、先进性要求：系统要求采用先进的计算机技术、网络技术、数字电视技术和大容量硬盘存储技术。
系统的技术指标必须达到或超过国家广播电视技术广播级标准，服务器须有广电总局进网许可证，代理的产品要有产品生产方授权书。
2、可扩展升级性要求：系统具有播出通道数和磁盘存储容量的可扩展空间。
要有足够的网络带宽，可以实现上载工作站等的方便扩展。
各应用软件应易于升级。
3、安全、可靠和稳定性要求：系统的软硬件必须长期稳定可靠地运行，具有完善的硬件热备份、自动的数据热备份和信号热备份。
系统无单一崩溃点，具有较完备的应急安全措施。
能够在线维护系统设备，且不影响节目播出。
4、安全管理要求：系统既要保证信息资源的充分共享，又要保证系统内的信息安全。
同时系统应具有较完善的责任追究机制，能够提供操作系统级、应用系统级、数据库级三重用户管理和权限管理功能，对各用户的所有操作建立日志，保证整个系统运行始终处于安全监控和保护之中。
三、系统硬件功能概述系统设计为一个频道的全硬盘播出系统。
采用两台视频播出服务器，配置两台上载工作站，系统视频播出服务器配置硬盘存储（配600小时节目存储量）。
上载工作站将节目素材上载至视频播出服务器，在上载工作站上同时完成素材的编辑、节目的串编，以及审片工作，审核批准，将节目单通过网络传给视频播出服务器。
视频播出服务器可以依据播出节目单，事先将第二天要播出的节目自动下载到播出服务器的本地硬盘，使节目播出时尽量不依赖系统中的其它设备，增加播出的可靠性。
1、视频播出服务器视频播出服务器是一款将Mpeg2编码器、服务器、解码器结合为一体的视音频播出服务器，主要用于专业电视台的播出系统。
视频服务器采用开放式的软硬件平台和标准的接口协议，系统稳定、可靠，并可以与Mpeg2非线性节目制作、编辑网络互联，符合电视台全数字、盘基化、网络化、和多频道节目共享的发展要求。
2、上载工作站上载工作站是根据节目的上载串联单，将磁带节目或线路节目或非编网络素材数字化并上载至本地磁盘。
另外由于配备的解码器，它可以在上载的同时完成节目的审片工作。
3、视音频接口提供串行数字SDI(选件)、模拟Y/C分量、模拟复合等视频接口及平衡音频输入输出接口。
4、网络支持内置1000M Ethernet 网络接口，支持素材本地上载与异地上载，支持素材以数据文件方式传输。
系统采用1000M以太网结构，千兆交换机为骨干。
播出服务器、上载工作站、审片工作站等与交换机采用千兆超六类线接口5、文件兼容性：支持标准的Mpeg2 文件格式，Matrox , Pinnacle 等公司的主流非编MPEG2打包文件可以被MagiStream 直接播放。
6、外部控制协议支持RS422的 9 针接口，支持SONY 标准控制协议及Louth VDCP控制协议。
7、播出节目存储时间：采用Mpeg2的压缩解压缩方式，在6Mb/s的码流下就达到的广播级节目质量。
每小时节目占用的磁盘空间为6×60×60/8=2.7GB加上音频约每小时3G。
系统的播出服务器配置2000GB高速硬盘，磁盘存储时间为:20000/3=667小时。
安600小时计算，总播出天数： 600/20=30天。
四、系统中的软件功能概述在播出系统中良好的视音频设备必须有良好的控制系统配合，使各硬件子系统协调稳定工作。
控制系统采用网络控制和专线控制相结合的方式，网络采用TCP/IP的协议，专线则采用RS422/232等控制方式。
整个控制系统由录制系统、播出系统、硬盘控制系统、总编系统、设备服务器系统和素材管理系统等构成。
1、录制系统。
由于目前还不可能实现全台的节目数据流交换，因此节目录入非常重要。
上载工作站将磁带节目或线路节目素材数字化并上载存储系统。
在上载工作站可以设定输入的视频格式、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。
（图1 节目上载、编辑流程）系统采用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提供实时监看。
VTR上载节目：这是素材节目录制/上载的主要方式，用于从可以获取时间码的VTR磁带上载节目。
系统提供有周全的VTR控制功能，方便寻找磁带上一段素材的入点和出点时间码并可以定义一盒磁带上的多段素材实现批量上载，批量上载过程无须人工干预，系统自动完成。
手动方式上载节目：用于无法知道素材入点情况的素材上载，如收转的卫星节目或无法获取时间码的VTR磁带素材。
素材上载时录象起停由操作者手动控制，也可在预先确定素材长度的情况下由操作者手动控制上载录象，录满预先确定的素材长度后自动停止。
定时方式上载节目：用于收转的卫星节目素材上载。
操作者预先定义需要录象的若干定时时段，系统自动从设定的一个定时时段的起始时刻开始录象，到该时段的结束时刻自动停止。
在下一个定时时段的起始时刻，系统再次自动启动录象。
节目录制完成后可以对录入的节目进行检查，了解节目录入的质量和对录入节目素材的入出点进行设定以去掉录制过程中可能产生的不需要的信号。
（图2 节目上载软件）2、总编系统工作站对各部门上载、编辑好的素材及节目单进行审核和批准。
播出单制作则按照台里的播出计划编排每天的实际播出单。
并将播出单通过网络传给播出控制。
同时可以将播出单打印提供给领导及播出值机人员。
3、播出系统系统支持常见的所有播出方式，如定时播出，顺序播出，触发播出及定长插播，顺序插播等。
允许三种节目单格式，及总编室节目单，模板节目单和播出节目单。
播出节目单是实际用于播出的节目单。
模板节目单是根据电视台节目安排的结构相似特点，制定一个周一到周日的7个模板节目单，每天只需调出相应的模板，稍加修改便可成为播出节目单，减少节目单的输入量。
提供应急措施，如节目提前，节目延时，紧急备份等。
其他异常情况，播出控制机提供声讯报警。
支持打点播出，可以对已采好的节目素材选择入点和出点播出其中一部分。
支持广告选点插入播出，可以在播出电视剧等长片时通过节目单编辑功能在中间任意点插入已采好的广告节目，如10分种时插一个30秒的短广告，只要在节目单的电视剧上，选择要插入广告节目包，然后输入10分种即可，后面节目会自动顺延。
也可以选5分钟、15分钟，插入起始时间可任选运行稳定可靠，可以一天24小时，每周7天连续运行（图3 节目播出软件）4、管理系统系统基于全硬盘播出，硬盘中素材的管理至关重要。
要求对于所有的节目进行统一编号并且每一个素材编号是唯一的。
进行授权管理，由系统管理员对不同的工作站进行授权。
不同授权级别的工作站才可以对存储系统中的硬盘进行读、写、删除等。
为每个素材建立文件索引：如节目名称、节目编号、长度、入出点及其他相关信息等。
对每天的播出情况进行记录，并可打印存档。
五、系统架构和工作流程我台宣传频道的硬盘播出系统包含磁盘阵列、节目上载站、硬盘播出服务器等（如图4所示），网络结构不复杂，但稳定性较高。
视频流数据流图4此系统的播出素材经上载工作站通过编解码采集成播出格式的码流，依据迁移策略通过千兆交换机传输存储到磁盘阵列的素材库中，系统的视频播出服务器通过软件对其控制，实现将视音频信号的安全播出。
六、小结通州电视台宣传频道通过一年多的实际运行，该系统可以根据需要灵活配置，今后扩容能在不影响节目正常播出的状态下进行，稳定性可靠、安全性高。
经测试，播出指标完全达到了国家广电技术标准。
通过此次建设，加深了对硬盘播出系统的认识，虽然只是单频道的硬盘播出系统，但对本台今后其他四个本地频道的全数字化硬盘播出的建设和改造有很好的借鉴意义。
参考文献：梁冬梅单频道硬盘播出系统的应用与探讨电视技术 2011.8。
