上海电视十二频道数字硬盘播出系统(上)
上海文广新闻传媒集团技术中心传送播出部
主任工程师 尚 峰
工 程 师 邱 炜
主任、正高 陈再现
一、概述
上海电视数字硬盘播出系统承担上海本地十二套电视节目的播出任务，与人民群众日常文化娱乐活动密切相关。其特点是播出量大，播出质量要求高，要求系统有高的可靠性。上海的电视硬盘播出系统是在数字化、网络化的基础上，以资源优化和高可靠为目标，兼顾前瞻性、经济性、可扩展性所开发的系统。2002年11月开始在一个组(GROUP) 四个频道的播出，2003年7月1日，实现了三个组共12个频道的播出，开始运行国内播出频道最多的硬盘播出系统,随着广播电视事业的发展,播出的频道数近期还会增加。
二、项目的提出及项目的重要性
在模拟电视向数字电视转变的进程中，数字化播出改造首当其冲。近年来，广告节目硬盘自动播出和新闻节目硬盘自动播出等系统在许多电视台得到成功应用，尤其是视频压缩技术、大容量存储技术和传输技术的迅速发展，使得以硬盘存储为基础建立电视数字化播出系统的方式已被业内所认同，并得以广泛应用，上海的电视数字硬盘播出系统项目在这一背景下被提出。
上海电视播出原来使用PROBEL播出系统，该系统已使用了8年，虽然工作人员早已习惯了PROBEL系统的界面和操作方式，使用起来也得心应手，但随着计算机技术和网络技术的飞速发展，原系统中无论是硬件还是软件都已落后，特别是随着视频服务器技术的成熟、硬盘价格的大幅度下降、千兆网络的应用，大规模、多频道数字硬盘播出成为可能，因此、有必要淘汰老系统以适应广播电视从模拟向数字过渡这一趋势，从而开始了本项目的实施。
由于上海电视播出系统承担上海的本地电视节目为十二套，每一套节目均与人民群众日常文化娱乐活动密切相关，因此项目的重要性不言而喻。
三、项目的总体技术方案
上海电视播出系统的数字化改造是电视系统整体数字化改造的一个重要环节，其特点是各频道所有的自办节目全部集中到播控中心统一播出。其播出规模在国内可谓首屈一指，播出频道之多、节目量之大、播出时间之长是任何一家地方电视台无可比拟的。因此，除了对硬盘播出系统具有安全、可靠这一基本要求以外，多台集中播出这一特殊方式对系统的存储容量、节目的输入输出通道数、数据的传输速率以及数据的读写速度等均提出了很高的要求。
1、对硬盘播出系统的要求：
（1）、系统支持多频道播出。一期实现一个组（1 GROUP）4套自办节目的硬盘播出；二期实现三个组（3 GROUP）12套自办节目硬盘播出，另设1 GROUP作为其它3 GROUP备份。
（2）、播出采用MPEG-2（4：2：0）格式传输节目信号，采用8Mb/s码流进行编码。
（3）、系统中所有与播出实时相关的环节，均采用主备运行及N+1备份方式运行，确保系统发生故障时的应急播出。
（4）、系统考虑不间断运行的安全可靠，具有实时监测、报警等措施，能够在运行状态下进行必要的系统维护。
（5）、系统可以扩充和升级，尤其考虑播控软件可以随硬件升级而升级，用户层软件便于修改、维护和版本更新。
（6）、新的硬盘播出系统的软件界面必须延续老系统的风格，包括字体、布局、操作流程等等，让使用者能尽快适应新软件，减少系统过渡阶段因为不熟悉而导致的误操作。
2、硬件系统方案
硬件核心设备是存储容量大、基本带宽宽、输入输出通道多的高性能视频服务器。多个输出通道共享视频存储服务器中的数据，多台视频服务器通过千兆以太网构成2级存储结构。
（1）、节目的采集：各频道播出节目大多为SP、SX、DVCPRO等格式的录像带，通过录像机，经MPEG-2编码器编码上载，节目素材保存在二级视频服务器内。
（2）、节目的上传：保存在二级视频服务器内的播出节目素材依据播出节目单的次序和时间的先后，由播控软件控制，通过网络数据通道将对应的播出节目数据文件上传到一级视频服务器内，准备播出。
（3）、节目的播出：系统采用主备两套一级视频服务器并行工作的方式，在播控机的控制下，依照节目单的次序进行播出。一旦主视频服务器出现故障时，就启用备视频服务器继续播出，所有过程的检测、控制都由播控机实时完成。
3、软件系统方案
软件是系统的重要组成部分，硬件设备选定后，播出系统的性能就取决于自动播控系统软件。软件的要求如下：
（1）、稳定多样的播出功能，首先是保证稳定可靠，并能提供顺序、定时、应急、自填画面等多种播出形式。
（2）、灵活的编辑功能，节目串联单的插入、删除、修改等。
（3）、完善的数据库功能，记录、统计、分析、报表等。
（4）、友好的人机界面，符合操作员的工作习惯，易学易用，中文界面，并有错误信息提示。
（5）、软件安全性强，设置用户的安全等级。保证系统数据的安全性，播出时要自动锁定各种破坏性的违规操作。
（6）、软件要考虑随着系统硬件的发展更新易于升级或兼容。系统采用开放结构，提供对设备扩展和功能扩展的功能。具有接受第三方软件的能力。支持主流的国际标准协议。
（7）、提供诊断程序。监测视频服务器的状态，以及系统中其它硬件如编解码器、网卡、遥控设备和硬盘工作是否正常，及早报警。
（8）、操作系统的选择至关重要，是建立整个系统软件的基础。基于多通道实时播出系统的稳定、可靠性考虑，作为硬盘数字播出系统的核心设备，视频服务器的操作系统平台采用专用的操作系统。
（9）、播控软件则可基于目前已在视频专业领域广泛流行的操作系统平台Windows NT上开发。
（10）、网络数据库采用基于NT平台的SQL Server数据库。但系统提供开放的数据链路接口（ODBC），便于数据库规模的伸缩。该网络数据库由多个数据模型组成，素材索引库用于存储视频服务器的素材索引；节目单库用于记录已制作的节目串联单和已播出的节目记录；广告模块用于记录广告编排单等相关内容；文档库用于存储磁带库管理数据，以便在播出系统的视频服务器与节目中心的数字带库之间建立一条数据通道。数据库服务器采用双机热备份方式。主备机运行时互相实时监测。任何一台服务器出现故障时，可完成自动检测，自动切换，在线修复。
（11）、自动播控软件系统包括以下几个子系统：
1) 信息采集系统：从数据库服务器中读取节目串联单，指定录入通道并设置该通道的参数；按照节目单进行节目录入；完成条形码、时码、节目名等信息检验；生成与节目相关的索引保存到素材索引库中，在整个录入过程中，能实时地了解各种信息，如硬盘剩余空间，录入进度、时码等，并且有同步预览功能，实时检测功能。
2) 素材管理、上传系统：对视频服务器中的素材进行管理，可按时间，类别等对素材进行分类，提供节目串联单的编辑、检索等功能。并可将不再使用的素材删除。提供播出表，串联单的随时打印。对两级硬盘空间进行管理，定时提前将二级硬盘中备份内容上传到一级硬盘中，用于准备播出。并对播出进行预监。对硬盘阵列进行检测。
3) 播出子系统：从数据库服务器中读取节目串联单，按照预置的播出方式，自动走单、控制输出通道的播出，插播等。还可根据播出要求：定时、延时、插入、等待，临时调整播出表。各频道播出独立，但可播出同一节目，而互不影响。提供数据备份，以便在网络、数据库出现故障时，仍能保证正常播出。播出工作站采取双机主备方式。每个频道的主备两个播出通道分别受控于主备播出工作站。一台播出工作站可控制多个播出频道。
4) 管理子系统：管理、协调自动播控网络中各子系统的工作，并对各子系统工作状态进行监测、报警。提供随时查看播出记录、工作日志功能。 软件开发拟采取多种形式：底层软件可购置或合作开发，上层软件以自我设计、开发为主，也可通过合作的方式完成。但整个软件系统的自主权，如集成、修改、升级等一定要保留和掌握。
硬盘播出系统框图如图一：
http://info.broadcast.hc360.com/images/tech/ypbc01.jpg