陈建国
湖南株洲 湖南省株洲市渌口区广播电视台 412100
摘 要：本文介绍了渌口区广播电视台高标清硬盘同步播出系统的设计建设,该系统以视频服务器为主要节目播出信号源，以多功能一体机进行信号转播、切换、下变换、台标时钟处理，实现高标清同步播出。
关键词：高标清同播；视频服务器；多功能一体机；下变换
一、引言
早在2017年，广电总局向各省、自治区、直辖市新闻出版广电局，新疆生产建设兵团新闻出版广电局，总局机关各司局、各直属单位，中国教育电视台印发《关于加快推进高清电视发展的通知》，对当前高清电视发展工作进行了重新部署，制定了一系列新政策措施。其中，自2019年1月1日起，有线网络公司停止配发和销售不支持高清电视的有线电视机顶盒，到2020年基本实现高清电视机顶盒的普及，省级和较发达地级台基本实现高清化，地级（含）以上台主要频道实现高标清同播，高清频道成为主流播出模式，鼓励县级台进行高清化改造，经批准保留整套电视频道的县级台符合条件的可申请高标清同播。根据发展需求，我台也对原有播出系统进行了升级改造。
二、建设背景
我台原有的硬盘播出系统于2004年所购，期间虽然进行了一次升级，但是年代久远，设备老化，操作繁琐，功能性差，且节目输出为标清模拟信号，已经远远不能适用当今发展需求，高清播出改造势在必行。综合我台的实际情况，设计了高标清同步播出系统，该系统满足安全稳定性、先进性和实用性原则；具备技术的前瞻性、可扩展性、高兼容性；该系统基于全台制播一体化网络，整体设计为全数字、自动化、智能化、网络化的播出系统。建成后的高标清同步播出系统，符合广电总局关于高标清同播相关要求，播出模式全部采用高清兼容标清播出模式，也就是说此次高标清系统的建设即包括高清数字播出系统，还包括与其相对应频道的标清数字播出系统，且同步播出。
三、系统设计
整个系统由主、备视频服务器，数据库管理服务器，二级存储服务器，上载工作站，编单工作站，播控工作站，交换机，时钟服务器，同步信号发生器，高清数字机顶盒，数字光端机，多功能一体机，数字监视器，高标清数字编码器等组成，如图1所示。
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图1
3.1、视频服务器
硬件部分：作为整个系统核心部分，此设备直接影响播出的安全性和稳定性，所以选取了国际知名品牌DELL原装机架式服务器作为系统平台，此款服务器采用了双至强E5-2630V4处理器，32GB内存，4个千兆网口，2块600GB SAS企业级硬盘采用RAID1方式做系统，6块4TB SAS企业级硬盘采用RAID5方式做素材存储，这样保证了单台视频服务器的系统和素材的安全性。服务器还采用750W冗余电源结构，对电源部分也实现了备份。播出卡采用了国家广电总局认证的甲级播出卡，提供了高指标的硬件解码数字信号输出通道，支持HD/SD SDI和HDMI等数字信号输入输出，能匹配各种广播级设备信号输入输出。充分考虑系统的安全性和稳定性，整个系统配备了同样配置的视频服务器做为热备份，一旦主视频服务器出现故障，备视频服务器自动接管播出工作，主备视频服务器互为备份，防止因任何一台视频服务器出现故障而导致节目播出中断的事故发生。
软件部分：视频服务器软件基于数据库架构，具有用户权限设定，素材管理，日志统计等诸多功能，在此系统中，视频服务器负责素材解码后的高清数字信号输出。
3.2、数据库管理服务器
顾名思义，负责数据的处理，比如播出节目素材的名称，时长，系统的各项参数设置，用户信息，操作日志，播出日志等，该服务器在提供数据库处理的同时也起到了数据库备份的作用。
3.3、二级存储服务器
要满足高清节目的播出量，高清素材自然是不可少的，由于同时长一般高清素材的容量是其标清素材的好几倍，所以对存储空间也是需要相应提高，采用二级存储，一方面给节目上载人员提供大容量的节目存储空间，另一方面为视频服务器提供素材中转和二次备份，此次二级存储服务器采用了RAID6结构的24块4T SAS企业级硬盘，双万兆光纤，保证了数据安全性和高速传输。
3.4、上载工作站
上载工作站负责各部门素材的上传，除了指定的工作站上传节目以外，在每一台需要上传的非编系统上都安装了上载客户端，方便编辑人员将生产的节目成品直接上传到二级存储系统。
3.5、编单工作站
节目单编辑人员可通过此设备对电视台节目的播出计划进行编排，比如节目的开播时间，播出内容，广告字幕的跟随等等统一设置，保存好的节目单便可以被播控工作站调用，同时，只要赋予权限，它随时可以在线修改正在播出的节目单未播部分，方便临时远程修改正在播出的节目单。
3.6、播控工作站
播控工作站为整个系统的调度指挥中心，它负责节目播出单的调取，如有需要，还可以控制节目的播出，停止，系统字幕的显示与隐藏，控制主备视频服务器以及播出周边设备，比如此系统的中的多功能一体机等诸多功能，通常情况下，它是不需要我台机房值班人员做任何操作的，这是因为此系统属于全自动播出系统，就连每天的节目单都是自动调取，自动播出，真正可实现24小时无人值守。
3.7、交换机
整个系统采用了一线品牌H3C企业级交换机，该交换机含有万兆光纤接口和千兆网线接口，保证了足够的带宽和稳定的数据传输速度。
3.8、时钟服务器
考虑时钟的稳定性，采用了GPS加北斗双模时钟服务器，它基于TCP/IP协议，采用以太网接口，更方便与局域网对接，整个局域网计算机都可以通过它获取到精确的原子时钟，方便视频服务器精准同步转播中央一台的信号。
3.9、同步信号发生器
采用索贝16HS同步信号发生器，给各设备提供一个同步输入信号，有效杜绝画面抖动，在此系统，同步信号发生器输出信号给主备视频服务器，多功能一体机。
3.10、高清数字机顶盒
由于系统建设时期的中央一台高清频道信号尚未上星传输，为了转播中央一台的高清信号，我台采用高清数字机顶盒接收湖南有线网络中的高清信号，为系统提供中央一台高清信号源，一旦中央一台高清频道信号上星传输后，将改为卫星接收机替代机顶盒获取中央一台高清信号，因为当前卫星传输的节目信号指标比有线网络传输的要高，且信号的稳定性也比有线网络的要好。
3.10、光端机
我台有在区文化中心、剧院等大型活动现场均架设有光纤网络，方便举办活动时，可以通过光纤将现场活动直播信号传输到机房，信号传输的途径虽说有很多种，但是通过光端机有线传输能最大化稳定传输直播信号，且能保证信号的清晰度。
3.11、多功能一体机
采用索贝EMH100多功能一体机，负责各信号的输入与输出，属于信号的处理中心，所有信号通过它进行相应处理，采用纯硬件模式，输出的信号指标得以保障，它支持台标叠加且支持副台标叠加，支持时钟叠加，支持信号的切换，响度控制，多画面分割输出，下变换等功能，最终输出带有台标和副标的高清数字信号，只有台标的标清数字信号，输入输出的多画面分割监看信号等。
3.12、高清数字监视器
采用康维讯KVW-2350W高清数字液晶监视器，该监视器支持全接口输入，一方面监看多画面输出的一体机信号状态，另一方面方便日常设备维护所需要用它来监看信号。
3.13、高标清数字编码器
采用YUK2000-2型编码器，该编码器支持两路高清数字信号输入，同时向下兼容标清，支持MPEG/H.264编码方式，该编码器采用编码复用一体架构，高清信号和标清信号经过编码器编码后，复用输出1路ASI信号提供给网络机房的复用器，能弥补网络机房复用器的端口数量的不足，并且该编码器还支持UDP协议，方便通过VLC等播放器软件在局域网内监看高标清播出的信号。
四、结语
此次升级改造后的渌口区广播电视台高标清同播系统，全天候智能化自动化播出，系统安全，稳定可靠，已经连续无故障运行半载有余，播出信号指标高，画质清晰，使用高清机顶盒的用户可以收看高清频道和标清频道，使用标清机顶盒的用户可以收看标清数字信号，高标清同播系统提供了标清到高清的平滑过渡，达到了预期的效果，提升了我台形象，为我台实现全面高清数字电视迈向新的篇章。