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【摘要】当前高清数字电视技术发展非常迅速，高清电视及各类多媒体终端都能够很好支持接收高清电视信号。在这种情况下，必须形成一套完善的高清播出方案才能够适应发展。文中，结合笔者所在单位实际情况，就融媒体中心高清播出方案进行了探讨。
【关键词】高清播出方案;融媒体中心;高清电视
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.05.034
現阶段数字电视技术处于高速发展期，高清、超高清电视技术的快速发展，带动高清电视终端进入寻常百姓家，各类多媒体终端也能很好支持高清信号的接收。我县融媒体中心顺应时代发展规划建设了两套高清电视的硬盘播出系统，让观众可以享受到更好的视觉体验。现就该系统方案简要介绍下（如图1）。
1. 总体设计目标
本硬盘自动播出系统的设计目标是建立在数字化网络传输、数字化大容量媒体存储系统的基础上，以数据库或文件为媒体信息管理中心，以“银河”服务器为播出管理核心，以“hPlayer Box”集成化周边为信号转换、调度、控制核心，实现两个高清频道同播。广播电视视音频信号分布上载、资源共享、分级存储、集中管理，高集成、高效率、安全、稳定的自动播出。整个硬盘播出系统软硬件能够实现融媒体中心两套（可扩展为多套）高清节目的安全优质播出的业务。
2. 数据库服务器
数据库系统在硬盘播控系统中担负着“数据中心”的角色，它所管理的数据涵盖了整个硬盘播控系统，为了保证系统数据库的安全和管理，本系统配置两台DELL R420企业级平台作为播出数据库服务器，可配置为主备机完全镜像和热备份的功能，数据库软件采用SQL Server数据库软件。
网络管理软件模块主要有：用户管理、权限管理、磁盘管理、素材管理、节目素材库信息管理、设备管理等，数据管理系统能有效地保证整个系统的安全和高效率。系统具备了对各部门的用户帐号、工作流程、素材库分类、设备使用权限等管理功能，充分享受数字网络技术给电视台带来的新型的管理模式。建立各工作站点的安全机制，共同实现网络安全性。根据安全性的考虑原则，系统设定了多级管理权限，根据各部门的工作职能，既做到全台信息交互流通，安全可靠、互不影响。又能适当的控制各部门的权限。整个网络的权限都由系统管理员设定，普通用户不需关心。
3. 视频服务器系统
天虹“银河”视频服务器采用安全先进的RAID技术进行数据的保护;具备双电源、双风扇、双网口等安全冗余措施;服务器都已经过7X24常温测试、高温、高湿出厂测试，在极端环境下长时间工作依然保证运行安全。
视频服务器采用高指标、稳定性好的编解码板，指标超过国产编解码板。采用国际标准的PCI总线结构设计，便于频道扩充和板卡升级，全帧模式10-比特的SDI流，带来高质量的图像信号表现。支持高标清兼容板卡，系统高标清升级过渡平稳高效。
视频服务器采用开放式设计。系统对外数据传输端口采用工业级标准的千兆以太网接口规范，直接支持FTP、CIFS等文件传输协议，保证与存储系统及服务器系统之间数据传输的互连互通。
单台播出视频服务器具有两个通道（可扩展）的高清信号播出能力。为便于素材资源共享，系统配备两台播出视频服务器。两台播出视频服务器配置完全相同，以实现镜像备份，保证播出安全。
磁盘阵列内置，单台高清视频服务器的有效存储容量可达20TB，采用高效稳定SAS企业级硬盘、支持RAID10、RAID5技术。
视频服务器关键部件采用冗余技术，包括主机、电源、风扇、硬盘等，关键部件（包括电源、硬盘、风扇等）均可带电热插拔，方便维护，确保播出系统在正常运行时没有单一崩溃点。
播出视频服务器软件对各种高标清节目素材文件具有良好的兼容性。具备高标清素材自动上下变换能力，即将高清素材通过下变换后供标清通道播出、将标清素材通过上变换后供高清通道播出。视频服务器同频道的高清、标清节目同步输出。
控制接口：支持独立的串行RS422或RS232控制接口。每个通道具有独立的RS422或RS232标准接口，用于自动播出控制。配置千兆以太网接口。
播出视频服务器的解码压缩方式为H.264或MPEG2，支持基于IBBP帧方式的长GOP。支持4：2：0及4：2：2数字视频采样，压缩码率可调。视频服务器所有编解码通道输入、输出信号均为带嵌入音频的SDI信号方式。
保证节目播放达到零帧精度，同时能对最短5秒的各个节目连续播放，不出现静帧或停顿等异常现象。
服务器操作简单方便，监控界面简单明了;同时提供完善的图形化监控界面及远程调试接口，方便系统监控与维护。
4. 高清集成化周边
飞越集成化播出系统适用单频道、多频道的硬盘播出;飞越集成化播出系统以高效稳定的视频服务器为核心，搭配HPlayer Box高清集成化周边，完成高清信号的台标、字幕叠加、同步、音频均衡等功能，系统部署简单、维护方便、节省资金投入。
飞越集成化播出系统集成度高，功能强，性价比优的播出系统。系统的核心设备就是HPlayer Box高清集成化周边。
性能特点：支持一路掉电旁通，确保信号不中断。HPlayer Box高清集成化周边掉电后数字口第十路信号输入与SDI-PGM1（高清数字输出）直通，将需要断电直通的数字信号接在第十路即可实现信号直通。HPlayer Box高清集成化周边掉电后数字SDI-PGM1（高清数字输出）输出为飞越集成化播出主服务器信号。 控制方式有本机面板控制、计算机遥控控制或遥控面板控制，支持两串口主备服务器同步控制;
接插件全部上板，内部无一软跳线;
丰富的输入输出接口：
输入：10路高清数字SDI输入，2路KEY，2路FILL输出
输出：2路高清SDI PGM输出，1路高清SDI PST（切换器信号）输出，1路高清SDI PST-K（键混预监）输出，1路REF（外同步）输出，1路净输出
掉电旁通功能，斷电情况下第10路SDI输入与PGM1_SDI 输出直通，有必要可以将服务器信号设为第10路输入;
帧同步功能：不同信号之间做到无缝切换;
内置键混，支持2路外键输入;
内置响度控制，可以对任意一路输入信号设置响度控制系数。
5. 高清智能应急三选一切换器
HAS-301是智能三路数字高清自动倒换器，是针对服务器主备架构播出安全实现自动主备倒换应用而设计。有主、备、垫三路输入，根据各路信号的状态自动或者手动选择某一路输出。该设备能准确检测视频和嵌入音频状态，对出现视频丢失、黑场、静帧等异常信号、音量过低、静音、无嵌入音频等进行实时报警，还具备基带误码检测和AFD标识检测功能，检测阈值可灵活设置。灵活的同步技术和帧处理技术能实现主备之间无缝切换。该设备采用冗余式双电源工作，并设有LAN、四路RS232等控制接口，支持SNMP协议或OGP协议。
6. 高清信号分配器
VHD6801ER是一种带均衡和时钟恢复的8路输出高标清数字分配放大器，也可配置为双路分配，可用于长距离（300米内）的数字视频信号分配。该模块对所有码流的输入信号都是透明的。高标清自适应，自动输入均衡。
7. 高清编码复用器
YUK2200AVS+高清编码器是一款专业的高清音视频编码产品，设备采用先进的音视频编码算法，在同等源视频质量条件下，具有极高的编码压缩效率及极佳的视频质量，可广泛应用于各种数字电视播出系统中。该设备支持几乎所有模拟及数字音视频输入接口，包括CVBS、YPbPr、SD/HD-SDI、HDMI视频输入接口、平衡模拟音频（XLR）、非平衡模拟音频（RCA）及AES/EBU、HDMI、SD/HD-SDI嵌入音频输入接口。可对标清及高清的视频进行编码，支持AVS/AVS+编码格式，因此可广泛的应用于数字电视广播系统（包括地面、卫星、有线等）、IPTV或流媒体等服务系统中。
8. GPS同步授时系统
同步时钟是指各子钟走时与主钟走时精确一致的时钟系统.在播控中心的内部，各播控机房需要一个精确同步的时钟以便实现播出时刻的准确性。在播出中心的周围，卫星接收站、微波机房、各演播厅也需要一个与播出中心时钟精确同步的时钟，以实现日常播出特别是现场直播的准时和协调。因此，同步时钟系统是保障安全播出的重要手段。为确保数字播出系统正常运行，本系统配置了GPS卫星时钟接收机，通过网络和时码分配器向所有需要校时的设备时码校时信号。
9. 监看系统
MV1600是一款专业化全硬件设计的高清多画面显示处理器，同时向下兼容标清视音频信号处理，提供了灵活的配置，从4画面分割处理可方便的扩展到16画面分割处理。MV1600还支持多种输入输出、如SDI，HDMI图像信号输出。
10. 结语
该方案自2019年5月正式投入使用，经过一年多的使用系统未出现大的技术问题，性能稳定可靠，保证了我中心安全优质播出工作。系统在提高播出质量、保证播出安全、实现资源共享、提高工作效率等方面满足了我中心的使用需求，达到了最初的设计目标。
【关键词】高清播出方案;融媒体中心;高清电视
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.05.034
現阶段数字电视技术处于高速发展期，高清、超高清电视技术的快速发展，带动高清电视终端进入寻常百姓家，各类多媒体终端也能很好支持高清信号的接收。我县融媒体中心顺应时代发展规划建设了两套高清电视的硬盘播出系统，让观众可以享受到更好的视觉体验。现就该系统方案简要介绍下（如图1）。
1. 总体设计目标
本硬盘自动播出系统的设计目标是建立在数字化网络传输、数字化大容量媒体存储系统的基础上，以数据库或文件为媒体信息管理中心，以“银河”服务器为播出管理核心，以“hPlayer Box”集成化周边为信号转换、调度、控制核心，实现两个高清频道同播。广播电视视音频信号分布上载、资源共享、分级存储、集中管理，高集成、高效率、安全、稳定的自动播出。整个硬盘播出系统软硬件能够实现融媒体中心两套（可扩展为多套）高清节目的安全优质播出的业务。
2. 数据库服务器
数据库系统在硬盘播控系统中担负着“数据中心”的角色，它所管理的数据涵盖了整个硬盘播控系统，为了保证系统数据库的安全和管理，本系统配置两台DELL R420企业级平台作为播出数据库服务器，可配置为主备机完全镜像和热备份的功能，数据库软件采用SQL Server数据库软件。
网络管理软件模块主要有：用户管理、权限管理、磁盘管理、素材管理、节目素材库信息管理、设备管理等，数据管理系统能有效地保证整个系统的安全和高效率。系统具备了对各部门的用户帐号、工作流程、素材库分类、设备使用权限等管理功能，充分享受数字网络技术给电视台带来的新型的管理模式。建立各工作站点的安全机制，共同实现网络安全性。根据安全性的考虑原则，系统设定了多级管理权限，根据各部门的工作职能，既做到全台信息交互流通，安全可靠、互不影响。又能适当的控制各部门的权限。整个网络的权限都由系统管理员设定，普通用户不需关心。
3. 视频服务器系统
天虹“银河”视频服务器采用安全先进的RAID技术进行数据的保护;具备双电源、双风扇、双网口等安全冗余措施;服务器都已经过7X24常温测试、高温、高湿出厂测试，在极端环境下长时间工作依然保证运行安全。
视频服务器采用高指标、稳定性好的编解码板，指标超过国产编解码板。采用国际标准的PCI总线结构设计，便于频道扩充和板卡升级，全帧模式10-比特的SDI流，带来高质量的图像信号表现。支持高标清兼容板卡，系统高标清升级过渡平稳高效。
视频服务器采用开放式设计。系统对外数据传输端口采用工业级标准的千兆以太网接口规范，直接支持FTP、CIFS等文件传输协议，保证与存储系统及服务器系统之间数据传输的互连互通。
单台播出视频服务器具有两个通道（可扩展）的高清信号播出能力。为便于素材资源共享，系统配备两台播出视频服务器。两台播出视频服务器配置完全相同，以实现镜像备份，保证播出安全。
磁盘阵列内置，单台高清视频服务器的有效存储容量可达20TB，采用高效稳定SAS企业级硬盘、支持RAID10、RAID5技术。
视频服务器关键部件采用冗余技术，包括主机、电源、风扇、硬盘等，关键部件（包括电源、硬盘、风扇等）均可带电热插拔，方便维护，确保播出系统在正常运行时没有单一崩溃点。
播出视频服务器软件对各种高标清节目素材文件具有良好的兼容性。具备高标清素材自动上下变换能力，即将高清素材通过下变换后供标清通道播出、将标清素材通过上变换后供高清通道播出。视频服务器同频道的高清、标清节目同步输出。
控制接口：支持独立的串行RS422或RS232控制接口。每个通道具有独立的RS422或RS232标准接口，用于自动播出控制。配置千兆以太网接口。
播出视频服务器的解码压缩方式为H.264或MPEG2，支持基于IBBP帧方式的长GOP。支持4：2：0及4：2：2数字视频采样，压缩码率可调。视频服务器所有编解码通道输入、输出信号均为带嵌入音频的SDI信号方式。
保证节目播放达到零帧精度，同时能对最短5秒的各个节目连续播放，不出现静帧或停顿等异常现象。
服务器操作简单方便，监控界面简单明了;同时提供完善的图形化监控界面及远程调试接口，方便系统监控与维护。
4. 高清集成化周边
飞越集成化播出系统适用单频道、多频道的硬盘播出;飞越集成化播出系统以高效稳定的视频服务器为核心，搭配HPlayer Box高清集成化周边，完成高清信号的台标、字幕叠加、同步、音频均衡等功能，系统部署简单、维护方便、节省资金投入。
飞越集成化播出系统集成度高，功能强，性价比优的播出系统。系统的核心设备就是HPlayer Box高清集成化周边。
性能特点：支持一路掉电旁通，确保信号不中断。HPlayer Box高清集成化周边掉电后数字口第十路信号输入与SDI-PGM1（高清数字输出）直通，将需要断电直通的数字信号接在第十路即可实现信号直通。HPlayer Box高清集成化周边掉电后数字SDI-PGM1（高清数字输出）输出为飞越集成化播出主服务器信号。 控制方式有本机面板控制、计算机遥控控制或遥控面板控制，支持两串口主备服务器同步控制;
接插件全部上板，内部无一软跳线;
丰富的输入输出接口：
输入：10路高清数字SDI输入，2路KEY，2路FILL输出
输出：2路高清SDI PGM输出，1路高清SDI PST（切换器信号）输出，1路高清SDI PST-K（键混预监）输出，1路REF（外同步）输出，1路净输出
掉电旁通功能，斷电情况下第10路SDI输入与PGM1_SDI 输出直通，有必要可以将服务器信号设为第10路输入;
帧同步功能：不同信号之间做到无缝切换;
内置键混，支持2路外键输入;
内置响度控制，可以对任意一路输入信号设置响度控制系数。
5. 高清智能应急三选一切换器
HAS-301是智能三路数字高清自动倒换器，是针对服务器主备架构播出安全实现自动主备倒换应用而设计。有主、备、垫三路输入，根据各路信号的状态自动或者手动选择某一路输出。该设备能准确检测视频和嵌入音频状态，对出现视频丢失、黑场、静帧等异常信号、音量过低、静音、无嵌入音频等进行实时报警，还具备基带误码检测和AFD标识检测功能，检测阈值可灵活设置。灵活的同步技术和帧处理技术能实现主备之间无缝切换。该设备采用冗余式双电源工作，并设有LAN、四路RS232等控制接口，支持SNMP协议或OGP协议。
6. 高清信号分配器
VHD6801ER是一种带均衡和时钟恢复的8路输出高标清数字分配放大器，也可配置为双路分配，可用于长距离（300米内）的数字视频信号分配。该模块对所有码流的输入信号都是透明的。高标清自适应，自动输入均衡。
7. 高清编码复用器
YUK2200AVS+高清编码器是一款专业的高清音视频编码产品，设备采用先进的音视频编码算法，在同等源视频质量条件下，具有极高的编码压缩效率及极佳的视频质量，可广泛应用于各种数字电视播出系统中。该设备支持几乎所有模拟及数字音视频输入接口，包括CVBS、YPbPr、SD/HD-SDI、HDMI视频输入接口、平衡模拟音频（XLR）、非平衡模拟音频（RCA）及AES/EBU、HDMI、SD/HD-SDI嵌入音频输入接口。可对标清及高清的视频进行编码，支持AVS/AVS+编码格式，因此可广泛的应用于数字电视广播系统（包括地面、卫星、有线等）、IPTV或流媒体等服务系统中。
8. GPS同步授时系统
同步时钟是指各子钟走时与主钟走时精确一致的时钟系统.在播控中心的内部，各播控机房需要一个精确同步的时钟以便实现播出时刻的准确性。在播出中心的周围，卫星接收站、微波机房、各演播厅也需要一个与播出中心时钟精确同步的时钟，以实现日常播出特别是现场直播的准时和协调。因此，同步时钟系统是保障安全播出的重要手段。为确保数字播出系统正常运行，本系统配置了GPS卫星时钟接收机，通过网络和时码分配器向所有需要校时的设备时码校时信号。
9. 监看系统
MV1600是一款专业化全硬件设计的高清多画面显示处理器，同时向下兼容标清视音频信号处理，提供了灵活的配置，从4画面分割处理可方便的扩展到16画面分割处理。MV1600还支持多种输入输出、如SDI，HDMI图像信号输出。
10. 结语
该方案自2019年5月正式投入使用，经过一年多的使用系统未出现大的技术问题，性能稳定可靠，保证了我中心安全优质播出工作。系统在提高播出质量、保证播出安全、实现资源共享、提高工作效率等方面满足了我中心的使用需求，达到了最初的设计目标。