实用数字演播室网络化集群的尝试

朱风军

（作者单位：沈阳广播电视台节目录制中心）

实用数字演播室网络化集群的尝试

朱风军

（作者单位：沈阳广播电视台节目录制中心）

前几年，沈阳广播电视台进行了演播室的整体改造，现将当时的建设情况进行回顾，希望为其他电视台的高清改造，提供借鉴。

数字演播室；网络化；集群

1 项目背景与建设理念

为满足电视事业发展对演播室的需要，从2005年初开始，沈阳广播电视台开始对原二楼演播区域进行了有史以来最大规模的基本建设改造，新建了三个135通透式演播室和一个200常规演播室，同时对其他演播室也进行了局部改造。当时，沈阳电视台已经或正在建立面向全台的制作网、播出网和媒资网，节目制作已经实现非线化，节目播出实现硬盘化，媒资系统也进入后期阶段，这样，建设一个什么样的演播室系统的问题摆到了议事日程上来。

经过反复研究和论证，电视台工作人员认为新建的演播室必须能与制播网全面对接，争取取消演播室磁带录制这一环节，演播室的节目数据流与各个制作网、播出网等实现双向传输，共享资源，达到减少环节、节省资源、提高效率的目的。 这样就确立了新演播室的建设理念：在传统数字演播室的基础上，引入集群和网络化的概念，同时建造结构相同、设备相同、系统集成相同的多个数字演播室系统，形成演播室集群，演播室既可单独使用，也可联动使用。同时，每个演播室都与制作网和播出网相连，形成了一张既相互独立又连成一体、从前期录制到后期编辑播出再到资料存储的一张制播大网，每个演播室都是整个制播大网的一个节点。

2 设计原则

基于上述建设理念，考虑到沈阳电视台的实际情况，工作人员把握了以下几条设计原则。

先进性原则：当今世界电视技术发展的总体趋势是数字化、网络化、智能化，新建系统能够体现这一发展趋势。

实用性原则：目前国内演播室的主流是标清数字化，也有一些经济实力强或特殊目的的台开始试行高清数字化。就沈阳电视台而言，数字化高清当然是终极目标，但目前，在播出格式短时期（五年左右）内不能改变的情况下，考虑到财力情况，这种想法不太现实。所以，技术装备要以最大限度满足沈阳电视台现实节目制作的要求为首要目标。

可靠性原则：稳定可靠是对每个演播室系统最基本也是最重要要求，系统必须能满足长时间连续运行的要求，这是每天都要在演播室录制、直播的工作性质所决定的，也是现代演播室系统的复杂性所决定的。选用成熟的产品和技术，充分考虑系统在运行时的容错能力和人员的应变能力，确保整个系统的可靠与安全。

机动性原则：新建演播室能适应电视节目形式不断创新的需求，适用于不同的录制方式和样式。

可维护性原则：系统维护是整个系统生命周期中所占比例最大的工作之一，要充分考虑系统设计的科学性、规范性、合理性、可靠性与替换性对系统维护的影响，出现故障可以在短时间内迅速解决。

经济性原则：在保证技术先进、系统可靠、功能实用的前提下，经济性也是重点考虑的原则之一，通过优化设计方案和规模采购达到最经济的目标，利用有限的资金构造一个性能最佳的节目制作平台。

3 需求分析

新建的演播室主要担负录制/直播工作，要求有应急播出功能。主要需求分析如下。

（1）沈阳电视台的自制节目都在非编网上制作，非编工作站具有很强的特技功能，节目包装有专门的工作室负责，考虑到直播功能，对切换台的要求是：1级M/E即可，但要求16路的直切键，2个下游键，1个色键，至少4路辅助输出，有辅助输出控制面板。

（2）数字化是大势所趋，数字处理已经成了音频系统中间环节处理的主流，但在拾音和还声这两个音频系统最始和最末两个环节，目前仍然以模拟为主，短期内不可能有大的改变，因此，带有模拟输入/输出接口的数字切换台是首选。要求有不少于16路的平衡/非平衡模拟输入，立体声输出、多路母线和辅助母线输出，可输出千周信号，有48伏幻象供电，带表桥。

（3）目前，广播级市场的主流摄像机都已达到14Bit，而且几大厂家的产品都用过，质量都比较过硬，因此在这方面，性价比是首先考虑因素。

（4）电视的发展，使直播类和时效性强的节目对字幕要求越来越高，传统字幕机已经不符合时代发展的要求，具有三维图文模版制播共享功能的字幕机是演播室所求。

（5）演播室的节目可直接上传到非编网进行后期制作，演播室实现无带化，演播室与非编网实现一体化。每个演播室都是整个制播媒资大网的一个节点。

（6）顺应技术发展，选用液晶监视器，构造开放式壁挂显示墙，既简约美观，又节省空间。

（7）高质量的A/D和D/A板卡、音视分、应急切换矩阵等外围设备，机箱主备电源，同步与测试设备，Tally指示、通话系统、电话耦合、音频监听、外来信号同步，音视频隔离，延时播出等。

4 方案综述

基于上述的设计原则和需求分析，沈阳电视台新建演播室系统集群的方案轮廓已经勾画出来。数字演播室网络化集群的整体结构框图如图1所示。每个

演播室系统的结构框图如图2所示。

图1 数字演播室网络化集群的整体结构框图

图2 每个演播室系统的结构框图

演播室系统的视频流程：所有输入信号，包括摄像机信号、非编工作站信号、录像机信号、字幕信号和其他外来信号，通过跳线进入主备系统，视频主为切换台、备为16×2数字视频矩阵，输出都经过跳线，切换台的PGM信号通过2选1开关输出，辅助输出直接输出，视频矩阵也经过2选1开关输出。2选1开关的输出信号为主输出信号，经视分后按需求分别送到非编网、录像机、延时服务器或接口箱等。技监和测试信号接视频矩阵的另一路输出信号。视频矩阵的输出由两个遥控面板控制。系统采用模拟复合同步信号同步。

演播室系统的音频流程：所有输入信号通过跳线进入调音台，经跳线输出，主输出经音分送达各处或接口箱，辅助输出直接送出或送到接口箱。

视音频数据在网络内传送通过两类设备完成，一类是与非编网压缩格式完全相同的非编工作站，节目直接存储到非编网的数据库中，编辑在非编网内的任何站点直接进行编辑，一类是数字硬盘录像机，编辑好的成片由网络拷贝至硬盘录像机，在直播时直接排序播出；直播节目录制好的视频文件，通过网络传输至非编网盘阵，由网管迁入数据库，即可由编辑在网内进行处理。网络功能都是在相应的授权权限下进行的。

沈阳电视台没有总控，总控职能由播出部矩阵承担，由播出部传来的外来信号，是嵌入模拟音频的SDI信号，因此每个演播室都安装了解嵌器；各演播室送到播出部的视频信号为SDI信号，音频信号为模拟音频信号。

5 出现的问题与解决办法

问题一：在系统调试时，发现演播室系统有时出现不同步现象。经查，问题出在同步信号发生器上。笔者发现，根据我国的制式进行了菜单设置并进行了记忆后，系统可正常工作，但当设备重启时，菜单却又回到了出厂默认设置。几次试验，结果都是如此。查阅说明书，发现操作正确无误。最后，打电话咨询设备商，被告知此设备软件有漏洞，需要进行特别设置，在新版本的设备上，软件将会升级，故障会消失。经过重新设置后，同步恢复正常。

问题二：硬盘录像机或录像机的线路输出信号进入调音台后，输出有杂音，而其他输入则无问题，调换输入接口，现象依然存在。经仔细分析，问题是前级话放的20 dB衰减键与增益旋钮配合不当所致，重新调整，杂音消失。

问题三：与非编网相连的硬盘录像机，可以拷贝非编网的数据，而非编网的数据库却不能读取硬盘录像机记录的数据。查阅资料，发现两家产品虽同为MPEG压缩方式，但内部仍有差异，加上码流转换，问题得以解决。这一问题的解决，大大提高了传输效率，网络上载时间只是磁带上载时间的三分之一。

6 结语

沈阳电视台演播室网络化集群是依据自己的特点自主设计，通过政府采购招标建设完成演播室主体系统的一个综合工程。本项目在2005年初开始启动，到2006年7月陆续完工并投入使用，2008年获得辽宁省广电局科技进步奖二等奖。到目前为止系统运行稳定，切实保证了沈阳电视台节目制作的安全优质。回头看来，数字演播室网络化集群实用性非常强，有如下优点。①多个演播室毗邻而居，信号互通互传，方便易行。②各演播室既可单独使用，也可以联动使用，而不用担心色彩、灰度等的差异。③采用三维魔方系统，演播室真三维图文模版制播共享，实现字幕机在传统意义上的飞跃。④通过索贝的非编工作站或硬盘录像机与台制作网连成一体，取消了录像机，真正实现从前期录制到后期编辑直至最后播出的无带化过程。⑤节省资源，两套系统控制三个演播室；最大限度地利用空间，采用壁挂式显示墙，开放式通透演播室。

数字演播室网络化集群是一项繁杂工程，过程中电视台工作人员力求尽善尽美，但也留下了一些缺憾，例如：一些需求提出太晚，导致系统集成时临时又增加了一些设备；对布局布线估计不足，设备布局比较紧凑、布线比较密集，设备维护时拆卸比较困难。这些都需要在以后的工作中加以改进或注意。