电视播出同步系统的设计

翁青山

摘要同步系统是电视播出系统中不可或缺的一部分，宁波广播电视集团同步系统由于设备老化，需要技术更新，

对现有的同步系统进行升级改造。本文主要讲电视播出中心同步系统存在的问题、改造的必要性以及同步系统设备的选择及改造方案。

关键词同步系统；播出系统；axon；spg600

同步系统在电视播出系统中是非常关键的，对于电视播出来说，同步指的是各种信号到达播出切换矩阵时信号的同步时基、相位能够一致。在电视系统中，除了内部信号外还有各种外来信号，为了对不同基准的信号进行同步切换，就必须解决它们与播出切换矩阵同步锁相问题。如果不同步会导致图像垂直移动甚至跳动、翻滚，直接影响到图像质量，更关系到安全播出，为了解决外来信号和本地信号同步的问题，就需要建立一个统一基准的同步系统。

1同步系统现状及改造原则

宁波广电集团全同步系统于2002年建成投入使用，随着这几年多个电视频道的开播以及高清演播室的建成并投入使用，现有的同步系统的端口资源己经无法满足日常业务需求。再加上近几年数字技术不断提高，周边设备的不断更新换代，现有的同步系统设备老化，所以同步系统改造迫在眉急。恰逢高标清同播系统改造，经集团批准，我们对现有同步系统进行升级改造。

同步系统升级改造遵循的原则是：1）采用复合同步信号的应符合《数字分量演播室同步基准信号》（GY/T167）的相关要求；2）同步切换设备应具有自动和手动切换功能，能够断电直通，主备同步发生器应分接不同的电源；3）主备服务器和主备播出设备的同步要分设在不同的板卡上，要求不能有单溃点；4）同步环通串接不超过2个；5）重要的同步设备应接在断电直通端口上，减少故障的发生。

2同步系统的改造方案

2.1同步信号的选择

现阶段，在电视系统中采用的同步信号主要是黑场同步信号（BB）和三电平同步信号，BB信号以及支持高清和标清，而且相对比较简单，因此，在高标清同播系统里我们仍统一采用BB信号作为同步信号，这一同步基准信号已经广泛用于大量的串行数字分量系统中。

同步分为台主锁相和台从锁相，台主锁相就是以台里的同步为基准信号，台从锁相是以外来信号为同步基准，在播出系统中，我们采用台主锁相，外来信号进入总控后，经帧同步卡后再进入播出系统，保证了跟播出切换矩阵同步。

2.2同步机箱

由于现有的snell机箱技术落后，使用周期过长，无法满足未来高清的使用，我们这次统一采用axon机箱来代替老的snell机箱，axon机箱跟snell机箱相比主要具有以下特性：1）引入了同步总线的概念，一个机箱只需接主备2根同步线，通过机箱自身内部的走线，保证块板卡的同步，而不需要在每块分配板卡都接一根同步线；2）可以在总控管理机里实时显示、监看及更改板卡参数、同步状态；3）设有远程和本地两种故障报警系统，设备发生故障时会报警，方便技术人员查询设备运行情况。

同步的分配板卡由axon的CDV29分配板卡和断电直通的后背板共同组成，该板卡为1进9出的分配板卡，后背板卡的第一个端口为断电直通端口，该端口用作关键设备同步信号端口，保证断电时关键设备仍能同步。CDV板卡信号走向如图1所示。

2.3同步系统的设计

同步基准信号通过设立在总控机房的同步发生器，将信号分配给播出、演播室、收录等全台所有技术系统。需要同步信号的地方主要有：6个频道主备播出切换台、主备播出工作站、总控矩阵、上载矩阵、上载工作站、数据库服务器、视频服务器、各个Axon机箱、各类演播厅、卫星机房及二备视频播出设备等。

同步系统简易图如图2所示。同步系统采用3个同步发生器（2个spg600为原有的主备同步发生器，1个SPG8000为新采购的同步发生器），主备SPG600信号接在一个422倒换器上，axon机箱也具有主备倒换功能，因此在倒换器出来后的信号接入axon分配机箱的主同步输入端，SPG8000接入axon机箱的备同步输入端。

从设计中可以看出，平时我们使用的是SPG600主的同步信号，当主SPG600信号丢失时，422倒换器可以自动倒换至备的SPG600，这时axon机箱由于检测到主信号丢失也自动切换至SPG8000信号，这样就产生了一个问题，422倒换器和axon机箱同时进行了切换，并没有使用SPG600备的信号，因此，我们更改了axon机箱的设置，axon机箱的同步倒换方式可以设置自动倒换和手动倒换两种模式，我们设置了手动倒换，避免主发生信号中断时，422和axon机箱同时进行倒换当主备SPG600信号全部丢失时，我们仍可以通过axon机箱切换至SPG8000来应急。

同步系统进行升级时是不能影响播出系统的正常运行，因此在上线之前，我们对同步机箱进行了脱机测试，对每个端口都进行信号监看，确认技术上没有问题。更换时间上，我们申请了凌晨4小时的停播时间，并准备好相应的应急预案，在4小时之内更换同步机箱和同步发生器，并完成同步测试及同步倒换测试。

2.4同步监看系统

总控控制台设有监测设备，我们采用的是tek的WFM7120，通过矩阵的信号切换，可以对矩阵输入和输出的所有信号进行技术上监看。如何监看是否同步呢，我们可以选中WFM7120设备的区域“2”，将该区域选择显示“MEAS”，为方便监看，我们切换至full模式，如图3所示。使用WFM7120进行同步测试很方便，图3中心的十字心代表基准信号的时基，圆圈表示输入信号的时基，当圆圈和十字心重合时，表示输入信号和基准信号时基一致，右边是垂直偏置和水平偏置的数值显示，我们所有设备都以播出切换矩阵为基准进行调整，保证垂直偏置在1行以内，水平偏置接近中心，但在实际应用中，外来信号不是一定要做到0 delay，只要保证圆圈锁定在附近就可以了。

3结论

宁波广电集团电视播出中心同步系统在设计上，采用了三路倒换同步子系统设计，可以确保在主备同步机及链路中任何一个设备出现问题时，不会导致同步信号长时间中断，极大的提升了整个电视播出系统的安全性能。同步系统的改造完成至今，从效果来看，完全达到了预期要求，为全台网系统提供了稳定可靠的同步系统，保证了播出系统的安全、优质运行。