巴彦淖尔广播系统的设计与实现

庞志红

巴彦淖尔广播电视台 内蒙古 巴彦淖尔市 015000

巴彦淖尔广播系统的设计与实现

庞志红

巴彦淖尔广播电视台 内蒙古 巴彦淖尔市 015000

本文介绍了巴彦淖尔广播系统的设计与实现，此系统运用新技术、新手段，突破传统工作模式，提高了广播系统的网络化、智能化管理水平。在“采、编、播、存、管”的整个工艺流程中，实现“数字化、网络化、集成化、自动化”目标，有助于建设先进、标准、高效、安全稳定的广播节目制作、播出、传输、监控全流程业务系统。

广播技术 大数据 广播架构 统一平台

1 项目概述

1.1 建设背景及目标

根据巴彦淖尔广播电视台对传媒中心大楼的规划和布局，在大楼9-11层，建设数字化网络化广播综合业务系统。该系统设计严格执行国家广电总局的相关指导意见和数字化、网络化广播系统的相关技术标准、以及广电总局63号令的安全要求。

采用先进的广播技术以及IT技术，建设技术先进、智能化程度高、符合巴彦淖尔广播电视台广播及全媒体系统要求。

通过运用新技术、新手段，突破传统工作模式，提高综合业务系统的网络化、智能化管理水平，在智能化管理方面实现新的突破，对现行业务流程的分析、优化和完善，形成高效率、标准化的面向流程的全新数据信息架构，并基于安全、成熟、可靠、开放的基础架构，在“采、编、播、存、管”的整个工艺流程中，实现“数字化、网络化、集成化、自动化”目标。

利用大数据和云计算技术推进内容采集生产，建立功能强大的多来源、多渠道的内容采集聚合平台，加强对音频、图片、文字、短视频等全媒体内容的收集整理。整合优势资源，建设和完善专业化、规模化、现代化的全媒体内容资源库。以适应目前及将来全媒体发展的需求，满足广播对于先进全媒体业务流程的需求。

采用网络安全隔离技术，实现所有业务系统之间的互联互通，建设一个全台统一平台，打破传统“孤岛”和“专用独立”状态，实现大数据共享和业务共享。

2 项目设计原则及标准

2.1 项目设计原则

2.1.1 安全性原则

本次方案设计充分考虑了系统的安全性和可靠性，具有完善的冗余备份和应急预案措施。

2.1.2 标准性原则

本项目设计与建设严格遵守我国相关国家标准要求及广电总局颁布的行业标准要求，按照总局颁发的《广播电台数字化网络化建设白皮书》（2006、2007、2008版）以及总局62令的安全要求设计及实施，建立标准化、科学化的数字业务系统。

2.1.3 成熟稳定性原则

广播电台的特殊性，使得安全播出是设计的第一要求。因此本项目在兼顾系统技术的先进性同时，还充分考虑技术的成熟性。

2.1.4 可扩展性和开放性原则

考虑到广播业务的发展和资源积累，本项目将设计一个易扩展的开放的系统。

按照广播工艺流程特点，结合台内实际需求，保证分系统间功能清晰、简洁，扩展灵活。整个系统采用模块化结构，在相应的业务模块增加终端设备即可实现系统的扩容和升级。譬如：制播系统在高性能支撑服务系统之下，只需增加客户端即可实现扩容。制播服务系统也可增加或升级终端设备，即可实现性能扩展和升级，在此过程中，不影响相应客户端的性能和功能。通过业务软件系统的升级，可以方便地扩展兼容更多的音频格式、通信协议、资源采集来源等内容。整个系统采用标准的通用的标准协议，具有开放的第三方兼容能力。可以提供本系统的接口及协议，方便其它业务系统的接入。也可以根据第三方提供的接口和协议，与接入到其它业务系统。

2.1.5 实用性原则

本系统的设计和建设始终贯彻面向应用、注重实效的方针，坚持实用、经济的原则。采用当今最为通用的操作系统和广电专用设备，利用成熟的中间件和模块化设计技术，选用操作简单易用、业务逻辑清晰、操作界面明了和个性化的系统，能够符合编辑、记者、主持人等工作人员的使用需求和习惯。

2.1.6 经济性原则

本次系统设计要充分、合理的利用电台现有的设备，避免投资的重复和浪费。通过对现有设备的合理利用，使系统建设具有更高的性价比。

2.1.7 规范性原则

本设计方案将选用符合国际标准、国家标准和业界标准的技术和设备，具有统一的标准和接口规范，以利于网络的维护、扩展、升级。

2.1.8 高效性原则

考虑业务系统的使用效率和高速运行能力，本项目采用数字化、网络化、流程标准化、统一管理等先进技术，使得各个业务系统的高效运转和系统之间的互联互通，加速系统运行和信息流动，实现信息增值。最终建设一个全局高效的体系系统，增强电台竞争力。

2.1.9 易管理性

本系统设计的各个业务模块，功能分割清晰、逻辑合理、易于管理。系统功能完善，覆盖整个电台所有业务流程，但是系统操作简单。以最直观简洁的方式体现，将系统的管理和维护降到最简。

3 制播网系统设计

音频工作站系统是广播最重要的核心网络，因此，通过运用现代信息技术和数字广播技术等技术手段，建设先进的、网络化、智能化的制播系统是本次巴彦淖尔广播电视台电台制播网系统建设的重要内容。我们将站在新的技术高度与技术发展前提下，对巴彦淖尔广播电视台电台的制播网做出科学、细致的规划，同时，在系统改造设计过程中，我们还着重考虑与其他系统之间的互通性、安全性和扩展性等关键点。

建设一个优秀音频工作站系统前期条件，是选择具有先进性、智能化、专业性的制、编、播应用软件，但是完成一个成功的音频工作站系统，需要考虑更多，包括目前电台制、编、播系统的操作延续性、习惯性等因素，考虑巴彦淖尔广播电视台电台新大楼的实际情况，为此，我们选择继承了Link2000优越功能，并运用了多种新的先进设计理念的ProLink自动化音频工作站系统。

ProLink音频工作站系统采用SOA架构设计，使电台音频工作站播出系统更加安全、智能化程度提高，可维护性和管理性更强，满足了广播电视台广播频率专业化、自动化、网络化等方面的要求。

巴彦淖尔广播电视台广播音频工作站系统的设计目标：建设ProLink音频工作站系统，实现软件操作方式的便捷化。软件界面友好，符合个性化定制、模块化应用等要求。满足广播节目播出与制作等功能要求，并能灵活扩展。实现制播分离的数据实时同步，提高播出服务器与制作服务器的安全性。配置主备播出工作站，支持多种安全播出方式，系统具有多库多指向、本地播、主备服务器播等多种播出模式，保证播出的安全性。播出站可以根据服务器和网络状况，自动切换不同的播出模式。在主服务器现故障的情况下，能够自动切换到备份服务器进行播出。在网络出现故障的情况下，能够自动连接本地硬盘进行播出。制作系统支持音频制作和应急上下载等功能。制作系统不仅为播出系统提供节目资源服务，还能为其它综合业务系统提供节目资源服务。

3.1 架构设计图

图1 制播网架构设计图

如图1所示，制播网系统包括制播系统和媒资系统。实现广播节目的“录、编、审、播、广告”业务。整个系统按照功能，将从制播服务器与存储架构、网络架构及工作站点详细设计等几方面对整个制播网系统进行系统设计。

3.2 架构设计说明

3.2.1 制作服务器与播出服务器

考虑到播出和节目制作的安全性，音频工作站系统采用两台服务器（4端口千兆网卡）分别充当主备制作服务器和主备播出服务器，实现冗余备份，为避免播出服务器故障引起播放安全问题，两服务器之间运用同步备份软件，进行实时同步备份。当主服务器失效的时候，能在2秒内自动切换到备服务器上，确保播出的安全。

其中制作服务器，除了提供制作系统服务管理外，还作为不同业务系统间的数据交互和协调工作的节点，提供数据交换、资源管理共享、广告编单及审核等，作为多元化分发平台的一个关键技术支撑。如图2所示。

图2 制作服务器与播出服务器安全备份示意

3.2.2 系统网络规划

如架构设计图所示，广播电视台广播制作、播出、广告等系统共同使用同一物理网络，通过“数据桥”内外网安全平台设备，实现与综合业务网之间的内外网安全隔离和互联互通。

网络布线按照结构化布线的原则，采用垂直布线和水平布线两级结构：核心交换机和楼层交换机两级结构，整个网络的主干网络采用千兆连接，及所有服务器和核心交换机的连接以及楼层交换机(接入交换机)和核心交换机的连接都是采用千兆网线进行连接。核心交换机作为整个网络的核心，其安全性也是很重要。

每台服务器都配备4端口千兆网卡，分别和这两台核心交换机连接。以保证任何一块网卡或一台核心交换机出现故障的时候，播出站依然可以访问服务器。

3.2.3 工作站点布局

根据巴彦淖尔广播电视台电台的实际情况，具有3主频率+1备用频率，整个制播网的站点初步规划如下：

（1）3+1个直播间，每间设置一主一备播出站，共计8套。

（2）3+1个频率，每个主备频率配置1套编排和管理站，共计4套，实现节目编单、审听、管理等，方便各个频率管理自己的节目。

（3）每个主频率配置1套广告站，共计3套，实现广告管理、广告编单、播后查询等功能。

（4）5个语录室，每室配置或1套录制站、或一主一备录制站，共计7套。提供节目录制、编辑等。

（5）为了保证播出的安全，配置4套播出站、1套一播四工作站，放在总控室，为传输总控系统提供多级备用播出信号。

（6）为了保证播出信号的回溯和二次调用，配置1套慢录工作站，放在总控室，实现节目全天24小时不间断录音。

3.3 系统安全设计

3.3.1 服务器安全设计

（1）双硬盘+双电源+双网卡

在考虑服务器的安全设计时，我们在本方案中，系统中的服务器均采用两块硬盘镜像做系统盘，以保证系统的绝对安全。同时选择双电源、双网卡等冗余备份配置，以保证服务器自身的安全。

（2）双主机

除了自身的安全设计外，另一个重点就是服务器的冗余备份设计。在本项目中，我们对制播系统2台服务器互为主备，使得在主服务器失效的时候，系统能自动在短时间内（2秒）内切换到备服务器，使其他工作站几乎没有感觉，保证播出等正常运行。

3.3.2 网络安全设计

（1）双服务器+双网卡+双交换机

在系统服务器上我们将配置的两块千兆网卡，并进行绑定，实现负载均衡，使其中一块网卡出现故障的情况下，另一网卡能够保证数据的不间断传输，维护网络正常连接。每台服务器上的两块千兆网卡分别和核心交换机连接，以保证当任何一台核心交换机或一块服务器网卡出现故障的时候，都有路径可以访问服务器。

（2）双播出站+备播站+一播四工作站

在直播间，将配备主备两台播出站，当主播站的交换机失效的时候，备播站立即启动，保证播出的正常进行。在总控配备播出站、一播四工作站。如图3所示。

图3 直播内网示意

3.3.3 播出安全设计

广播的播出安全是贯穿于整个制播网系统中，在本项目制作与播出网建设建设中，我们充分发挥ProLink播出软件的功能特点及其先进性等。实现多方式、多模式、多渠道安全播出。

ProLink播出系统支持主备播出、本地播出等服务，通过播出程序自身播出缓冲等应用技术，保证了播出系统的安全性和稳定性。

另配置4套播出站、1套一播四工作站，放在总控室，作为传输总控的多级备份信号。

（1）本地播出服务（一级备份播出）

ProLink播出系统配置相关的调度机制，能及时的把播出服务器上关于播出的新的变动调度到播出站本地，保证当服务器或整个网络都失效的时候，播出站仍然可以依靠本地的节目继续播出。播出站播出的时候，优先播放调度到本地的节目，当网络中断的时候，已经调度到本地的节目可以继续播放完成。在程序继续播出的情况下，整个程序由网络播放的状态直接转换为本地播放的状态。确保网络、服务器出问题后，直播站工作的连续性，特别保障了所有的广告与所有的节目版头以及已经录播节目的安全连续播出，使播出不会由此遭到中断，保障了在网络系统瘫痪情况下能应急播出。

（2）网路中断的情况下的本地播出

对于事先不在播出单上而是由主持人临时查询后播放的节目，由于不会有调度到本地播放的过程，播出程序需要有相应的缓冲机制，在播放的同时，对该文件进行本地缓存。保证在短暂的网络堵塞情况下，播出不会中断。而且经过短暂的缓冲，可以把正在播放的节目缓存到播出站本地，这个时候网络中断了，也不会影响该音频的播放。

（3）主备播出服务（二级备份播出）：

在本项目建设中，每个频道直播间都配置了一主一备两台播出站，其中备播站通过心跳线监测主播的播出，正常情况下，备播站处于哑音的状态，当备播站监测到主播站出现故障0-30秒间自动从静音状态变为放音，保证播出。如图4所示。

图4 主备播出示意

（4）总控系统中的多级备份信号（三级备份播出）

为了保证播出信号安全传输到发射台，总控系统中部署有智能应急切换设备，设计至少3路主备信号源，通过实时信号检测技术和预置优先级机制，实现音频信号自诊断和备用信号的智能切换。本方案中，设定直播间中的播出信号为第1路主信号，总控室播出站和一播四为第2、第3路备用信号。

总控室播出站和一播四工作站是主备播出站及本地播之后的第三级播出备份。

因此，制播系统除了直播间的8台播出站之外，在总控室中还部署4台播出站和1台一播四工作站（4路信号输出）。制播网内的播出服务器为总控室播出站和一播四工作站持续提供播出服务。

3.3.4 节目生产安全设计

节目的生产安全设计是指在节目制作与编单等过程中，系统将对节目进行质量监测和审核，保证节目的安全输出。在节目输出时，对音频文件进行质量审核，检查文件格式、相位、电平、静音等参数是否合格，以保证输出节目的质量。节目编排审核，当进行节目编排时候，系统将对检查栏目是否已经上单，如果在规定时间内还没有上单，则给出报警提示等。同时在编排时，检测该栏目设计时间安排等，节目时候超出或者不够等情况，均给出相应报警提示信息。栏目上单后，检查该上单的音频是否存在，如果不在则报警提示信息。

3.4 系统功能说明

3.4.1 制作播出流程图

制作播出流程，如图5所示。

图5 制作播出流程图

3.4.2 总体功能概述

ProLink系统涵盖了节目制作、编排、播出、节目统计分析、网络监测、集中管理配置等多种应用系统，所有系统都是基于SOA构架进行开发的，系统之间的交互采用标准接口规范。利用这一最先进的IT架构技术，实现高度的开放性和标准性，使ProLink系统能方便地与其他系统进行无缝集成。

ProLink系统主要特点：不仅保留了原有LINK2000自动播出系统的所有优越功能与操作的延续性，更关键性地引进了先进的专业化、个性化模块设计理念、新型的数据安全模式和网络化设计思想，真正满足广播电视台电台在频道专业化方面的特殊要求。

采用三层软件架构，应用服务器上部署实现核心业务逻辑的WebServices，这样的架构带来了更高的安全性、可靠性以及更好的可维护性。客户端是通过WebServices来访问数据库，而不是直接连接到数据库服务器来进行数据库访问。

用户操作与维护管理简单方便，支持B/S或者C/S结合的方式，用户可以使用B/S客户端来进行节目的查询、浏览和审听，对节目的制作、播出、编排等功能非常容易操作。

模块化的设计更加符合用户个性化要求，播出业务可根据用户需求，自定义个性化界面，如广告单可单独列表框显示，更加方便操作人员播出操作以及查看定点广播播出的状况等，满足自己个性的业务需要。

支持主流的多种音频格式和声卡，如S48、MP3、WAV、MP2等音频格式，也可支持不同采用频率的音频文件的混播等。声卡支持包括ASI、VX、PCX及自带普通声卡等。

安全性，具备智能化应急播出，如可自动补白、智能化编单、编辑节目时自动节目质量审核等。

WebService与播出接口设计，易管理性和操作性，可查询详细的操作日志和播出日志记录等。

数据库及文件的实时备份功能，通过引擎自动启动服务，可快速查询节目，支持迁移至本地库，实现本地播功能。

播出工作站具有本地播、主服务器播、备份服务器播等多种播出模式。播出站可以根据服务器和网络状况，自动切换不同的播出模式。在主服务器现故障的情况下，能够自动判断并且切换到备份服务器进行播出。在网络出现故障的情况下，能够自动判断并且连接本地硬盘进行播出。保证播出的安全

完善的监测功能，可对对服务器、播出站、数据库、节目单编排等状态进行实时监测。

3.4.3 数字化广播综合业务系统主要特点

（1）制播分离的数据实时同步

制播分离架构的核心是分别建立制作系统及播出系统各自的数据库及存储空间，制作、播出之间各自独立运行、互不干扰，同时又通过系统间接口设计，可实现对节目调用、上单、审核等操作。

采用DataMirror技术，实现制作和播出库数据记录的实时同步；采用DynamicManager磁盘卷带数据侦测技术，将自动捕获新增音频文件的消息，实时监测磁盘数据变更，实现制作和播出文件实时同步。

采用结构化设计，数据库备份和音频文件备份功能能够独立运行，互不影响。节目库、音乐库、版头库、素材库、录音库、广告库采用单物理数据库结构设计，方便系统管理和升级，以及数据迁移和故障恢复。

（2）方便的使用和扩展

①系统采用C/S和B/S结合的架构，录制、播出、编排等对性能要求高的工作站采用C/S架构。系统管理、设置、查询和节目审听采用B/S的结构，只要用IE浏览器即可。方便系统升级，同时可扩展性高。

②播出站采用功能模块化结构，用户可以自由选择所需的功能模块，并自定义播出站个性化界面。广告单采用单独列表框显示，方便主持人进行手动播出以及查看定点广播播出情况。

③播出站可以和调音台推子联动。

④对音乐节目，系统具有自动编单功能，可根据设定的策略自动编单播出；提高编单效率和节目可听度。

⑤声音文件功能。能够对音频节目库所有节目的电平进行批量化自动调节，统一电平。

（3）支持多种音频格式：

①播出站可以支持MP2、MP3等多种文件格式以及不同采样频率的音频文件的混播、混编。

②录制站支持多格式导入，包括MP3、MP2、WAV等，同时支持CD直接导入到轨道

（4）安全播出保证

①数据库及音频文件可以进行实时备份，保证数据和文件的安全。

②播出节目，包括广告、快捷播放模板内容，可实时下载到播出站本地硬盘，建立本地播出库。

③播出工作站具有主备播站、本地播、主服务器播、备份服务器播、一播四等多种播出模式。播出站可以根据服务器和网络状况，自动切换不同的播出模式。在主服务器现故障的情况下，能够自动判断并且切换到备份服务器进行播出。在网络出现故障的情况下，能够自动判断并且连接本地硬盘进行播出。保证播出的安全。

④多库多指向功能，当发生服务器容机等灾难事故时，播出站将自动指向备用服务器或本地库，保证播出安全。

⑤系统具有智能化集中监测功能，能够对服务器、数据库、节目单编排情况等实时监测。一旦发现异常，可以通过手机短消息和声光方式预警。把事故消灭在萌芽状态。

⑥播出站具有超大播出缓存，有效解决网络数据风暴对正常播出的影响。

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《GY 5046-93广播中心建设标准 》

《GY/T 168-2001广播音频数据文件格式规范》

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《GY/T 158-2000演播室数字音频信号接口》

《GY/T 156-2000演播室数字音频参数》

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2096-0751（2017）08-0016-08

庞志红 巴彦淖尔广播电视台 工程师

审稿人：孙生和 内蒙古广播电视台 正高级工程师

编 辑：乌日山

责任编辑：王学敏