基于高清化改造系统架构设计的探讨

2018-08-01王晓东

视听 2018年8期

□ 王晓东

随着人民生活水平的不断提高，人们对业余生活质量的追求也是越来越高，电视媒体的频道高清化迫在眉睫。深圳广播电影电视集团拟进行高清化改造，将原有的四个标清频道改造成高标清同播频道，从而实现全台所有频道高清化的目标。新改造的高清频道不仅要满足当前的播出要求，更要考虑将来系统的可扩展性。以下就如何进行系统设计进行探讨。

一、播出系统架构设计探讨

高清化系统改造必须满足高标清同播，标清信号也需要在有线网内发布，即总控播出系统需要同时输出一份标清信号给下游单位使用。如果沿用原来高清系统架构设计的做法，在播出系统的架构内同时输出高清信号和标清信号，系统架构图如图1所示。这种播出频道系统架构的设计，有着系统节点较多、较为复杂、技监信号较多、链路长等特点，同时故障排查时间也会相应增多，高标清信号同时监看，也增加了值班人员的工作量①。

为减轻播出值班人员的监测监控工作量，需要对系统进行简化优化，减少系统节点，降低系统故障风险，确保安全播出。现在市场在售的系统周边产品都是高标清兼容设备，即使个别频道有少量的标清节目，也可以在高清设备上使用。优化系统，简化设计，将下变换环节去掉，即播出系统仅输出高清信号，信号的下变换工作放在编码环节，所设计系统架构如图2所示。

如图2所示，这种设计思路明显减少了系统的节点，在旧系统中，值班人员需要同时兼顾高标清的PGM信号，同时还要监看下变换板卡输出信号状况，以便于及时研判问题。而在新的系统架构设计里面，单独输出高清信号，值班人员只需要监看一个PGM信号，主要注意力将集中在一个画面上。下游单位所需要的标清信号是通过转码来实现，在后面章节将会谈到，另外，后续的编码及传输环节也会对各个信号节点进行监看。

二、编码系统架构设计探讨

科技在不断发展，广电行业的专业设备也有了飞速的发展，电子设备更新换代周期越来越短。根据摩尔定律，每18个月电子芯片的集成密度会增加1倍，所以基本上每一年半左右的时间电子产品就会升级一代。

图1 旧高清系统架构图

图2 新高清系统架构图

深圳广电集团现已建成五个高标清同播频道，编码器系统使用的是5+2编码系统，即5个编码器分别对5个高清频道编码，两个编码器接入一个16x2的矩阵输出口，以此被网管控制做冗余备份，所使用的网管系统是NCC网管②。高清5+2编码系统所使用的编码器是原Tandberg公司的8090产品。由于电子设备的更新换代时间越来越短，现在已经无法购买到8090的编码器，所以在设计系统时要综合考虑编码系统的实际情况，深圳广电拟新改造的四个高标清同播频道的编码系统就只能选择新的编码设备来满足系统编码的需求。

深圳广电的高标清编码系统是两套各自独立的系统，考虑到传输链路和传输设备等因素，新改造的四个高标清同播频道的编码信号需要融入这两套系统，以便于简化系统及管理。采用四通道的高清编码器ELC9200，能够同时对四路高清信号进行编码，同时输出转码信号，以此达到高标清同播的目标。将四通道编码器输出码流接入各自的复用系统，按照主备两路信号的接入方式，以确保系统安全的设计思路，将四通道编码器码流接入MX8400复用器，在复用器中挑选需要的信号，高清编码复用系统图如图3所示，图中灰色部分为新加入的4通道高清编码器。

图3 新高清编码系统架构图

图4 新标清编码系统架构图

标清播出信号的编码使用的是13+2编码系统，编码器使用的是原Tandberg公司的E5710编码器，以及NCC网管系统，同样，现在也已经无法购买E5710编码器。新改造的四个高标清同播频道增加了高清编码信号，标清编码信号并没有增加，因此可以考虑直接用原来的标清编码器E5710对标清信号进行编码，这样就需要有四个标清的PGM信号送来编码器，需要播出系统输出标清的PGM信号，那么播出系统的架构就没有改变，还是原来的模式，这样也就改变了我们的初衷，不能达到简化系统，优化系统的目的。

为融入现有13+2编码系统，标清编码复用系统设计如图4所示，图中灰色部分为4通道标清MPII编码信号。信号进入复用系统后，再经切换开关和传输设备，送到下游单位，供其信号发布系统使用。复用器内增了4通道的标清信号，那么原来的13+2系统就可以缩减成9+2系统，即原来的四套标清信号由下面的4通道编码器代替编码，这样也增加了编码器的备份设备，缩小了系统规模，剩余的设备也便于将来系统的扩展使用。

三、系统监控检测架构设计探讨

信号的监测监控是一项非常重要的工作。一个好的监测监控系统不但能够确保系统的安全播出，还能够节省人力物力，使效益最大化。系统内的信号监测，根据各个科室的播出值班任务划分，可以分为频道信号监测监控和编码传送系统链路监测监控。

各个播出频道的信号监测监控主要是重点信号的监测监控，包括服务器信号、PGM播出信号等。频道信号监测系统是基于格非的XIO 9050HSM卡而设计，XIO 9050HSM数字信号监测卡是高性能高质量视音频处理技术平台。该平台采用模块化处理结构，功能主要涵盖对目前高端信号的各种处理，包括3G、高清、标清等视音频信号的多种转换、显示、分配等。利用XIO 9050HSM数字信号监测卡设计一套信号比对系统，它可以监测一路备同步信号与主同步信号间的相位关系，并且可以同时监测两路HD/SD-SDI信号的信号状态、行场相位、AFD、EDH、CRC和内嵌音频等二十余种参数监测。我们分别取二选一切换开关之前的主、备路信号，将信号接入板块，利用板卡监测软件，分析信号的状态，从而更好更快地发现并解决问题。

传输链路的监测监控采用的是博汇多画面检测软件进行检测③，播出信号的最终发布要通过编码传输系统发送给下游单位，所以传输链路的监控监测也非常重要。根据工作界面责任划分对信号进行抽点监看，即抽取的第一个节点是播出的PGM信号，第二个节点是编码后的该频道信号，第三个节点是传输设备的输出信号监控监测，最后一个节点是信号的回传监看，此设计思路基本实现了对播出信号的闭环监看，能够清晰判断播出信号在传输链路各个节点的状态，可以满足播出监控系统的要求。