南宁广播电视台播出系统高标清同播设计与实现

罗晟 黄嫦蓉

【摘要】南宁广播电视台于2019年11月完成新闻综合频道高标清同播改造。经国家广播电视总局批准同意实行高标清同播，2020年4月20日起顺利接入有线数字网络播出，这是广西首个实现高标清同播的地面频道。本文对此次播出系统高标清同播改造设计与实现进行了阐述。

【关键词】高标清同播;技术策略;集中控制;分离输出

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.09..017

1. 高标清同播改造的原则和实现目标

南宁广播电视台高标清同播改造项目的设计和实施，遵循高安全性、高可靠性、高可用性、并兼顾经济性的原则，技术系统要符合《广播电视安全播出管理规定》的二级保障要求，确保在线升级安全，并需充分利用现有系统设备资源。

2. 高标清同播改造设计方案

2.1. 原标清播出系统情况介绍

南宁广播电视台原标清播出系统的视频服务器为主备热备架构，采用冗余结构的以太网，NAS存储，中科大洋播控软件。系统中主要配置有：两组堆叠的千兆交换机作为核心交换机互为主备。哈雷MediaDeck7000视频服务器8台，其中6台作为视频播出服务器，承担4个频道节目硬盘播出任务和2个通道延时播出任务。另外2台作为上载服务器，配有8个上载及审片通道，以完成电视节目上载及审片任务。数据库服务器采用两台SQL Server2008R2作为主备。

标清播出系统经过多年优化升级改造，目前服务器系统的性能、网络带宽以及存储容量均可以满足高标清兼容。总控系统部分使用128x96输入输出规模的Harris高清多码流可扩展式数字视频矩阵做为播出信号统一调度，其性能完全可以满足高标清兼容。节目制作方面送播的节目逐步实行高清制作及输出，因此上载系统可设置实现高清上载采集，播出时高清节目采用播出服务器直接下变换为标清播出。

2.2. 高标清同播系统实现方式

要实现高标清同播大致有两种方式，一种是分别建立独立的标清播出系统和高清播出系统，另一种是通过高清播出通道下变换标清通道。对于建立独立的高标清系统方式，其优点是同播改造对现有的标清频道没有影响。高标清独立链路实现简单，系统结构成熟可靠，安全性高。但是，对设备及人力资源的投入大，系统的建设与维护成本高。而采用高清下变换的方式实现同播，搭建系统设备的投入量减少。但是，一定程度上增加了播出链路的复杂度，应急处理流程相对复杂，还需要考虑如何实现下变换进行正确的幅型转换。

通过以上两种实现高标清同播方式综合比较，并结合我台现有的标清系统情况我们可以看出，目前我们的服务器系统及总控部分均已经实现高清化，只是播出链路切换通道部分还未支持高清。要实现高标清同播，只要改造建设一套播出链路切换通道部分实现高清化，并选择通过下变换器对高清信号进行下变换，可实现一套播出系统进行高标清同播。这是我台最高效、最经济的实现高标清同播方式。

2.3. 高标清同播系统设计及实现

高标清同播系统实现确认后，接下来需要考虑的是如何建立改造播出通道切换系统、设备选型及变换策略等问题。

2.3.1. 新建高清播出通道切换系统的设计

我台的标清系统链路结构已运行多年，播出安全稳定，应急方便可靠。因此新建的高清播出通道切换系统可按配置相同的系统架构。高标清同播系统链路结构设计如图1所示。

图中黄色部分为新建的高清通道，蓝色部分为原来标清系统结构保持不变。系统设计上利用信号源播出设备自带有的上下变换性能直接分离输出高清和下变换标清信号分别接入下游链路，并采用一套播控主机同时控制高标清通道上的4个主备切换矩阵。这样解决了转播CCTV1新闻联播高标清信号同时接入系统问题，实现高清频道转播使用高清CCTV1信号源。我台实行高标清同播变换策略采用统一挤压的下变换方式进行标清频道播出。以下是高标清同播系统中各信号源播出设备实现直接分离输出高清和下变换标清信号方式。

视频播出服务器：从图1中我们可以看出视频播出服务器输出有两路信号，其中一路高清信号，另一路为标清信号。我台使用的哈雷MediaDeck7000视频播出服务器，其中MIP-7100-M2H解码卡配置为2个播出通道，作为两个频道的硬盘播出信号源。该解码卡的每个播出通道均可以通过其配置设置为高清和标清信号同時输出。

放像机：主要作为应急播放蓝光带节目播出使用，播出系统原配置有SONY/PDW-HD1200高清蓝光机。此款高清蓝光机可以同时输出高清及标清信号。因此我们通过菜单设置将标清输出口为挤压下变换输出。

演播室等外来信号源则要经过下变换器后分离输出高清和挤压下变换的标清信号，再送至高标清主备切换矩阵。

2.3.2. 高标清同播系统控制链路实现方式

原标清播出系统每个频道配置主备两台播出工作站，并通过422倒换器实现播出相关设备的控制。高标清同播改造为了解决主备播出工作站完成所有设备的集中控制。我们设计利用大洋播出工作站的MOXA卡2端口控制输出，同时增加一套大连捷成ECO-422-8/倒换器与原有的422倒换器组成级联方式将所有控制设备连接，再通过播控设置实现高标清同播系统所有设备的集中控制。控制链路实现方式如图2所示。

2.3.3. 编码复用系统改造实现方式

原标清编码复用系统主要由哈雷/Electra-9200编码器、哈雷/ProStream-9000复用器及思科交换机等组成1+1冗余备份方式搭建。实现了四套标清电视频道及四套广播频率的编码复用输出。在编码复用系统建设时期预留了充足的扩展空间，本次高标清同播改造我们只需新增2台高清编码设备，与现有的四套标清电视节目一起进行信号复用，可以实现高标清电视频道的编码复用输出。同时为了保障编码复用系统更加安全，我们再增加一套高标清信号兼容的多路编码复用一体机做为系统级备份接入倒换器的第三路输入，这样可实现使用第2备份系统进行应急。高标清同播改造编码复用系统结构如图3所示，其中黄色部分是新增的高清编码器，灰色为原有系统设备。

2.3.4. 高标清同播改造系统设备选型

此次高标清同播改造主要增加建设了高清播出通道。其架构与原有的标清通道基本相同。主要由16X4高清切换矩阵、高清键控器、3选1倒换器、字幕机以及高清编码器等设备组成。下面对系统中重点设备的选型进行介绍：

高清切换矩阵。原标清系统使用GV/A164S/切换矩阵，在保持原有标清矩阵使用的情况下，新增的高清切换矩阵功能必须完全受控于现有使用的大洋播控软件，通过前期的调研，我们还是选择了相同品牌的CR1604-3GIG高清切换矩阵。这款高清矩阵可靠性高，主备冗余电源，实现无缝视音频转换，串口协议控制完全兼容中科大洋播出系统软件控制。

高清键控器。高清键控器选用时代奥视/LDC65HD-LK，这款设备带内置台标发生器，支持断电旁通，串口协议兼容中科大洋播出系统软件控制。

3选1倒换器。3选1倒换器选用GV/HCO-3901，产品为板卡式，可以利用与视分卡、帧同步卡等同一品牌设备共同安装在机箱里面，节省设备布局空间。支持遥控面板切换，可将遥控面板布置于工作台面快速实现应急一键倒换。

高清编码器。此次高标清同播改造我们计划利用编码系统建设初期预留的标清通道直接升级高清授权就可以实现高清频道编码要求。但通过咨询商家了解到哈雷/Electra-9200编码器已经停产，无法进行高清升级授权。如果选择相同品牌的另一系列产品，在项目资金预算上就高出许多。因此我们经过多方面综合考虑，最后选择了国产品牌的高清编码器作为高清频道信号编码使用。这款设备支持2路独立高清信号编码，web浏览器参数设置，2路1000MIP输出，视频编码支持MPEG2、MPEG4AVC/H.264，音频编码MPEG1 Layer2、AAC-LC、HE-AAC;采用冗余双电源供电。同时该款高清编码器不用太复杂的配置就可直接加入原编码复用系统兼容使用。此外增加的系统级备份多路编码复用一体机是一款集编码、复用功能为一体的数字媒体处理交换平台。

3. 结束语

高清是发展的主流趋势，也是满足人民群众精神文化需求的必然选择。南宁广播电视台此次高标清同播改造，实现了电视节目播出质量的提升，顺应了广播电视由标清向高清的平滑过渡，标志着广西首府广播电视事业正式迈进高清时代。在此次系统改造中，我们充分利用现有设备，采用科学合理的高标清同播技術策略，实现南宁新闻综合频道高标清同播，节省了资源及人力资源的投入。高标清同播改造后保持与原有工作流程一致，有利于节目制播流程的平稳安全。

南宁新闻综合频道高标清同播改造于2019年11月完成，并通过申请得到国家广播电视总局批准同意实行高标清同播。2020年4月20日零时起南宁新闻综合高清频道顺利接入有线数字网络播出，这是广西首个实现高标清同播的地面频道。至今改造的高标清同播系统运行安全稳定可靠，实现了系统改造设计的要求。

参考文献：

[1]金强、宋轩，高标清同播系统中AFD新模式的探索—电视台高标清同播播出系统链路设计，现代电视技术，2011（000）006：38-42

[2]周宾，四川广播电视台播出系统高标清同播改造设计与实现，西部广播电视，2015（16）