虞杲红

（作者单位：浙江省宁波市镇海区新闻中心）

1 镇海台高标清同播系统设计和实现

系统采用领先的全流程AFD幅型变换控制方式，将高标清播出幅型变换嵌入前移，完善全流程自动化管理，减少人为参与环节，提高图像变换准确度、精确度。在实现和规划方面，不仅仅按照上述高标清要求来设计，而且全系统从视音频系统来说，规划为全域主备零耦合的两套视音频系统。电视播出系统为满足每个频道的主备通路信号流程零耦合设计思想，各频道主备链路信号源、同步信号接入均采用主备分离的方式，周边设备无共享、周边板卡无单卡的多通道配置方式。

2 视频服务器及视音频周边系统设计

本系统配置的视频服务器提供高清频道的主备播出功能。配置2台视频服务器，作为主备视频服务器，每台配置2个高标清兼容的编解码通道及2个高标清兼容的解码通道。服务器可根据媒体文件内嵌的AFD信息自动上下变换进行高清或标清输出。视音频硬件周边提供频道的信号分配、帧同步、测试图信号、垫片信号、信号调度和信号切换等所有播出过程中需要的功能。

3 镇海台高标清同播系统设计方案特点

3.1 全冗余的网络架构

播控网络设备均采用冗余方式，包括主备视频服务器、主备数据库服务器、主备网络交换机和主备播控工作站等。任何一部分出现故障，均可自动利用备份设备播出。视频服务器采用一主一备+垫播服务器架构，播出系统具有容灾机制，在播出网络完全瘫痪的极端情况下，可控制录像机进行播出，视频服务器在执行直播任务或紧急播出时，进行延时播出。分控系统的安全采用主备切换器及三选一的应急方式。三选一、键控器、音频响度控制器等均具有断电直通的功能，保障信号的最终输出。根据总控播出的设计理念，围绕总控搭建播出系统，总控矩阵肩负着全台信号集中调度的使命。在此系统中主要链路进出都经过跳线方便在矩阵出现故障时应急跳转，确保调度信号的通畅。总控部分信号调度，采用重要信号（如CCTV、固定垫片、测试卡信号、应急录像机和转播车）先分配再直接进分控矩阵，三选一的方式，从路进总控；并在总控的输出考虑主备两路延时信号，可完成演播室和转播车的直播延时任务。同步系统设计主备同步信号发生器，带定时微调自动切换系统，确保稳定持续的同步信号输出。校时系统配置朗威视讯GPS接收机及北斗卫星接收机，形成主备异构时钟系统，保证系统时钟的准确性。链路中所有信号进出设备都经过佳耐美硬件跳线，确保在线播出时可进行快速检修和应急播出。

3.2 分布式的系统架构

在整个系统的网络上，采用分布式架构，上载、二级存储及播出相对独立，自成子系统，每部分职能明确，同时又相互配合，无论运行还是管理都十分清晰、安全。上载系统将素材上载到二级存储系统或硬盘播出服务器系统的本地存储。二级存储系统将节目素材作为缓存备份，在需要时迁移到服务器的本地存储中。同时，服务器可以采用应急上载的方式，满足来不及上载的节目的播出需要。

3.3 核心视频服务器系统设计

在核心视频服务器系统设计中，除播出的基本功能外，提供以下几个关键技术来完善服务器在各种不同情况下的应用，包括应急垫片、审看及为特殊情况而准备植入的节目单功能。该系统采用主备两台视频服务器架构最大支持四个频道的播出，出于安全性考虑，配置了完全镜像的主备服务器播出系统。每个服务器配置两路，对于来不及上载的节目素材进行应急上载，能够实现边上载边播出的功能。配置专用硬件审看通道，对上载到服务器中的素材进行审看，确保播出素材的正确和质量。当服务器在没有收到播控指令情况下自动播出预置的垫片素材，确保信号的连贯输出。审片工作站可提前播出两个频道节目单所列节目，自定义每条素材的播放长度，取每条素材的前15 s、中间15 s、尾15 s快速提前巡检每天的播出节目，确保电视节目播出安全。

4 基于无溃点的一二级存储系统

一级存储即视频服务器的本地存储，本地存储的素材安全性非常重要，因为即使有主备视频服务器，如果一旦发生素材盘崩溃，恢复数据也需要大量的时间。因此核心视频服务器存储采用最高安全级别的RAID10技术，可以允许同时损坏四块硬盘，从而确保播出服务器本地存储的安全。

二级存储采用最新的双控和RAID6技术。RAID6技术是因为该技术可以将奇偶位和校验信息备份成两份，两块硬盘同时损坏也不会丢失数据。二级存储作为近线存储体，担负着播控系统中大量视音频素材的存储及与其他存储系统——媒资系统、非编存储系统的素材交换的任务。因此，其内容和数据的安全、迁移的速度关乎着整个播控网络运行的稳定。在设计中采用先进的IP-SAN结构技术，利用专用的迁移服务器和存储阵列切实保障数据迁移和存储的安全。

5 安全数据摆渡文件同步系统（BFSS）

为满足全台制播网络的高安全数据导入的需求，该系统采用硬件防火墙+BFSS（数据摆渡）的搭配方式进行部署。

5.1 控制信息及元数据传输通道

该通道传输控制信息及元数据，数据交互方向为双向，应用系统采用HTTP等通用应用协议。因此，该通道所面临的安全风险最高，需要采用各类安全措施进行防护，实现从网络层到应用层的立体防护，保证控制信息及元数据传输的安全，防范攻击者及恶意代码侵入生产网。

5.2 制作网及播出网数据传输通道

该通道业务需求为单向传输通道，主要传输内容为待播文件，由制作网传入播出网。由于制作网络和播出网络安全级别不同，制作网络人员操作较多，流动性较大，感染病毒的风险相对较高。因此，对该通道的安全防护尤为重要。从制作网到播出网的数据主要为MXF格式素材。指定格式做数据迁移后，软件能自动的识别传输文件的类型，屏蔽指定传输文件以外的格式，只对经过安全认定的格式进行传输。

5.3 多层防毒过滤

两个摆渡端装有不同杀毒软件，摆渡软件能自动判断识别更改后的病毒文件，将隐藏病毒文件进行排除。

5.4 两层防攻击

两台传输设备使用USB进行连接，而非以太网线进行连接，避免了IP链路的链接，没有了IP地址的链接就防止了网络攻击，起到了防火墙的作用。

5.5 两个摆渡端异构平台的设计

两个摆渡端，外网采用Windows系统平台，而内部采用UNIX操作系统平台，异构的平台防止了网络攻击，确保了网络安全。

5.6 一次统一认证

外网摆渡软件仍然需要登录认证，且制作网的登录认证与播出网的统一认证绑定在一起，未在内网登记注册的用户，无法摆渡数据到播出网，这样可以确保外来内容在内网的数据流向，而且也增强了个人素材的隐私性。

6 结语

高清是以后电视的发展方向，高清电视的高分辨率能够在很大程度上满足观众的需求。高标清同播为以后的全高清播出改造奠定了基础。