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        视频制作与播控设备

        工控家百科顾问团

        贡献者:工控家001  最后更新:2019-05-31 10:14:58  浏览数:140

        视频制作与播控系统是将视频节目根据运营商要求,进行无差错播出的系统,一把包括视频服务器群组、播控中心,节目库和节目管理等部分,是运营商播放本地数字电视节目的重要系统

        关键词: 视频制作与播控设备概述工作原理应用分类选型指南维护保养注意事项故障排除


        1概述

        视频制作与播控系统是将视频节目根据运营商要求,进行无差错播出的系统,一把包括视频服务器群组、播控中心,节目库和节目管理等部分,是运营商播放本地数字电视节目的重要系统。运营商针对播控系统系统,还可以扩展出准视频点播、广播式视频点播、视频点播等服务。这些点播服务大都需要提供一定的交互方式,作为运营的基础。视频点播可在宽带IP网络上开展,也可通过数字电视平台提供。

        2工作原理


        3应用

        (1)素材管理:实现对素材的管理,模板的制作与管理。

        (2)节目管理:实现对节目的制作,发布,审批功能。

        (3)终端管理:实现对终端设备的添加删除修改,监控,远程控制的功能。

        (4)下载功能:终端下载服务器的节目到本地进行播放。


        4分类

        (1)字幕机。字幕机一般是由PC加上专业的字幕叠加卡和相应的软件组成,用来在视频信号上叠加图文字幕。它的特点是:叠加实时,无须生成,色彩鲜艳,信号损失小。适合于电视台叠加台标,角标,左飞广告等。字幕机的接品分为莲花接口,分量接口,S接口,SDI接口在广电数字化网络改造之后,数字字幕卡成为市场新的市场宠儿,字幕机厂商也正在大力开发数字字幕卡。

        (2)VOD视频点播。世界上许多国家都在试验和发展VOD它的出现使得PC变成了一种可以随机获取的媒体,更像是一本书或是一张报纸,可以浏览,可以调整,不再局限于某一时间或日期也不受传送耗时的限制。目前,在世界各地开展的VOD实验包括了各种多媒体业务。

        (3)图文电视设备。在普通电视信号的场消隐期间传送文字和简单图案,利用数字编码的方法把多种信息按照一定的格式编辑成“页(page)”和“杂志(Magazine)”周期性地进行重复播送。用户利用一种叫图文电视译码器的附加装置就能在普通电视机屏幕上收看这些信息,用户如想知道当天的新闻,只要按一下装置的键盘,选择感兴趣的杂志和业务,各种报刊上的最新消息就会出现在电视机屏幕上。


        5选型指南

        1、数字播控系统的视、音频规范

        (1)数字视频技术规范数字视频可以分为分量、复合两种,比较而言,采用分量数字信号可以获得比较高的质量。

        (2)数字音频技术规范数字音频一般采用AES/EBU标准,信号采取下列几种方式传输:双绞屏蔽线电缆、同轴电缆以及光纤。对数字播控而言,主要应该考虑嵌入式伴音和分离式伴音之间的选择。

        2、数字播控系统结构目前数字化播控常采用两种结构:纯矩阵方式和矩阵加切换台方式。

        (1)纯矩阵方式整个系统中取消播控台,多个频道共用一个大矩阵或由多个中等规模矩阵播出。各个频道可以共享录像机和输入信号,亦可不同频道之间相互独立。这种大矩阵系统的扩展性很强,设备的利用率高。在设计时必须考虑以下几点:信号的预监问题;应急手段;切换时信号的过渡问题。

        (2)矩阵加切换台方式这种系统只要一个中等规模的矩阵即可,部分输入信号共享,各频道有独立的播控台,可利用播控台的内部矩阵,也可以不用内部矩阵。该方式的优点是:结构比较成熟,易于维护,设备发生故障时容易进行应急处理,并且系统恢复时间短,不会造成长时间的停播。而且,数字切换台仍具有传统切换台多层键控、对音频进行调整、预监方便等优点。缺点是实现多通道播出的投资较大,系统扩展性较差。在数字格式尚不明确的今天,系统能否适应未来数字电视的发展,其扩展性将是一个关键因素。

        3、数字播控设备的选型目前主要的数字播控设备包括:数字矩阵、数字播控台、音频嵌入器与解嵌器及数字字幕机、数字视、音频分配器等周边设备。

        (1)数字播控台数字播控台不仅只提供简单的多选一切换,而且可以控制庞大的输入/输出矩阵及视/音频处理器,实现信号的调度和对信号的强大的特技处理功能。由于系统的数字化,采用数字播控台的主要优点在于它能对数字信号进行各种处理:可对数字视、音频进行调整及相应处理 ;控制数字视、音频信号的切换方式 ;可进行多层数字键信号的叠加。

        (2)音频嵌入/解嵌设备对于270Mb/s的串行数字数据流最多能承载16条音频通道(8对立体声)数字音频。为了避免重放时造成音频信号失真,应有高质量的取样率转换器,使音频信号馈入的设备所产生的串行数字复用信号每帧的取样数目相同,保证音频锁定到视频。对于音频信号的嵌入应该考虑是否与现有的音频组矛盾。同时需要考虑设备输入输出采用接口的类型、工作状态的监视等问题。

        (3)周边设备数字周边设备包括:数字视/音分、D/A或A/D、同步机、以及相应的数字音频处理设备。选择这些设备时应当考虑:①支持的信号格式,输入、输出端口的种类和数量,是否容易与整个系统融合。需不需要留有模拟口输出,以方便监视、监听,满足系统需要。②工作界面和控制能力,能够方便地调整工作状态。③对于工作状态的监视和对发生的紧急问题进行报警的能力。④扩展和升级能力如何。⑤自动电缆均衡和误码校正 (EDH)能力。⑥是否具有网络控制和监察能力。这些周边设备一般都采用板卡式的设计,不同设备可混插在同一机箱内,因此采用同一个厂家的产品对于系统安装和扩展就比较容易。此外,采用SDI数字信号对连接器、跳线板和电缆的质量要求比较高,应该注意这类器件的选择。


        6维护保养

        以播控工作站为例:

        每次开机后必须检查播控工作站的状态是否正常,确认系统盘的剩余空间至少要大于本机物理内存的容量。检查网络连接是否正常,网络校时客户是否正常启动,使用PCommlite软件测试播控工作站Moxa板卡与受控设备的控制线连接是否正常。  

        播控软件启动过程中,自动检查连接播控数据库的情况。成功登录播控软件以后,就说明与播控数据库连接正常。接下来,需要检查受控播出设备的状态是否正常。在播控软件界面的下方,检查视频服务器播放通道的状态是否正常,播出录像机是否处于受控状态,手动控制播出矩阵进行不同信号源的切换等等。  

        检查操作系统的系统日志、安全日志和应用程序日志,如果发现存在异常日志记录,必须及时定位故障原因,尽快解决系统隐患,避免出现严重的播出事故。  定期归档和删除系统运行日志,做好播控日志的备份

         

        建议每天重新启动一次播控工作站,如果确实因为播出时间限制,至少每周将主、备播控工作站重新启动一次。每次启动以后,都需要按照上述的维护规范进行检查,如果出现严重的设备故障,联系公司维修。


        7注意事项

        1. 机房应具备防尘措施,机房内空气含尘浓度,在表态条件下测试,每升空气中≥0.5μm的尘粒数,应少于18000粒;  

        2. 尽量保证机房设备间内温度、湿度变化不大。全年的温度应介于18~28℃,相对湿度应介于40 %~70 %,温度变化率 <10℃/h 并不得结露。

        3. 机房具备防静电措施,地面采用防静电活动地板。

        4. 机房地板、工作台、机柜应保证良好接地,对地电阻小于4欧姆。

        5. 机房低压配电系统应采用220V/50Hz系统,保证24小时不间断地供电。稳态电压偏移范围介于±5%,稳态频率偏移范围介于±0.5Hz。核心设备要求采用UPS供电。

        6. 零线、地线连接正确,零线、地线之间电压小于1V,各电源柜、电源线、开关标签明确。


        8故障排除

        1、电源故障

        电源系统的应急和备份是一个不容忽视的地方,电源一旦出现问题,则一失万失。播控机房对电源系统有着严格的要求,任何一个短暂的供电中断,都会导致节目的突然中断,从而造成严重的后果。为了减小配电事故对播出系统的影响,播控系统必须配备UPS供电,以保证遇到突发情况时节目依然能正常播出。我们不能把播出安全寄托在供电部门,要在电力保障上舍得投入。播控机房供电必须要做到设备用电和其他供电分开,系统的主备、设备的主备电源都要取自电源的不同相,并保证各相负载基本平衡。

        2、时钟故障

         时钟基准是播控机房自动控制的基础。一般采用GPS时钟接收器接收GPS卫星信号,并经高稳、时码转换、分配等环节后给系统提供时钟信号。播出控制部分的时间,是以播控机BB卡接收的GPS时钟信号作为时间基准进行守时的。遇到GPS时钟和标准时间不同步时,可将播控机的授时方式改为计算机授时,并将计算机的时钟调整为和标准时间一致。在系统配置时就要选择具有高稳的GPS时钟接收器,高稳时钟内部采用高稳晶振,即使GPS信号中断或异常,仍然可以以较高的稳定度维持运行。

        3、切换台故障

         这类故障的可能表现是切换控制面板电源故障造成控制面板失效,或者为切换主机故障,表现为切换台无输出。故障发生后只能使用备路应急播出,由于备路使用的是手动切换,不但切换闪动而且给播出人员造成很大压力,这类故障,我们只能在系统设计时,给予重视,保证备路播出功能完善、操作方便,确保紧急时刻能真正起到应急的作用。

        4、交换机故障

        交换机在当今的播控系统中有着举足轻重的作用。交换机故障可使整个播出系统瘫痪。如果复位后仍不能恢复,只有更换交换机,这将造成长时间的停播。为减少这种故障对系统的危害,在系统设计时,应将系统按控制模块分别连接,以消除单一崩溃点。当然除此之外交换机的备份也还是需要的。对重要设备必须冷备份,以应对设备损坏的不时之需。

        5、视频服务器故障

         视频服务器是硬盘播出系统的核心设备,为主备镜像结构,如果单台服务器出现故障,可立即切换到另一路播出。这种结构安全稳定,可靠性高。在播出中出现部分时段节目画面和声音不同步、主备服务器播出不同步,以及画面出现马赛克、停顿等现象,检查服务器中的素材未发现问题,检查服务器磁盘空间时发现,已使用90%以上,而且主备服务器的剩余空间也有差异。加强对硬盘空间的监控,及时删除过期的素材,确保磁盘使用空间不超过80%,服务器一直运行正常。磁盘整列虽然做有RAID,但因为读写频繁硬盘容易出现故障,所以在做磁盘阵列时最好多备出几块同型号、同批次的硬盘作为今后的备用。  

        6、键混器故障

         台标和播出字幕机都是通过键混器叠加播出的,键混器本身具有断电直通功能,键混器发生故障后虽然不会直接影响节目的播出,但无法叠加台标和游走字幕,应急时可将播出字幕机或台标机采用串接的方式接入播出系统。

        7、播控机故障

         播控机一般采用N+1配置,每个频道配置一台播控机,另外配置一台备播控机,实现播控机环路备份,任何一台播控机出现问题,

        均可由备播控机接管其工作,不影响正常播出。也可采用冷备的方式,将各个频道的ghost文件全都拷入(与主播控机配置完全一样)备播出机中,任何一个频道的播控机出现故障,只要将备播控机中该频道的ghost文件恢复一下,即可迅速的作为该频道的播控机使用。系统运行的安全在于科学合理的系统结构和性能稳定的设备。在系统建设时就要考虑到主备方式的冗余配置,确保播出的安全。当然没有绝对安全的系统,理论上最安全可靠的系统是有主备两套相同的系统同时运行。这样一旦主系统产生故障,备系统马上就可以替代主系统运作,但是在实际运作中,往往考虑到成本等因素,不会采取这种备份方法,而是采取只对系统中关键设备备份的方法。这种备份虽然无法彻底解决“不间断”,但在一定程度上可以有效缩短因设备原因造成的停播时间。


        参考资料

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