硬盘自动播出系统的应用

硬盘自动播出系统的应用

王聚舜

本文作者王聚舜先生，澳门卫星电视旅游台总工程师。

目前，各电视台十分关注自动播出系统。通过自动播出系统可以准确播放预先设定的节目，避免工作紊乱，降低值班人员的工作强度。由于自动播出系统有很强的功能及高可靠性，可以降低设备本身和人为的故障率。

自动播出系统概念的提出始于80年代末和90年代初。随着电视事业的发展和节目类别的增多，电视播出工作变得十分繁重，特别是放像机柜与控制台的距离，使播出操作十分不便。为了解决这一问题，许多电视台提出用计算机来管理电视台的播出工作，电视设备厂商亦积极配合，于是各种不同控制方式的自动播出系统相继问世。目前自动播出系统大致有如下3种方式：

(1)用计算机控制播出切换台及放像机，将预先设置好的播出串联单写入计算机，并将相应的录像带放入放像机，通过控制系统控制节目的播出。

(2)机械手方式。它采用电脑控制机械手，机械手根据播出串联单，把待播出的录像带放入机柜内，机械手根据程序取出待播的录像带并送入相应的录像机放像，然后控制播出切换开关及启动录像机，从而完成自动播出过程。

(3)用服务器控制硬盘的读、写，录像机与切换台不直接参与播出，只是在播出之前将待播的节目输入硬盘，即所谓延时播出系统，硬盘根据输入的节目串联单进行顺序播出。

从上述3种方式可以看出，在前2种播出过程中，放像机、切换台、计算机都参与工作，其可靠性受3种设备之可靠性的制约，其故障率为： A =A 12+A 22+A 32

3种设备只要有一个环节出故障，整个系统将面临停播的危险，特别是放像机的故障威胁更大。

第3种方式可以克服前2种方式停播率高的缺点，是一种全新的自动播出方式，因而得到广泛的应用。下面集中讨论硬盘自动播出系统，并以Doremi 公司推出的自动播出系统为例，其主要框架见图1。

该系统共有8个视/音频输入/输出通道(今后可扩展) ，播出通道数可根据各电视台的实际情况任选。从图中可看出，放像机的输出信号通过V1D(硬盘录像机)

及V1D 的SCSI 接口被送到服务器，再通过光纤通道(FC)将这些数据存入硬盘，因此V1D 必须具有A/D变换、图像压缩编码和SCSI 输入接口3个部分。为了降低数据率并进行简单的编辑，VID 采用M-JPEG 压缩编码。V1D 本身带有延长的控制面板，可以通过远程控制面板控制其操作，如信号读写功能的设置、压缩比的调整、信号的查录等。系统有8个V1D ，其中6个用于节目输入。节目的输入可以通过放像机柜中的放像机(其中可用MII 、Betacam-SP 、S-VHS 、VO-9型机、D-VTR 等) 进行。放像机通过一个矩阵来选择，使信号通过6条输出母线送往V1D 和服务器，服务器有序地将这些经变换的数字视频信号通过FC 接口送入硬盘阵列中。播出时硬盘阵列再根据服务器的指令，将已存入硬盘阵列中待播出的视频数字信号(节目) 通过V1D 解压缩后输出。其输出既有数字信号，也有模拟信号。如果至发射机的传输系统是数字光纤系统，数字信号便可直接输入之。如果发射台的输入是模拟系统，则可以通过V1D 的模拟口输出。

服务器采用DRM 公司生产的专用服务器，其底层为稳定可靠的UNIX 操作系统。工作站使用Windows NT或Windows 98操作系统，其应用软件由DRM 公司根据中国用户的要求开发而成。考虑系统应急处理的能力，使用英文版软件更好。在应急状态下，它可以通过英语词义准确地处理应急事件。尚不熟悉英语的值机人员也可以选用中文应用软件。

服务器采用主、备用工作方式。服务器的主、备系统可以是主、备工作方式，亦可以采用互主、互备的工作方式。主、备工作方式即当主用服务器有故障时，备用服务器即转入工作状态，一旦主用服务器修复，通过手动方式切入主服务器工作状态。互主、互备工作方式即当主服务器出现故障后，自动切入备用服务器，此时备用服务器即转为主服务器方式，已修复的原主服务器转为备用方式等待，二者间的转换是自动的。主、备转接是无缝的。是采用主备方式，还是采用互主、互备方式，可由用户向厂方提出。

选用Seagate 公司生产的18GB 硬盘阵列，每个硬盘机可插入8个18GB 带电插拔的硬盘。对于一般电视台，由于节目所采用的播出方式有一次性播出、复播和滚动播出，虽然基本上都采用18h 播出，但实际播出的节目内容并没有18h ，扣除复播和滚动播出时间后，一般只有12h 左右。如果采用周一输入、周三播出的隔两天播出(播完即抹) 方式，即硬盘阵列中始终存有两天的待播节目及在播节目，而不是把一周播出的节目全输入硬盘，就可以大大地节省硬盘数量。若以每天12h 存贮量计算，3天的节目共需36h ，两个频道则需72h 的硬盘存贮容量。按CCIR-601规定，信号不压缩时，有效数据率为166Mb/s。若保证为Betacam-SP 质量，在使用5:1压缩比时，1GB 可存贮236s ，72h 共需存贮容量1098GB ，如用18GB 的硬盘，共需61个。考虑到校验和冗余，以满足广告节目的存贮及其它不可预见的需要，可适当增加硬盘的数量。该系统采用RAID 0或RAID 4工作方式，每个机柜存放8个18GB 的硬盘，11个机柜总存贮量为1584GB 。若经济能力有限，也可适当减少硬盘的数量，具体可根据节目播出量自行计算。奇偶校验的工

作原理与RAID 3的相同， 不同的是备用硬盘相对集中而非分布在各盘架上。

服务器与硬盘阵列之间数据的成批交换是通过光纤通道(FC)进行的。系统中FC 选用同轴双绞线传送，阻抗为110Ω(距离远时可用光纤做介质) ，速率1Gb/s。由于传送速率提高，电缆的损耗较大，故允许电缆长度小于4m 。

从V1D 到服务器以及从工作站到服务器之间的文档、控制命令等用高速以太网(100 Base-T)传送。RS-422接口用于连接遥控器，在以太网上挂有多个计算机终端，它们通过以太网可准确地寻找硬盘存储节目的编辑点，对节目进行编辑与删改。也可以通过20:1～30:1的压缩，以低数据率向终端传送压缩后的图像，便于终端对图像进行审查，使整个系统变得十分灵活。

主服务器附有一个循环检查的监测器。监测器对服务器的工作状态进行检测，以确定是否要切换备用服务器。

在服务器与硬盘之间，增加了两台集线器，用以延长FC 的传送距离。

采用服务器带硬盘阵列的自动播出系统，彻底地解决了电视台(除发射台之外) 节目链路数字化的瓶颈，对提高电视节目质量十分有利。应当讲，磁盘自动播出系统代表了自动播出的发展方向，它的建立，使电视台无需再建立广告自动播出系统，相对节省了资金。

（全文完）