论数字电视台建设

近几年来，国家广电总局加大了数字电视推广的力度，希望通过数字电视项目建设，探索广播电视盈利的新模式。
　　数字电视台制作系统是一套高度集成的网络化解决方案，涵盖了数字电视节目收录/采集、码流剪辑、节目编辑包装、内容存储及硬盘播出等各个环节。因此，从节目的收录/采集到编辑制作、管理和播出，应建立一个高度自动化的节目生产流水线，各个子系统之间应具有良好的接口和交互性，使节目资源在节目生产的各个环节之间可顺畅地进行交换和转移。同时，对于系统平台的设计，既要考虑各个子系统之间的相互配合和衔接，又要保持各个子系统相对的独立性和完整性，以降低整个系统的风险，提高系统构建的灵活性。数字电视台整个技术系统可以分成4个相对独立的子系统，即收录系统、编辑系统、存储系统及数字电视硬盘播出系统。

总体思路

　　以网络存储系统作为整个系统的分配调度中心，将其作为支撑平台来完成数字电视节目的调度、存储、分配和交换等管理任务，它必须具有优异的性能和高度的稳定可靠性。因此，网络存储系统将以SAN光纤存储网络为核心，以千兆以太网为管理和应用服务平台，配合台内已有的AV总控调度系统和传输平台，实现整个网络系统应用。逻辑示意图如图1。
　　

4个子系统的相互关系如图2所示。

系统总体工作流程

　　如图3所示，系统以数字电视码流处理业务为主线，实现从节目收录、制作到播出的完整的数字电视节目工作流程。在整个系统的业务运行中，主要涉及以下环节。
　　

节目收录系统
　　作为系统的主要数据输入接口，可以接收来自不同类型数据源的数据信息，并将其存储在存储系统中供后续的网络化数字电视节目制作与播出系统使用。该部分能够实现DVB-S、DVB-C及AV信号的采集，并能接受DVD影碟的数据转换及网络传输的信号，它对于高效、高质量地储备数字电视业务所需的节目素材至关重要。
　　网络化节目制作系统
　　作为数字电视节目平台的主要组成部分，该环节提供了各种节目生产业务运行的实现手段，主要包括:
　　码流剪辑制作网：以快速的基于MPEG-2 IBP帧的单轨码流焊接为主，适合新闻制作等要求快速的场合；
　　非线性编辑网：基于MPEG-2 I帧格式素材，完成复杂的多轨、多层字幕的非线性后期制作，适合专题制作；
　　转码系统：完成各种格式之间的转换，如NTSC和PAL制式之间的互转，ES、PS和TS之间的转换，以及DV与MPEG-2之间的转换等。
　　播出系统
　　为数字电视节目生产的后续环节，实现节目安全、可靠的播出；同时，作为一种新的节目播出方式，为将来实现交互电视、付费电视等多种数字电视经营模式奠定基础。

各子系统功能简介

　　节目收录系统
　　图4所示方案保留了对模拟信号的采集；同时，加入了TS流采集工作站，主要对DVB-S信号进行采集。无论什么信号，最终将其采集为MPEG-2 IBP帧格式文件，存放于SCSI磁盘阵列中供节目编辑使用。
　　

卫星播出的电视节目，对于有线数字视频点播业务来说是很好的节目源之一。在传统的DVB-S卫星节目的接收过程中，须要通过数字卫星接收机接收节目数据，经过MPEG-2解压缩后，再把模拟音视频信号输出给磁带录像机记录，以供编辑和播出使用。本系统可以直接收录DVB-S的MPEG-2 TS码流音视频节目，并可以标准MPEG-2 ES或TS流文件形式保存到本地硬盘，再自动通过以太网服务器存储到共享存储硬盘阵列中，供MPEG-2剪辑工作站使用。这个过程不需要对音视频信号进行解压缩、数/模转换和模拟音视频编码等处理，因而不会造成音视频信号质量的损失。
　　卫星数字电视信号收录系统采用的接收机分为不可解密与可解密两类。不可解密的接收机用于收录卫星传送的免费不加密电视信号；可解密的接收机具备加密卡插口，插入解密卡即可对加密电视信号进行解扰、解密。通过数字卫星接收机，将卫星天线高频头馈源解调出的DVB MPEG-2TS复用码流(已解密)送给各个卫星电视信号收录工作站进行解复用和记录。
　　TS流采集工作站通过DVB-ASI接口接收同一个复用流的多个MPEG-2 TS传输流，并实时转换成可供编辑的ES码流；解复用的信号还可进行二次编辑。
　　本系统支持自动多通道收录设定和批处理采集。按照节目部门提供的节目录制清单填入节目采集任务表格，系统每天依据节目采集任务表所指定的时间和内容，自动采集并存入本地硬盘。
　　节目编辑系统
　　节目编辑系统是全台的节目制作中心，根据数字电视节目制作的特点，它可以分为4个部分：转码工作站、MPEG-2编辑工作站、MPEG-2 IBP码流剪辑工作站和精编工作站。以系统转码工作站为核心完成基于MPEG-2的各种节目码流、信号格式的转换及其与其它数字压缩格式之间的相互转换。通过MPEG-2编辑工作站、MPEG-2 IBP码流剪辑工作站及精编工作站对节目数据进行编辑处理，满足数字电视节目的制作、存储及播出的不同需求。由于数字电视节目繁多，转码工作站要求快速、高效和实用。
　　考虑到节目制作的不同特性及建设成本，可采取高低搭配的做法，采用快速非编和复杂非编两种非编机。比如，制作专题和新闻有很大的不同，新闻制作要求快速、简洁，而专题制作则需要较多的视频特技、划像、多轨编辑等，这恰好可分别发挥快速非编和复杂非编的功效。
　　节目存储系统
　　节目存储系统能根据全台的节目播出安排，向播出系统发送待播节目数据。它采用分级存储的方式，分磁盘存储阵列和数据流磁带两个环节。磁盘存储阵列存储来自于上载、收录及编辑等系统的节目；数据流磁带用于离线永久存储，实现对磁盘存储阵列的完整备份，同时要具备将现有磁带节目直接上载到数据流磁带的功能。
　　节目播出系统
　　数字电视硬盘播出系统由视频服务器、播控服务器、EPG系统、节目编排系统、节目存储系统、编码系统及监控系统等部分组成，可完成节目存储、编排和播出。它还可以通过网络，与节目存储系统、节目收录系统进行节目交换。如图5所示。
　　

播出系统能接收由节目存储系统发送的待播节目数据。节目存储系统可以直接通过FTP将节目发送到播出系统的磁盘阵列上；也可以通过SAN网直接访问播出系统的磁盘阵列。数字电视视频服务器的播出系统是一个SAN结构的网络，因此，播出系统必须在网络拓扑结构上避免单点失效点，网络的数据路径和网络节点(文件服务器、FC交换机、DVB服务器、磁盘阵列)必须具备1+1冗余。
　　使用节目上载工作站将节目存储系统中的节目FTP到视频服务器的存储系统中，并使用节目信息管理软件将节目附加信息录入到系统中。
　　节目编排系统将根据播出计划编排好节目单，播控服务器将根据编排好的节目单控制视频服务器的播出。另一方面，EPG系统根据编排好的节目单生成EPG信息，并上传到视频服务器，由视频服务器插入到目标TS流中。
　　直播节目通过编码器进行MPEG-2编码后进入视频服务器；通过节目插播系统的调度插入到视频服务器的输出流中，以完成直播节目的插入功能。
　　用户可以利用台标字幕系统编辑好每个节目所需要的台标和字幕。字幕系统将根据用户确定的内容和插入方式生成DVB-Subtitle信息，并上传到视频服务器，由视频服务器插入到目标TS流中。
　　节目监控采用机顶盒加电视机方案，也可以采用ASI解码器方式。一个ASI解码器可以接收一路ASI输入信号，并同时解码6路音/视频信号；可以节约QAM调制器，并代替机顶盒进行解码，从而节约了投资。