电视台网络化播控系统方案

电视台网络化播控系统方案

电视台网络化播控系统方案

电视台的节目播控系统是建立在网络结构基础上，集播出、上载、控制、存储等功能于一体的网络化系统，具有安全性高、功能强、扩展灵活的特点。

系统构成及技术分析

电视台的播控系统主要由视音频编解码、存储、控制和网络等子系统构成。本文主要介绍网络子系统的构成。

系统需求：

建立对电视台130套数字节目的多画面自由组合显示、播控和备份系统，该系统并可后期扩展。

系统配置：1.网络子系统

网络交换机：系统配置1台博达千兆交换机完成数据的传输交互工作，支持组播功能。配置一台防火墙用于数据安全保护。构建一个千兆数据以太网，完成连接视频、设备、消息、数据库服务器以及编单、上载、播出工作站，实现节目单文件和各种控制数据、消息的通讯。

设计结构：

2.视音频编解码系统

视音频编解码系统承担的主要任务是完成节目源的编码采集和解码播出，主要包括视频服务器以及相关的视音频传输分配设备和线路。3.存储体系

规划建立了大容量的分级存储体系以及合理有效的存储迁移管理策略。

设计要点：

电视信号接入媒体网关，完成信号的解密解扰，同时进行TS流的IP封装，通过以太网接口以组播方式输出透明的TS流，所有节目资源在网络中都能够被服务器任意调用显示、控制存储。

整个系统通过以太网交换机连接，多台存储服务器和集中管理服务器采用N+1的方式，不仅方便了系统的管理和操作，同时为以后系统的扩容打下良好的基础。

技术要点：

利用组播技术传输TSOVERIP流

组播协议与现在广泛使用的单播协议的不同之处在于，一个主机用单播协议向n个主机发送相同的数据时，发送主机需要分别向n个主机发送，共发送n次。一个主机用组播协议向n个主机发送相同的数据时，只要发送1次，其数据由网络中的路由器和交换机逐级进行复制并发送给各个接收方，这样既节省服务器资源也节省网络主干的带宽资源。

与广播协议相比，只有组播接收方向路由器发出请求后，网络路由器才复制一份数据给接收方，从而节省接收方的带宽。而广播方式无论接收方是否需要，网络设备都将所有广播信息向所有设备发送，从而大量占据接收方的接入带宽。

总结

安全性是我们设计电视播控系统的首要考虑，而经济实用和配置灵活也是不能不考虑的因素，因此我们将安全性高、功能强、扩展灵活的原则一直贯穿在整个系统的设计和实现过程当中。

扩展阅读：网络化智能化总控系统方案简述

网络化智能化总控系统

1.前言：

这种模式是通过前端设备将模拟和数字音频信号转换成串行的多路音频流，在普通以太网上进行信号的传输和交换，并且可以通过PC对所有的信号和音频设备进行图形化监测监控。多路音频流在以太网上的传输采用国际标准的Cobranet协议，业内有很多厂家的产品支持该协议，能给用户留出足够的选择空间。

基于普通以太网音频路由器的播控模式，在全国已有几十家成功应用案例。实践证明，这种模式是比较符合广电总局在《中国广播电台网络化建设白皮书》中所指示的发展方向。它的优势主要体现在以下方面：很好的兼容性

具有模拟和数字音频接口，兼容几乎所有的现有音频设备，电台可以充分利用现有设备，节约投资。同时也给电台以最大的灵活性。给电台最大的选择权

采用国际标准的音频信号网络传输协议，具有几十个厂家的产品支持，给用户以最大的选择权。易扩展性

由于采用的音频传输协议是国际标准，而且各种控制协议又是公开的，因此电台可以根据的实际需要，进行二次开发，组建具有特色的网络化播控系统。很好的可扩展性

这种模式是基于普通的以太网，和音频工作站系统的网络结构完全一致，可以很方便地和电台其他进行联网和互控，组建一体化的广播电台综合台网。完善的监测手段

通过网络，可以对所有音频路由器终端的工作组状态和音频信号进行监视监测，包括音频信号指标的在线监测，结合其他的监测手段，可以对全台所有的音频设备及其他影响安全播出的因素进行综合监测，组建智能化播控系统。高度的安全性

由于网络音频传输系统是由多台音频路由器联网组成，整个系统不存在一个中心设备（系统主机），任何一个设备出现故障，都不会影响整个系统的运行，较之其他以某台主机为中心的系统，具有更高的安全性。同时系统具有多种冗余设计手段，可以更好地保证系统的安全运行。

综上所述，采用网络音频路由器组建网络化播控系统具有明显的优势，我们在此基础上，结合环境监控和自动播出网监测技术，设计了一套全网络化智能播控系统，使得全台音频信号的调度切换和信号的处理非常灵活和人性化，同时对现在的播出系统、调音台、音频信号传输设备等主要音频设备的工作状态和工作环境进行全面的控制和监测，并引进先进的专家系统技术，实现的系统智能化分析和应急处理，使得播出故障的概率减到最小，保证电台的播出安全。为实现音频信号的网络传输，我们选择了在国内得以广泛使用的DigiSpider公司的CAS1000网络音频传输和交换系统作为本方案的核心设备。采用先进的CAS1000音频路由器，构建一套完整的网络矩阵系统，该网络化数字矩阵和现有数字矩阵并行工作，构成主备结构，当主系统一旦出现问题时，备份矩阵将自动接替，保证信号传输和切换的正常工作。

2．产品介绍：

CAS1000音频路由器是目前最先进的音频传输和交换设备，它从传输和交换原理以及音频系统结构方面均引进了全新的概念，突破了传统技术的限制，它代表了将来音频传输技术的发展方向，特别是它能和音频自动播出系统结合，构建全数字、全网络化的一体化播控系统。

CAS数字音频网络传输和交换系统是采用了最新的Cobranet音频信号网络传输协议，由于该协议采用了等时传输方式，能充分利用网络带宽，并保证信号传输的连续性，所以通过普通以太网络传输高质量的音频信号也就不是天方夜谭的故事了。经理论计算和实际测试，利用Cobranet协议可以在一根普通五类线上传输高达64路48Khz/20bit的无压缩音频信号。在传输过程中，还能实现各路音频信号的自由交换和分配，交换和分配均可同过软件进行控制，以往通过昂贵的音频矩阵系统来实现的功能变的更为简洁、安全、经济。

音频路由器

CAS网络音频路由器具有16个音频（模拟、数字）输入输出通道和两个网络接口的路由控制设备。其音频输入输出通道采用模块结

构，配置灵活、维护方便。根据I/O口的数量分配和格式（AnalogorAES/EBU），CAS网络音频路由器的2个网络接口，可以和100M以太网相连，所有输入输出的音频信号（48Khz，20-24bit）均通过网络接口发送和接收，2个网络接口互为冗余，保证音频信号的流畅。具有双冗余电源，保证电源的不中断。用户可以根据实际需要选择输入/输出通道的路数。每

台CAS网络音频路由器均拥有独立的控制CPU，

该CPU控制本机所有I/O音频信号的路由，其运行不依赖于任何其他设备，每一台CAS音频信号转换器都是一个独立运行的单元，具有高度的安全性。CAS网络音频路由器内部具有高达64K的存储器，可存储控制单元发出的输出信号路由切换表，并根据本机的标准时钟进行路由的自动切换。本机的时钟和系统的标准时钟单元自动校准。保证整个系统的时钟同步。CAS具有不同的配置，用户可以根据实际情况选择最佳性价比的型号。

3．方案说明：

根据标书要求，本项目要完成8套节目的播出，以后将扩展到15套录播节目，各套节目均为录播性质，同时还设置了一个直播间，作为各套节目的公用直播间。由于各套节目均为录播，节目是通过多轨自动播出系统来自动播出完成的，因此在系统的设计时要充分考虑到系统的高度安全性、可监视性和智能报警及自动切换功能，同时，考虑到今后的扩容需要在保证现有播出频道不停播的前提下，在线扩容，因此系统必须具有非常简洁的构架和方便的可扩容性。

为此我们推荐采用在国内几十家电台广泛采用的最先进的CAS-1000网络化矩阵系统，CAS1000网络化矩阵系统不仅能够通过网络完成音频信号的高质量传输、交换，还能够对所有的输入输出音频信号实现统一的网络化监视、监听，特别值得提出的是，它的可扩容性能非常好，只需将新增加的播出系统通过网线简单地接入系统即可，不会影响到现有的系统的正常工作。

为了减少中间环节，加强系统的安全性，我们在多轨播出工作站上，选用了具有Cobranet网络播出接口的专业音频处理卡，该音频卡可以通过Cobrane网络接口输出8路立体声信号，考虑到系统的稳定性和PC机的承载能力，我们只使用其中的4路输出通道，构成一台高安全、高稳定的一播四工作站。这样4台录播工作站就可以直接通过网线接入网络矩阵，而不需要再经过D/A等转换环节。大大简化了系统结构，提高系统的安全性、可维护性和可扩容性。

由于本项目的设备机房、直播间、录制间、控制室分布在楼层的各个方位，因此在直播室、录制间以及语录室中分散放置CAS音频路由器，这样只需将网络线与总控的交换机机连接后，所有的播出站以及CAS网络音频路由器就形成了一套全网络化的监视、监听、路由控制系统，控制室只要通过网络实现对整个系统的音频切换控制，或监视报警，大大减少了音频线缆的敷设量。在已经完成综合布线的情况下，甚至可无需敷设

甚至可无需敷设音频线缆。另外CAS1000网络音频路由器的音频输入输出口采用模块化结构，可根据实际需要灵活选用模拟接口或数字接口，这样可以适应各种模拟或数字调音台，不需要进行大规模的调音台的改造，省去了Ａ／Ｄ或Ｄ／Ａ转换模块的采购，降低了系统造价。使用CAS网络矩阵的总控系统具有如下优点：

1）安全性高，各CAS1000独立工作不会由于单台故障影响全局。系统简单，布线方便，实施周期短，设备简单，调试方便。

2）功能齐全。能实现节目的交换、返听、监听、监录、自动补乐、转播、现场直播等所有功能。无需其他设备，只需要接入CAS系统中，即可实现所有信号的监听、监视和监测、报警。

3）具有自动报警及全自动补乐功能。报警也采用声、光、短消息的方式进行。4）语音提示故障原因，帮助快速定位并解决故障。

5）结构简单清楚，当线路出现故障时查找方便，系统维护简单。

6)扩容简单：无论是增加直播间还是录播工作站，只需要将设备通过网线接入至CAS设备中去即可实现在线频道的扩容，无需要改动任何线路，就像以太网上增加一台工作站一样方便，通过系统设置即可以进行播出。扩容项目实施周期短，安全性好。4、工作站介绍：

4.1音频信号监测工作站

音频信号监测工作站主要实现对整个音频系统关键节点的音频信号进行实时参数监测显示，包括：延时器输出、音频处理器输出、一播四输出、后级音分输出、各路转播信号、录制间信号和高周接收信号等。

在本方案中，音频信号监测工作站提供多种显示模式，各种模式的显示窗口可以自由组合，显示模式包括：

a)音量彩条显示模式

b)音量彩条+同步视频监控图像

c)音量彩条窗口和视频显示同步跟随模式

音频监测工作站可以根据实际需要，进行界面定制。根据前面的布局设计，总控系统需要三种类型的信号监视工作站。分别为：

分频显示工作站

总输出和空中回收信号监测工作站显示所有输入信号的监测工作站

（1）分频显示工作站

按频道组合显示各个频道的主要信息。包括该频道主要音频信号，直播间视频监视信号，全面显示该频道的所有主要信息。

从分频显示工作站显示界面可以看出，其主要功能包括：

实时显示该频道的主要音频信号，包括电平、相位。音量彩条的颜色可以任意定义

音量彩条显示窗口监视的音频信号可以任意定义，通常可以设置为延时输出、处理器输出、主控总输出、空中回收信号、一播四输出等。通过这几个信号，可以总体反映该频道的信号运行状况。

对音频信号进行故障判断，包括：i、无信号(一级红色报警)ii、iii、iv、

左右声道电平过载(二级黄色报警)左右声道电平不足(二级黄色报警)左右声道电平差异过大(二级黄色报警)

v、反相(二级黄色报警)vi、

AES信号失锁和信号丢失(一级红色报警)

当出现故障时，用不同的颜色进行报警。

根据故障性质的不同，把故障分为3级，无信号（停播）为一级故障，电平过高、过低、反相为二级报警，直播间机柜或者环境温度过高为三级报警。

同步显示该频道直播间的监视窗口，使得值班人员可以直观地了解直播间状况。实时显示直播间以及导播间的电源、温湿度，设备安装机架的内部温度等用醒目的状态灯方式显示调音台主要推子的状态直观地显示主延时器的工作状态，如：直通、延时和关闭显示当前和下一个节目的类型，如：直播、转播、录播

在状态显示窗口显示该频道当前工作状态。一切正常时，显示正常，并用绿色表示。当系统处于应急播出状态时，显示应急状态，如垫乐播出、转播播出等，并用醒目的红色显示

（2）总输出和空中回收信号监测工作站

在本方案中，专门设立输出和空中回收信号监视工作站。主要显示各个频率的主输出以及各个监测点的输出信号和空中回收信号的参数。主要功能：

可开设多个显示子窗口，每个子窗口显示一个频率的音频信号每个子窗口可以根据信号属性单独命名每个子窗口的音频信号可以任意选择和定义

分频显示工作站界面每一个信号彩条的颜色等可以任意定义对音频信号进行故障监测。

对不同级别的故障用不同的颜色和语音进行报警。

4.2监听工作站

监听工作站主要实现对全部音频信号的智能化监听。为了操作方便，在本方案中，监听工作站选用大触摸屏方式。实现即点即听。

监听工作站在音量彩条界面上,用触摸屏方式进行智能化监听。监听界面可以根据信号类型、所在频道等属性，进行任意的组屏。并在界面上实时显示各路信号的音量彩条。值班人员可以非常直观地看到各组信号的状况，并任意选择监听。

触摸屏控制的监听界面

监听工作站的主要功能：

a)在触摸屏监听界面上，可以根据信号通路的流程，任意设置每个监听点的位置。通

过点击触摸屏选择监听模式和监听信号。

b)在监听界面上，可以实现如下各种监听模式：自动轮回监听、手动选择监听、定时

监听、事件触发监听。

手动选择监听

值班员可以选择任意一路信号进行监听自动轮回监听

可以设置自动监听列表和监听时间，可事先定义监听点、监听顺序、监听时间，系统将根据监听列表，自动切换监听信号。定时监听

对重要的信号（如新闻联播、本省新闻、重要的转播等），定时自动强切监听，保证重要时段能对重点节目进行特别地关注，比如在重要转播前，定时提前监听外来的转播信号。事件触发监听

要求能用规定的事件来触发监听，实现定时监听指定信号、异常情况触发监听发生异常情况的监听点信号等等。

c)在监听时，同时用文字显示该点信号的名称，用彩条显示该点音量和相位、频谱、

电平彩条包括L、R和L+Rd)监听音量可以调节。

e)可以选择立体声监听、L监听、R监听、L+R监听等

f)可以启动视频跟随功能，在监听过程中，视频监控大屏幕显示的视频监控图像能跟

随着监听联动。同步显示正被监听点对应的视频监控画面。

4.3

EQM-100系统状态监测和故障分析工作站

本系统全面监测了整个音频系统的工作状态，包括音频信号、设备状态和环境状态、播出系统状态。本工作站通过简洁的界面，全面显示整个系统的各个频率的设备和信号的当前运行状态。

一般情况下，可以显示主界面，显示各个频道和设备以及播出系统的当前状态，当标签为绿色时表示一切正常。也可以进入流程界面，监看全台的信号流程和设备状态。

通过本工作站，可以图形化的方式显示整个系统的工艺流程、各个机房的设备联线情况、主要设备和音频信号的工作状态，设备的安装信息以及设备的维护信息等。并且还可完成对部分外转信号的预调。

当系统出现故障时，它能够自动触发分析故障原因，并以图形化的方式显示故障在整个工艺流程中的位置,用于显示音频系统的工艺流程图。

主界面

该工作站主界面主要具有以下功能：

a)在本工作站界面上，设置了多个状态显示窗口，显示一个频道的信息，各个信息窗

口的颜色等均可由用户定义。显示的信息包括：当前栏目名称当前音频信号状况当前设备和环境状况故障持续时间

b)当音频信号或者设备状况出现故障或者异态时，相应的状况栏的颜色会变化闪烁。

同时故障持续时间栏即开始计时。值班人员通过颜色就可以很快地了解整个系统当前运行是否正常。

c)当系统出现故障时，在右上窗口显示故障信息。

d)当系统出现任何的故障隐患时，能够及时进行故障预警，并在大屏幕上用图形和文

字的方式，通知值班员可能的故障隐患。

e)音频系统出现故障时，能够用语音、声光、短消息等方式进行报警。f)对进入网络音频矩阵的信号进行DSP处理。

在界面右边设置了一排功能按键。分别为《详细状况》、《信号预调》、《故障分析》

（1）详细状况查询

通过按“详细状况”按键，可以图形化的方式显示所选频道的工艺流程、设备运行状况、设备安装情况、系统连线情况、设备维护情况等。主要功能包括：a)用图形化方式分别显示各个频道的播出流程状态

b)用图形化方式显示各个机架的设备安装情况、设备连接情况、机架温湿度数据、机

架供电电压等

c)用户可以按频率工艺流程、直播间分布状况、设备分类、设备在各楼层的分布、各

机房分布、以及机架分布等，查看各个音频设备的当前工作状态以及各个节点的音频信号状况，实时显示各个频道的信号当前信号走向

d)可以显示整个音频系统的详细连线情况，包括逻辑图、连线图、连线端子编号等，

方便维护和检修。

显示整个工艺流程及信号和设备状态

e)和视频监视系统联网，对各个机房的设备状态和视频监视信号进行联动显示。f)能够在界面上，采用点击的方式，快速查询到故障设备的详细资料，包括维护记录、

维护手册、详细配置、备品备件情况等

g)通过点击监测画面，可实现从整体到局部再到具体设备及监测点的查看，点击具体

的音频信号监测点可选择监听。

h)可以根据不同的情况由用户自行定义音频传输的流程，从而为系统进行故障分析时

提供故障分析依据，

（2）信号预调

该功能主要是采用虚拟调音台对转播信号进行信号的预调整，包括电平调整、压限处理、相位处理、参数均衡、LL、RR等。使得信号满足转播需要。

显示各个机房的设备连线和状态

虚拟调音台

（3）故障分析和查询

当系统出现故障时，该工作站可以自动对故障进行分析，并以图形化的方式显示。对各种可能发生的故障进行预警。故障类型和报警主要包括：

对主输出信号出现异常、音频设备过热、转播信号故障等等异常及时报警。故障分析包括：

a)当出现故障时，能够自动以图形化的方式，直观地提示故障的原因和故障点，对于

非设备原因故障，以文字的方式给出可能的原因，对设备原因的故障，则显示故障设备在整个音频信号通路中的位置。

准确显示故障设备名称

b)能够快速显示、查询故障设备的具体安装位置，包括所处房间、所在设备机架等。c)能够快速查询到故障设备的详细资料，包括维护记录、维护手册、详细配置、备

品备件情况等

d)能够快速查询故障设备和其他设备的详细音频连线情况，包括连线端子、连线编

号等。

显示故障设备的详细信息

4.4应急处理控制工作站

当发生故障或者信号劣播时，实时地显示故障状态，并根据应急预案，自动给出处理各种故障的最佳解决方案或参考的解决方案，实现故障的应急处理自动判断和自动执行。

应急处理采用“桌面化和按钮化”形式，用触摸屏进行快速简单的操作，提高处理的时效性。对音频系统的故障和异态进行自动紧急处理。

触摸屏控制的应急切换界面

a)建立紧急处理预案库，给出处理各种故障的最佳解决方案或参考的解决方案，实现故障的应急处理自动判断和自动执行。

b)应急处理采用“桌面化和按钮化”形式，用触摸屏进行快速简单的操作，提高处理的时效性。

c)设计优化的应急代播插入方式，配合三选一切换器的切换功能，可以进行自动应急处理，和手动应急处理两种模式。

d)在出现停播等一级故障时，可以采用自动应急处理和手动处理模式，在出现电平过高、反相等二级故障时，采用报警和手动处理模式。e)所有的处理按钮集中在一个界面上，方便操作。

f)在自动处理模式下，可以根据当前栏目的性质和内容，智能化地确定应急播出音源，在转播栏目时，自动选择相应的外转信号，在直播和录播栏目时，自动选择一播四音源，在任何时段，必须保证广告的正常播出。倒换备播室时，代播的音源应该来自备播室等。g)系统可以根据故障发生的原因，自动选择执行机构，通过控制数字矩阵的输出信号，或者通过网络音频矩阵的输出以及一播四输出等，从而在任何设备故障的情况下，都能实现自动应急代播。

h)自动应急处理时，有显著的提示，包括故障内容、拟执行的操作等，要求值班员进行确认。当在规定的时间内没有得到确认，系统自动执行。一级故障切换界面二级劣播故障提示界面

i)采用触摸屏方式，值班人员可以简单地一键确认，高效快捷。

j)如果值班人员认为需要进行人工处理，可以在自动应急处理生效前，终止自动处理控制，转为人工处理。

k)在人工处理模式下，系统提供多个快捷按键，包括一播四垫播、自动切转播等。快捷按键的意义可以事先定义。

l)在人工处理模式下，还应提供一键转换按键，将调音台出现故障的频道直接切换到备播间。

m)在电平过高、过低、缺声道、反相等二级故障时，可以通过人工操作进行信号的调整，包括：反相、LL、RR、L+R、左右电平调整等。n)在进行应急处理时，能够自动触发监听系统，监听当前的故障信号。o)可以调出网络矩阵路由切换控制界面，进行手动路由切换。p)所有的操作和处理均有详细的日志记录。

4.5系统管理和查询工作站

本工作站主要实现对系统的设置、设备和系统信息的输入、通知的编发以及故障状况的分析和查询。

其主要功能包括：（1）完善的系统维护管理和值班任务管理

a)详细的设备信息台帐管理，包括设备的型号、配置、维护资料

网络路由切换界面b)制定详细的设备维护计划，指定设备维护日期、负责人、注意事项等。c)在设备维护日来临前，系统自动通过通知系统，用大屏幕和短消息提示相关负责

人员。

d)对设备维护情况进行记录，以便日后查询。

e)结合在线设备的工作情况的纪录以及日常设备维护的纪录，给每个设备建立档案；

给每次维护纪录建立档案。

f)根据档案客观地给设备运行情况进行打分，给某信号通路的可靠性进行打分。g)备品备件建档，建立与在线运行设备相联系的数据库，实现备品备件的管理。h)对值班任务进行管理，并即时或者提前用大屏幕和短消息提示相关负责人员，提

前时间可以预先设置。i)值班日志记录，供日后查询

（2）全面的系统故障查询和统计

a)能对所有信号的异常进行记录，包括当时的状态及持续时间，为各类统计提供原

始数据。

b)能对播出设备的异常进

行记录，包括当时的状态及持续时间，为各类统计提供原始数据。c)能对所有的播出隐患和

播出事故进行记录、统计、分析，同时每月能自动生成统计报表。d)根据以上的故障信息纪

录，和工艺流程，采用逆推方法，进行故障（停播、劣播）原因的追溯以及播出质量的统计分析。

e)根据设备状态的监测数据，实现设备维护管理及在线设备和通路可靠性的客观评

价

f)能对所有播出节目的信号质量进行记录、统计、分析，通过分析给播出节目进行

质量评估，同时每月能对播出节目的质量评估自动生成统计报表。

g)对全台的安全播出情况，可以按各个频率、并且可以按照栏目等详细分类，统计

播出质量情况统计分析界面广播播出质量分析报表，可以进行月度、季度、年度产生质量分析报表，直观的显示节目播出、制作、编排、传输、发射等环节的异态出现概率，为以后如何改善播出质量提供依据

h)具有严格的权限控制，可以根据权限查阅不同频道的播出质量情况。

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