夏书奎
摘 要：为了提高硬盘播出的安全性，避免单结构故障可能导致的系统崩溃，各电视台在硬盘播出系统设计中都采用了冗余备份措施。本文通过主、备播出控制机对主、备视频服务器和周边设备的控制方式的介绍，阐述了硬盘播出系统常见的几种控制方式的工作原理和运行特点，逐一分析总结了各自的优点和缺陷，并结合实际提出了具体应用的解决方案。
关键词：硬盘播出 控制 控制方式
中图分类号：TN948.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（a）-0134-02
根据《广播电视安全播出管理规定》关于播出系统的要求，在硬盘播出系统设计中要充分考虑系统的冗余备份措施，能够避免单结构故障所能导致的系统崩溃。提高播出系统安全性最有效的方法就是增加关键设备冗余度，避免单一故障点。播出系统的关键设备主要包括播出控制机、视频服务器、矩阵切换设备等。
播出控制系统是播出系统的核心，它不仅要控制视频服务器进行视频文件解码，同时还要控制播出矩阵、键混等周边设备，根据节目单完成播出。所以不仅要对播出控制机和视频服务器等设备进行冗余备份，还要考虑到主、备播出控制机对主、备视频服务器和周边设备的控制方式问题。
1 常见播出控制方式
（1）采用“主控主、备控备”方式。即主播出控制机仅控制主视频服务器和主播出矩阵等，备播出控制机仅控制备视频服务器和备播出矩阵等。
（2）采用“点到点”控制方式。即使用串口控制线将主备播出控制机和所有受控的设备（主备视频服务器及主备播出矩阵等周边）直接连接。
（3）采用交叉控制方式。此方案也使用串口控制线控制所有受控的设备，但在主备播出控制机和视频服务器之间配置有422倒换器，422倒换器就是一个针对串口通讯的2选1切换开关，主备播出控制机通过422倒换器对主备视频服务器进行交叉控制。
（4）采用IP控制方式。即将控制信号全都转换成IP信号，利用网络方式对被控端进行控制。
2 常见控制方式分析
2.1 “主控主、备控备”方式
如图1所示，主播出控制机仅能控制主视频服务器等设备，备播出控制机仅能控制备视频服务器等设备，同时通过心跳线与主控制机同步。当备控制机发现主控制机异常时，自动切换到备控制机控制备服务器播出。
此方式结构简单，逻辑明确，缺点也明显。它将播出控制机和视频服务器作为一个整体进行了冗余备份，保证了备份通道的独立性。但是当播出控制机和视频服务器等设备有一个出现问题时，同一通道中的其他设备即使没有问题也无法正常使用。极端情况下，例如主播出控制机和备视频服务器同时出现问题，整个播出系统就无法正常工作。
2.2 “点到点”方式
主备播出控制机和主备视频服务器均配备RS422多串口卡，其他受控设备也配置有串口，控制端与被控端使用串口控制线直接连接。RS422多串口卡最多可支持8口，播出控制机所有指令通过它进行转发，可以同时控制视频服务器和播出矩阵、键混、录像机等周边设备。
如图2，主播出控制机不仅控制主视频服务器，同时还控制备视频服务器。备播出控制机也通过控制线连接到主备视频服务器，同时通过心跳线检测主控制机。当备控制机发现主控制机异常时，自动切换到备控制机控制主备服务器播出。
此方案使用串口控制线直接连接，优点是控制可靠、没有延时，缺点是连线复杂，尤其是设备数量较多的时候。另外，此方式对计算机及控制软件要求较高。在节目切换的关键时刻，如果主播出控制机瞬间死机或重启，备播出控制机可能来不及接管控制任务，无法发出下一条节目的播出触发信号，从而导致主备两台视频服务器同时静帧。
2.3 交叉控制方式
此方案中主备播出控制机和主备视频服务器也配备有RS422多串口卡，控制端与被控端也使用串口控制线但不直接连接，如图3所示。播出控制机通过422倒换器控制视频服务器。RS422倒换器采用继电器方式，通过GPI触发控制倒换。正常工作时，422倒换器接通主控制机，由主控制机控制主备视频服务器及周边设备。备控制机通过心跳线检测主控制机，当发现主控制机异常时，会通过GPI命令触发422倒换器接通备控制机。这样备播出控制机就可以接管主控制机的控制权和控制任务，确保播出不间断。
此方案中由于主备播控机共用一台倒换器，就形成了单一崩溃点。另外，在节目切换的关键时刻，如果主播出控制机瞬间死机或重启，备播出控制机也可能来不及响应并接管控制权，无法发出下一条节目的播出触发信号，从而导致主备两台视频服务器同时静帧。
如图4所示，交叉控制的改进方案是使用两台422倒换器。正常情况下，422倒换器l承担主视频服务器的控制倒换，由主播出控制机主控，备播出控制机备份。422倒换器2承担备播出服务器的控制倒换，由备播出控制机主控，主播出控制机备份。备控制机通过心跳线检测主控制机，当发现主控制机异常时，会通过GPI命令触发422倒换器接通备控制机，由备控制机控制主备视频服务器。这样，即使在节目切换的关键时刻主播出控制机死机，也只能导致主视频服务器静帧，而备视频服务器是由备播出控制机主控的，不受主播出控制机的影响。只要将播出矩阵切换到备视频服务器信号通道上，就可以迅速恢复正常播出。
2.4 采用IP控制方式
如图5所示，系统中的控制信号全都转换成IP的方式，主备播出控制机可以方便地通过网络完成对视频服务器等设备的控制。对于没有网络接口的串口设备如播出矩阵、键混、录像机等，可以采用串口服务器方式。串口服务器提供RS232/422转IP功能，串口设备连接到串口服务器的串口上，串口服务器通过网线和控制网络交换机相连。正常情况下，主播出控制机通过网络控制主备视频服务器，同时通过串口服务器控制播出矩阵、键混及应急录像机。备控制机通过心跳线检测主控制机，当发现主控制机异常时，自动切换到备控制机控制。
此方案的优点，一是控制端与被控端之间具有随意性。只要端口是开放的，协议是畅通的，端口与端口间的转换就非常容易，本方案中任何一台播出控制机都可以通过网络和串口服务器控制任意一台设备。二是配置方式灵活。网络本身就具有很好的扩展性，可以根据需要灵活配置。每台串口服务器最多有16个端口，同时支持多台串口服务器扩展。必要时只需增加网络交换机和串口服务器即可实现升级扩展。
IP控制方式的缺点主要是控制命令实时响应问题。对于实时性要求不太高的上载、审看等操作，播出控制机发送的控制指令如果遇到网络堵塞不会有什么问题，但对于播出操作，如果控制指令遇到网络堵塞就会引起控制延时问题。为避免这种情况，通常使用专用控制网结构。由于控制网只传输控制命令，每个控制命令只有几個字节，不会造成网络堵塞，可有效地解决控制指令实时响应问题。
3 结语
本文通过对不同播出控制系统设计方案的分析，为进一步优化设计播出控制系统提供了参考。其中的改进方案消除了系统的单一溃点隐患，解决了主备播出控制机之间无缝切换的问题，提高了系统的安全性和故障检修效率，使安全播出得到了保证。
参考文献
[1]何韵怡.高清播出控制机的主备切换系统分析与探讨[J].现代电视技术，2015（2）：72-73.
[2]张海彦.浅析电视自动播控系统[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011（1）：261.
[3]梁冬梅.单频道硬盘播出系统的应用与探讨[J].电视技术，2011（8）：74-76.
[4]杨琳华.安全播出系统中关键枝术的设计与应用[J].广播电视信息，2010（6）：100-103.endprint
