谈广播电视网络数字化与节目播出

1 播出套数与范畴的更新

进入数字广播时代,首先带来传输节目容量的变化。采用传统的模拟编码方式,8M的带宽只能传输一套模拟节目,而数字广播可以播出3~5套标准清晰度(SDTV)节目,能够有效地利用现有频率资源,对于一个直播卫星(DTH)平台来说,则可播出上百套节目。随着频道资源的有效利用,电视节目播出系统也必将朝着大规模、多系统、多频道播出的方向发展。

模拟广播时在一个单一的播出系统和播出通道中只传输视音频信号,图文信号插在场逆程中。而数字广播通过对数据和视音频节目进行压缩、复用“打包”,除播出多套视音频节目外,还播出电子节目指南、天气预报、电视购物等多项数据业务。

2 播出结构与规模的扩大

现在许多国家都已制定出数字电视广播的时间表,5至10年后过渡到高清晰度电视广播(HDTV)。考虑到受众的需要和实际操作的可能,在过渡期采用SDTV节目和HDTV节目兼容播出的方式。地面广播采用在8MHz带宽里分时播出一套HDTV节目或3~4套SDTV节目;或采用分层同播方式,即用不同码率分别播出一套SDTV节目和一套HDTV节目。过渡阶段的播出系统也是SDTV和HDTV并存的方式,信号源方面要通过上变换或下变换实现信号源共享,但两种系统独立运行。

数字电视广播改变了以往视音频信号一对一的频道播出模式,除分别控制每一个频道的节目播出外,将播出的各套节目进行压缩编码复用成一个传输码流后输出。

电视播出系统是电视台内、外信号的汇集中枢,担负着向外界发送整个电视台节目的任务,要求播出系统必须具备高质量、高性能和高可靠性。系统在关键部位必须是双板备份,备份系统与主系统同步运行。其次要求系统能在节目不间断播出的情况下便于维护。第三要求系统结构简单,便于操作。

不论是播出HDTV还是播出SDTV,播出系统结构是相同的,分别由信源系统、视音频系统、数据处理系统、播出控制系统、监视报警系统以及应急处理系统等组成。

2.1 信源系统

播出信号源包括接收外部信号、演播室直播信号、录像机、静止画和视频服务器。

对于多频道播出系统来说,通常通过多路输出矩阵实现对外部信号和演播室直播信号等公共信号源的资源共享。作为备用信号的静止画一般由字幕机发生,同时随着硬盘技术的发展,视频服务器被引入到播出系统中,广告和待播出节目均存在于视频服务器。这样可以改变将录像机放磁带的播出方式,提前检测节目内容,使播出的安全级别大大提高。

2.2 视音频系统

视音频系统包括信号源模数转换、主备信号源分配及由切换矩阵、视音频信号处理和系统转换组成的播出切换等几部分组成。根据播出中音频信号跟随视频信号的特点,可考虑音频嵌入的方式,这样一来可使得由于多套数播出导致的大规模系统设备和布线变得简洁。

2.3 数据处理系统

通过以太网连接在EDPS和设备控制系统(播出控制、CM BANK、PGM BANK等)之间的播出数据管理服务器,其主要功能是提取播出数据,包括自动播出控制数据、节目播出数据,并可以在播出中随时修改调整播出数据及将播出控制系统返回的播后数据传回EDPS以便进行统计整理。

2.4 播出控制系统

模拟电视节目播出自动控制系统是按节目清单控制单一频道或简单的几个频道播出。进入数字广播后,大量的节目需要处理,控制系统根据数据服务器传送的播出控制数据对信源系统和视音频系统的切换、字幕叠加、直播信号提示等进行实时控制播出并传回ESPS。

2.5 监视报警系统

进入自动播出后,绝大多数的控制切换工作都由计算机完成。因此对播出系统的安全运行进行监视的报警系统尤为重要。监视报警系统主要通过网络,利用SNMP等相关协议实时监控设备运行状态、技术参数以及信号指标,发现故障迅速发出光声报警,从而提高了系统运行的安全系数。

2.6 应急处理系统

自动播出系统必须具备紧急处理功能,在紧急情况下能很方便地脱离自动控制而进入手动操作播出状态,在应急处理后也能方便地返回自动播出状态。

从信号源到输出的各个环节都要具备旁通功能,有些故障由监视报警系统监测发现后自动控制旁通,有些故障须经人判断后进行手动处理。应急处理系统还包括紧急事件发生时直播演播室系统的快速介入插播。

3 播出业务与内容的扩展

数字电视广播不仅播出电视节目,还可以开展各项交互式业务,实现家庭银行远程教学、游戏等,同时传递各种动态服务信息,如股票行情、城市交通预报、航班情报等,并可提供高速卫星网络服务,高速下载英特网信息。因此播出业务从过去只处理单频道节目播出扩展到将各套节目及各种数据复用后传输。

自动播出系统控制播出设备并编辑准备信号源,播出的SDTV和HDTV分别经MPEG~2MP@ML和MPEG~2MP@HL编码后输入复用器,数据业务则由营运者通过光纤传回播出系统参与复用。

具备统计复用功能的复用器能够保证良好的图像质量。统计复用的过程是:编码器根据所传图像信号变化量、移动速度的复杂程度,向复用器提出图像质量所必要的码率要求,由复用器控制处理系统(MCC)将各编码器的传输内容进行对比,决定各编码器的码率并分配给各编码器,编码器根据给定的码率编码后将各路信号送到复用器,复用器按照各编码器的给定的码率复用。

作为数字电视,传送其他非电视信号信息(服务信息SI和条件接收信息CA)也是其功能之一。这些数据信息是在MPEG传送流中插入特定的包标识符(PID)及表标识符,解码器根据PID提取这些信息,并构造频道自动搜索和电子节目指南。某些简单的复用器也可以直接通过主控报务器插入SI信息。在保证广播信号质量的同时复用器中还可以插入的其他交互类信息,但这类信息不能占用太大的码流资源,一般不超过15%。

在数字电视广播的过渡期,为了兼顾原有模拟用户的收看需求,在一定时期内都将采用模拟广播和数字广播同播的方式。现在一般采取的方法是:编码器前端提取一组数字信号转换成模拟信号,通过原有传输途径,转输到模拟用户。

总之,进入数字电视广播时代使播出业务从量变发展到质变,对播出系统也提出了更高的要求。在过渡时期的播出系统既要考虑到电视台现有的设备水平,又要有前瞻性,适应数字电视广播的发展要求。

摘要：随着电视技术的发展,电视节目播出系统经历了从手动播出到自动播出的过程,在进入新世纪之际,在数字电视、高清晰度电视时代到来的时候,电视节目播出系统也将以全新的面目在数字电视广播中发挥作用。

关键词：网络数字化,播出系统,视音频,信号源