外场电视转播系统中应急方案的实现
田盛
(中央电视台)
摘要：电视节目在直播过程中是绝对不可以中断的，设备出现故障时，应急系统就要发挥作用，使得节目可以正常进行下去，本文将对外场转播时需要考虑到的应急措施做一个探讨和总结。关键词： 转播车 矩阵 同步信号 TALLY 备份 外场电视转播的主要工具就是转播车，与台内演播室机房节目制作相比，外场转播需要考虑的问题更多，比如说外接电源、空调系统等等，同时设备在转播车这种移动载体上由于经常颠簸和拆卸出现故障的几率也会大大提高，因此这就需要我们在设计转播系统时充分考虑到应急备份方案，下面我就如何设计备份系统做一个详细的介绍。外场应急备份方案主要涉及到的方面按系统分为：电力系统、空调系统、视频系统、音频系统、通话系统、传输系统。一、电力系统
用电安全是所有安全的基础，在直播过程，外电最好能够提供两路不同路由的电，这两路电或来自不同变压器的市电（不同电厂送出），或者一路市电一路发电车给出，或者两辆发电车送出，在一路电出现问题的情况下及时到换到另外一路电，为保证无缝倒换需要给转播车配备UPS，以保证电视信号的连续。图1
转播车不光有很多是视音频设备，还有空调系统，用电量很大，因此大都采用380V的三相电输入，这样可以保证上游电网三相负载的均衡。转播设备正常的工作的前提就是需要稳定电源输入，设备仪器对电的要求都很高，电压过大或者过小都会引起故障，为减少外电网的干扰，整车的交流配电系统应该有隔离变压器与外界隔离，隔离变压器应该选择低场、低饱和、散热好，能在各种温度下正常工作。给设备供电之前必须先经过稳压器，现在的重要设备基本都是双电源热备份供电（比如切换台、矩阵、调音台、板卡机箱等等），在设计电路系统时双电源设备基本都是一路UPS供电、一路直接稳压器供电，以保证设备在任何情况下都保持正常工作。现在的大型转播车为了用电安全，都设计成两路外电输入、两个变压器，一路为动力用电、一路为设备用电，互相分开。车上的稳压器和UPS都安装有手动旁通开关，以备应急使用。图2
因为转播车空间有限，UPS功率不可能配置的很大，因此我们有选择的将主要链路设备挂在UPS之后：摄像机（话筒）——切换台（调音台）——矩阵——加嵌器——关键视分板卡等等，在外电失去情况下能够正常输出信号10分钟以上，以便让上游和下游工种有足够的时间施行应急预案。二、空调系统
空调系统在转播车的设计中是非常重要的一个环节，在十几年的转播车工作经验中，我深刻体会到空调带给我们的麻烦是最大的，转播车作为一个密闭的堆满设备的铁箱子，在夏季没有空调的情况下，内部温度瞬间会达到很高的温度，设备将很快无法正常工作，同样冬天过冷的气温也会影响到设备的状态，所以设计好空调很重要，特别是空调系统的应急方案。现在转播车最常见的是：1、各区使用单独空调，通过风道共享。2、统一使用中央空调，通过冷媒管道，循环到各区。图3
在上面两种空调系统中，任何一台压缩机出现了问题，都有其它一台压缩机起到应急补充作用。在选择空调时要充分考虑到功率的冗余，要保证在车内所有设备开启，车门敞开时这种极端情况下空调能够提供足够的制冷量。在制热方面，有的转播车还配有电热丝，以提高严寒冬季时空调的制热的效率。对于重要设备机柜，我们往往加装一封闭的门，强制给机柜送冷风，以确保重要设备的散热。三、视频系统
视频系统应急需要考虑的环节很多，涉及到：3.1.1视频信号切换切换台是视频系统的重中之重，切换台出现故障将会导致节目制作灾难性的后果，一辆转播车上配置两台切换台既不经济也占用空间，现在通用的办法是利用一路矩阵的输出做为切换台在直播时的应急备份。切换台自身对信号源的处理功能强大，关键一点就是能将以被系统同步的不同信号源精确锁相到行同步，在切换画面时达到平滑无跳动。所以矩阵要能够起到切换台的备份功能首先输出要做到切换平滑。有的矩阵带有净切换输出口，如果矩阵没有净切换功能，我们往往在矩阵输出口后加一行同步器，以保证信号输出不会跳动。作为应急矩阵输出口的控制面板上的信号源名和顺序可以与切换台面板设成一致，同时在使用矩阵应急切换时对TALLY信号的控制也由切换台转为矩阵。应急倒换要简便迅速，现在大部分转播车在系统设计上都做到一键倒换，能够很好的应对突发事件的发生。利用跳线盘改变信号路由，也是一个传统的应急措施，切换台、矩阵以及各种视分卡等设备的输入输出都经过跳线盘，在某个设备出现故障时，可以利用跳线绕过故障点，实现信号安全输出。图4
3.1.2监视单元监视器本身出现故障的概率很低，但是随着广播技术迅猛发展，使用大尺寸液晶监视器分屏监看信号源越来越被大家接受和使用，利用分割器可以灵活的设置监看布局、灵活改变源名和TALLY形式，以及与矩阵、切换台、TALLY控制器利用标准协议进行互联互控，但是带来的问题就是一个大屏或者一个分割器出现故障将会导致多个监视源受到影响，因此做好监视器备份方案显得尤为重要，下面我就三块50寸大屏九分割使用介绍一下常用的系统备份方案，如图5所示。图5
画面分割器带有两种输出，一个DVI，一个SDI输出，两种输出我们都接入大屏，两个输入板卡任何一个出现问题都可以倒换到另一个输入接口，这解决了监视器接口输入的备份和分割器接口输出的备份。如果大屏屏幕出现显示故障，我们将采用跳线接口，将故障大屏分割器的SDI输出跳到第二块分割器的SDI输入，在第二块大屏形成最大18分格画面，以保证所有信号源的显示。3.1.3 TALLY提示信号TALLY提示信号在节目转播中有着相当重要的角色，它提醒各个岗位上的工作人员注意到导演正在使用当前画面，此画面正在被直播或者收录。视频工程师、调音师、摄像以及主持人都需要配合保证此画面的最佳效果。所以在TALLY提示方面我们也需要做好相应得备份措施。现在转播系统都有专门的TALLY控制器，以TALLY控制器为中心，将分割器、矩阵、切换台组成一个局域网，对全车的TALLY信号进行统一设置，并且提供丰富多样的信号源名显示，功能强大、使用便捷。但是一旦TALLY控制器出现问题，整个系统的TALLY将会全部崩溃，因此我们需要做好备份，最好的备份就是将切换台的GPI输出直接驱动显示设备和摄像机，因此在设计中要做好相应的预留，在TALLY控制器出现问题时，直接用手动跳线转到切换台直接输出GPI信号给分割器和摄像机基站，如下图所示：图6
3.1.4 同步机备份同步机系统是视频系统中相当重要的部分，所有设备之间能否协同工作，都需要接受同步机发出的口令，做到步调一致。现在大家最常用的方式就是两台同步信号发生器加一自动倒换器，在一台出现故障时自动切换到另一台工作。图7
同步倒换器可以手动也可以自动倒换，主同步器一旦出现问题自动倒换器将迅速倒换到备同步机，在处理完主同步机故障后，可以使用手动功能在系统空闲时间重新换回主同步机，自动倒换器自动倒换条件是当前使用同步机故障后进行倒换，而不是主同步机正常就自动倒回主同步机，否则容易造成多次系统重新锁定同步。广播电视进入高清时代后，三电平同步被广泛使用，所以在高清转播系统中比标清时代单纯的模拟黑场同步要相对复杂一点，需要分清楚设备对同步信号的需求。三、音频系统
音频系统应急主要依赖主备两个调音台，现在的调音台已经实现全数字化，台面的推子数、DSP机箱以及输入输出端口都可以像搭积木一样任意组合。对于主备调音台我们将台面和DSP完全独立开，备调音台台面相对较小，物理推子数一般为主台面的一半（但是具备推子翻页功能），与主调音台共享输入输出端口。在直播过程中，主调音台的输出送入主传输链路，同时送给备调音台，在正常情况下备调音台将来自主调音台的信号输出送入备传输链路，一旦主调音台出现故障，备调音台将推起自己的信号输入源。现在的一般高清SDI信号有时可以加嵌16路声音，因此在多余的通道上我们可以加嵌来自不同路由的声音，以备应急之需。图8
四、通话系统
通话系统的重要性往往容易被大家忽略，但是如果通话系统瘫痪，整个转播团队都将是一盘散沙，导演的指令和意图将无法传达到每个不同岗位的工作人员，节目制作也将无法进行下去。现在转播车的通话系统主要以通话矩阵为核心，点对点、点对面，可以几十个岗位之间相互通话而且不受干扰，但是所有功能的节点就是通话矩阵，万一矩阵发生故障，将会导致所有通讯中断。在所有的通话对象中，导演和摄像师的通话尤为重要，其它岗位基本都集中在转播车内，但是摄像师在现场，而且在节目制作中摄像师需要每时每刻都得听到导演的调机指令，因此我们在系统设计时，往往会考虑到在通话矩阵故障时，导演如何还能指挥到摄像。现在的摄像机基本都有两个通话接口，一个是PROD制作通话，一个为ENG技术支持通话，在通话系统的设计中我们将每一个摄像机的PROD接口都占用一个通话矩阵端口，这样便于导演和其它人员与摄像师的交流，而且不会影响到其它人，包括其它摄像师。另一路ENG通话我们将一个通话矩阵端口通过四线分配盒分成若干四线接口接到各台摄像机，在应急情况下，我们在导演位置上配备一个小巧的通话小盒，一旦通话矩阵故障，我们就这便携的通话小盒接入四线分配器，以便导演和摄像师通话，但这种情况下基本就是一个PARTY-LINE的通话模式，但是短时间的应急使用没有问题。图9
在有些情况下，我们还可以利用无线通话对有线通话经行一个备份应急，架设一台无线基站，十几个手持对讲机，也可以做为一个不错的通话系统，但是要注意环境对无线信号的屏蔽和干扰。
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