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为应对海南广播电视总台节目内容生产的创新性和灵活性，本台需要建设一套位置相对集中，具有高清化、智能化、规模化的全媒体交互式演播室集群。该演播室能共享视音频系统、通话系统、同步系统、监视系统、控制系统等，能实现多个演播室共同完成同一节目的制作。该系统可通过资源共享，让系统之间无缝融合。既能独立工作，又能有机整合，为制作大型电视节目提供了创新性的技术手段。

新闻演播室集群系统的设计

海南广播电视总台设计建设新闻中心项目。该新闻中心位于彩电中心副楼1 层，项目包括由400 平米演播室、150 平米演播室和80 平米演播室组成的演播室集群系统以及新闻制作系统构成。系统具备演播、制作、接收、传输、调度、收录等功能，分布在核心设备机房、中央导控室、演播室、总控机房、新闻制作编辑区等，可支持3 个演播室同时进行直播和制作。演播室集群共用一个核心设备机房，设备和信号集中管理、统一调配。核心设备机房与导控室、演播室、编辑区的距离为60米以上；导控室分置，400 平米演播室的导控间设置在演播区内，80平米和150 平米演播室的导控间设置在中央导控区，距离各演播室70米以上，由于导控区和演播室距离的原因，方案设计时充分考虑了信号传输的方式和质量。平面布局图如图1 所示。

图1 新闻中心演播室集群系统平面布局图

该演播室集群系统的总体设计思路是演播室集群系统以高清内核为基础，系统主要结构设计是三个演播室的视频切换系统共用两个高清切换台主机在线相互备份，矩阵作为系统应急的第三备份；音频系统以数字音频为基础，在各个演播室间能自由分配调用并相互备份；信号播出通道能实现两路互不干扰的配置，相互备份；周边设备互联互通、相互备份；系统以实现高清画面、立体声记载、传送和监听等功能为主；当直播过程中设备发生故障时，必须可以简单快速地启用应急切换设备解决。

新闻演播室集群系统的实现

根据方案的设计，新闻演播室集群系统实现了400平米4 讯道全景演播室演播厅，150 平米3 讯道虚拟演播室和80 平米3 讯道新闻口播演播室的建设。该系统的主要特点是三个演播室共用1 套矩阵、2 个切换台主机（共14 级ME）和通话系统，实现了三个演播室互联互通、互为备份的大制作平台。演播室集群系统的功能示意图如图2 所示。

图2 新闻演播室集群系统的功能示意图

视频系统

按照系统的设计要求，演播室集群使用美国草谷公司全系列GV 高清产品线来进行建设，保证系统的一致性，实现全系统3G 方案。

演播室集群三个演播室采用共用两台GV K-FRM-100S 七级切换台主机互为主备，并且可以扩展支持新增第四演播室的使用。三个演播室分别使用一个3 级ME 控制面板（Karrera 控制面板）和一个2 级ME 控制面板为主备切换台控制面板。

本系统选用的K-FRM-100S 主机是13RU 机箱加1RU 外置电源机箱（双电源）。此主机机箱有8 路GPI 输入、32 路GPI 输出、999 个宏命令、1000个E-MEM，支持1080p 50/60 level A 和level B 标准，最多支持192 路输入（每个输入条32 路输入）和96路输出（每个输出条16 路输出）。本系统配置的是96路输入和64 路输出。

每级ME 支持6 个键且均可以作为色键使用。每个键同时都具备存储2 帧键/ 填充静帧功能。内置的帧存支持2 对键/ 填充输入及10 对键/ 填充输出，帧存容量16GB。

（1）切换台控制面板的分派

演播室集群当前配备了GV 公司的1 号和2 号视频切换台主机，每台主机有7 级ME, 由400、150、80 平米三个演播室共享，其配置为1 号切换台主机作为400 平米的主切面板和150、80 平米的备切面板；2 号切换台主机则作为150、80 平米的主切面板和400 平米的备切面板，如图3 所示。

图3 切换台控制面板在主机中的分配图

1）1 号切换台主机的Suite1分配为7 号（400 平米）演播室主切面板的PGM、ME1、ME2 级；8 号（150 平米）演播室备切面板的ME3、ME4 级。

2）1 号切换台主机的Suite2分配为9 号（80 平米）演播室备切面板的PGM、ME1 级。

3） 2 号切换台主机的Suite1分配为7 号（400 平米）演播室备切面板的ME3、ME4 级；8 号（150平米）演播室主切面板的PGM、ME1 级。

4）2 号切换台主机的Suite2分配为9 号（80 平米）演播室主切面板的PGM、ME1 级。

（2）切换台主机输出口的设置

在本系统中，三个演播室主、备切换台控制面板的输出信号是由1、2 号切换台主机的Output 1 至Output 6 来共享完成的。各个主、备切换台控制面板输出信号的选用均由安置于各演播室导控间主切换台控制面板前方的“三选一”开关来选定，即“三选一”开关的“1”号键代表当前演播室的主切换台，“三选一”开关的“2”号键代表当前演播室的备切换台，“三选一”开关的“3”号键则代表矩阵既定输出口的输出信号，并以此实现三路信号的互为备份。切换台主机的输出口可以通过计算机控制软件灵活调度，需要提前配置好对应的交叉点。如果输出口的源被更改，“三选一”开关的信号源也将随之改变，如图4 所示。

图4 演播室集群切换台输出逻辑图

矩阵核心由1 台GV NV8140 机箱144×288 的矩阵主机及配套面板构成，负责汇聚和调度相关信号，供演播室集群使用。核心设备机房和三个演播室导控间都配置一个1UXY LCD 控制面板（GV/NV9642）和多个2U 直切控制面板（GV/NV9607）。可以在计算机上通过NV9000 控制软件对矩阵进行状态监控、修改设置和对操作面板进行灵活快速的配置。“三选一”开关中的矩阵输出信号是由安装在切像员面前的矩阵直切控制面板来完成的。

图5 矩阵直切面板配置示意图

音频系统

按照设计要求，本系统各演播室均采用高性价YAMAHA CL3和QL1 组成主备调音台进行调音，各现场拾音及音源音频信号通过话分接入至I/O 接口箱（YAMAHA Rio3224-D 和YAMAHA Nio500-D16）和调音台。经调音台处理的音频信号，由I/O 接口箱分别输出模拟和数字音频信号，再通过两台2 选1 和音分输出，其中模拟音频输出到演播室进行监听，并和数字音频信号一起输出到接口板，再到视频系统进行加嵌。拾音话筒采用有线及无线方式传输。演播室和导控间配有返听音箱及扩声音箱。

图6 数字音频网络系统图

音频系统三个演播室共12 个接口箱、6 张调音台，通过网络线缆及主备交换机构成一个数字音频网络系统（Dante 网络），并具有主备冗余网络连接。

调音台之间具有通用性与兼容性，系统中的每张调音台 （CL3或QL1）均可相互替代工作，只需将一张调音台设置文件（ 如 Patch 库、参数处理、场景等等）通过USB 接口存储到移动闪存，再将移动闪存的文件导入另一张调音台即可，可大大减少替代调音台重新调试及设置的时间。CL 及QL 系列调音台具有良好的兼容性，为在本系统实现相互备份相关功能带来极大的便利。

通话系统

演播室集群采用TELEX/ CRONUS 32×32 模块化高级通话数字矩阵进行系统内各工作区域间的通话联络，主要工位安装KP-12 LK 12 键位通话面板，可以实现演播室集群系统内各工种之间的通话。同时使用一台TELEX/TM10K 的干线服务器实现将演播室集群与系统外部之间通话的互联互通，做到整个通话系统具备机动性和扩展性。

演播室集群进出信号的调度和配置规范

根据海南广播电视总台旗下各个演播室的整体命名规则，新闻演播室集群的400 平米、150 平米、80 平米对应总台演播室的序号分别为7、8、9 号演播室；演播室集群作为一个独立的技术系统，与电视播控（总控）之间的进出信号连接主要由光纤链接来实现，当前配有10 路输入（总控送来的FIBER IN1-10）和10 路输出（演播室集群送至总控）的光纤。

为了明晰演播室集群与总控之间，演播室集群核心机房与导控间之间、以及各个导控间内部监看信号的调度，特制定演播室集群光纤通路信号配置表（图7），说明如下：

图7 演播室集群光纤通路信号配置图 （与总控对信号用）

（1）图7 中，“板卡位置号”指的是相对应的周边机箱中从左到右数该板卡所在插槽的位置序号，因光纤板卡集中放置于1 和2 号周边机箱中，由图7 可知：1 和2 号周边机箱中，1 － 5 插槽用于放置光发板卡；6 －10 插槽用于放置光收板卡；而“板卡位置号X”指的是相应机箱中左数第X 块板卡。

（2）图7 中的“板卡号/ 光纤号”指的输入尾纤序号或者是输出电光转换板卡的编号，如“2 － 7 － 6”的标注中，“2”指的是第2 个周边机箱，“7”是针对于系统图纸中的第7 区域，而“6”指的是该板在所有10块光发板卡中的序号，即第6 块光发板卡；“Fiber IN-3”指的是10 路输入光纤中的第3 路尾纤；上表中，通过“板卡位置号”和“板卡号/ 光纤号”的组合，使用者可便捷定位出相关板卡或尾纤所处的相应周边机箱和具体的板卡插槽。

（3）图7 中，“光纤名”一栏仅用于与播控核对事先已经标定的相应的尾纤序号，其命名中，“7、8、9”分别代表相应演播室；“T”代表光发；“R”代表光收；“-1”“-2”用于相应演播室相对固定的主、备通路；“-3”“-4”作为机动通路，输出由指定的矩阵目的口（DST33 － 36）通路、输入由“X100”或“UC”通路来调度实现；表格中“功能”一栏即是对相应信号通路的内容进行的补充说明。

（4）图7 中“源名”一栏，即是相应输出到播控、或是从播控送到演播室的光纤中所承载的信号内容；对于输出的10 路光发信号中，除了每个演播室各有2 路，共6 路光纤信号送至播控之外，矩阵的目的DST33 － 36 共4 路也通过光发板卡送达播控；对于输入的10路光收信号中，则分别接入到2 路X100、6 路帧同步板和2 路UC 上变换板卡中，其命名分别与其输出的信号内容或是接入的设备板卡相对应。

10 路光收外来信号在演播室集群系统各个演播室中都可以灵活调度使用。当三个演播室需要单独使用时，为了不互相干扰，和谐地独立共同工作，特别规定了三个演播室对使用外来信号的常规分配。

（1）高清信号接入：每个演播室都分配有固定的外接高清信号输入口。

1）7 号演播室使用帧同步FRS1（主），FRS2（备）；

2）8 号演播室帧使用同步FRS3（主），FRS4（备）；

3）9 号演播室帧使用同步FRS5（主），FRS6（备）。

（2）标清信号接入：标清信号接入必须通过上变换才能进入导播系统进行调度。X100A-1、X100B-1、UC1、UC2 作为外来信号上变换公共服务口，根据需要通过总控光纤调度到相关外接口使用。

节目制作案例

《第五届海南广电观众节开幕式暨开放日》 由9 号演播室（演播室集群80 平米演播室）主导，另外三个演播室1 号演播室（1000 平米演播室）、6 号演播室（三沙演播室）和7 号演播室（集群400 平米演播室）串联共同完成。

第一时段：10:00-10:18，9 号演播室（集群80平米演播室）访谈；

第二时段：10:18-10:48，开幕式（外场区）；

第三时段：10:48-12:00，演播室（活动区内容展现+ 连线）。

（1）信号传输调度流向演播厅，如图8 所示。

图8 观众节信号传输调度流向图

1）9 号演播室（集群80 平米演播室）：两路SDI播出信号（主、备）送总控；接收总控的四路SDI 信号（两路来自1 号演播室的主、备即时信号，两路来自6 号演播室的主、备即时信号，此四路信号源在演播室集群系统内共享）；7 号演播室（集群400 平米演播室）的PGM 信号直接通过切换台内部设置调用。

2）1 号演播室（1000 平米演播室）：给总控提供两路SDI 现场信号；接收一路来自总控的播出即时SDI信号，并将其送往1000 平米的大屏。

3）6 号演播室（三沙卫视演播室）：给总控提供两路SDI 现场信号；接收一路来自总控的播出即时SDI 信号，并将其送往监视屏。

4）7 号演播室（集群400 平米演播室）：接收总控的四路SDI 信号（两路来自1 号演播室的主、备即时信号，两路来自6 号演播室的主、备即时信号，此四路信号源在演播室集群系统内共享）。

5）电视播控：接收9 号演播室（演播室集群80 平米演播室）系统提供的两路播出信号，并将其进行延迟30 秒后送给各直播频道的分控和广播播控；接收1 号演播室（1000 平米演播室）送来的两路SDI 信号, 并将即时信号调度给9 号演播室系统；接收6 号演播室（三沙演播室）送来的两路SDI 信号, 并将即时信号调度给9 号演播室系统；分别将一路来自9 号演播室未延时的播出信号送给1 号和6 号演播室。

6）广播播控：接收两路由电视播控送来的延时后的电视播出SDI 信号，解出声音信号送各播出频率直播室。

7）各直播频道分控及频率直播室：分别接收电视或广播总控送来播出信号接入，并按时播出。

（2）现场区域负责人员按照节目流程安排搭景、系统配置及现场制作的技术支持安排工作，积极协调电视播控做好信号的准确调度和传输。现场设备配置及工作要求：

1）9 号演播室（集群80 平米演播室）系统：三个机位，负责直播串接（10:00-12:00）及具体的访谈（10：00-10:18）和现场连线（10:48-12:00）制作。

2）1 号演播室（1000 平米演播室）系统：负责第二时段的开幕式外场和活动现场：8 个机位（高机位、摇臂、斯坦尼康、航拍各一台，固定机位、游动机位各两台）。

3）9 号演播室、1 号演播室、6 号演播室（三沙卫视演播室）、7 号演播室（集群400 平米演播室）以及蓝网演播室系统+ 采立播系统，负责第三时段（10:48-12:00）各活动区域的直播连线制作。

4）做好各场区的节目制作和单边连线。

（3）活动通话系统：第一和第二时段各个区域的演播室系统使用各自系统内通话系统，第三时段（10:48-12:00）的连线（单边），由直播主系统（9 号演播室）拨打记者（主持人）的手机耳塞解决通话问题。

此演播室集群系统就像是一艘庞大的航空母舰，切换系统交叉分部、矩阵大、空间广、外来信号多、系统图复杂，牵一处而动全身。三个演播室共用2 个切换台主机，主机的物理输出口是互联共享共用的，改动有可能影响各个演播室的PGM 信号输出。控制面板的ME设置如果选择错误，将无法正确输出PGM 信号到指定的物理输出口。如果一台切换台主机停止工作，那么系统中的三个演播室的切换台控制面板都将受到影响。这些问题对于我们的技术工程师来说是个严峻的考验。

本次设计及实现的海南广播电视总台新闻演播室集群系统共享矩阵、通话系统、数字调音台系统和两个互为备份的切换台主机，能实现多演播室共同完成同一节目的制作，对制作大型电视节目提供了很多创新的技术手段，真正地实现互联互通、资源共享和统一管理。

技术在发展，设备在更新，面对新系统和新设备，我们要大胆地尝试和试验，才能为广播电视创新内容提供可靠的技术支持。

（文/海南广播电视总台 罗炳豪）