大洋錄像機共享上下載系統(tǒng)的工作原理分析

2014年廣西電視臺新聞頻道全面啟用大洋高清非編制播系統(tǒng)，實現(xiàn)全網數(shù)字化、網絡化制播，記者拍攝得到的各類素材，最終都將上載到大洋非編網內進行剪輯、合成，完成后的視頻打包成MXF文件格式在硬盤播出服務器上播出。記者外出采訪所用的攝像機，根據(jù)購買時間、廠家的不同，有的使用P2卡，有的使用藍光盤，還有一些老式攝像機仍然使用DVC PRO 50M磁帶，而磁帶庫里還有許多的歷史資料是使用更老的模擬磁帶。在全面使用大洋非編軟件進行制作，拋棄傳統(tǒng)的錄像機對編、錄像機與非編混合對編等方式后，以前采用的錄像機與非編設備一對一的上下載方式，會造成設備、資源分配不平均，影響設備使用效率，例如一臺老式的模擬錄像機單接了上下載工作站，但實際上一年也沒用幾次；而常用的P2、藍光錄像機，因使用的人太多，又會造成排隊的現(xiàn)象，為了解決這些問題，我們技術人員常用的方法有兩種，一種是不斷的地換線接線，用哪種磁帶接哪種錄像機；另一種是多臺錄像機與上下載工作站環(huán)接。

經常性地的換線接線，增加了技術人員的工作量，同時也使得設備的管理很混亂，因此新聞中心在啟用了大洋高清非編制播系統(tǒng)后，我們決定拋棄以前的做法，而采用錄像機集中上下載的方式，這顯然更適合現(xiàn)在的工作流程。

采用錄像機集中上下載的方式工作后，我們發(fā)現(xiàn)它較之以前的錄像機與非編設備一對一的上下載方式，設備利用率提高了，使用上也很方便，大大的減輕了編輯、記者、技術人員的工作量，但是這種方式也有一個缺點，由于采用集中管理的方式，各個設備之間不再象像以前那樣自成一體，而是系統(tǒng)化、網絡化的地進行工作，如果系統(tǒng)內部發(fā)生故障，解決起來也比單機問題更難處理，。為了更好的地管理這個系統(tǒng)， 保障新聞工作的順利進行，我們試圖分析大洋錄像機共享上下載系統(tǒng)的工作原理，做到手中有糧，心中不慌 。

一、系統(tǒng)組成

下圖1是大洋錄像機共享上下載系統(tǒng)的設備線路圖：。

從圖1中可知，多臺錄像機、大洋上下載工作站與矩陣連接起來，另外還有交換機、設備共享服務器、Nport等設備。

視音頻矩陣：共有2臺，1臺用于上載，另1臺用于下載，采用大連捷成的Galaxy+ 32*32 SDI矩陣，帶有一個CTL控制接口，支持采用RS 232/422協(xié)議進行控制，實現(xiàn)“軟切換”。

RS422遙控矩陣：1臺大連捷成的32*32的RS 422矩陣，使用標準的9針COM口連接錄像機、上下載工作站。它也帶有一個支持RS 232/422協(xié)議進行控制的CTL口。

各式錄像機：根據(jù)線路圖，分別將其SDI輸出端口接在上載矩陣的輸入端；將其SDI輸入端口接在下載矩陣的輸出端；將其9針控制口接在422矩陣的輸出端，作為受控端。

Nport設備：設備為Nport 5450，它的輸入端是一個RJ45的網口，采用TCP/IP協(xié)議； 輸出端是4個支持RS-232/422/485協(xié)議的9針標準COM串口。它的任務是將封裝成IP包的矩陣控制命令，轉成RS-232/422協(xié)議向4個COM串口輸出，即輸出到矩陣的CTL口實現(xiàn)切換。

設備共享服務器：Dell R720專業(yè)服務器，因安裝大洋公司提供的“設備共享服務”軟件，所以將它命名為設備共享服務器，它接收上下載工作站發(fā)出的任務申請、釋放命令，根據(jù)任務申請的錄像機名稱對應到實際矩陣位置，通過COM口向三個矩陣的CTL控制口發(fā)送切換指令，但是這里的COM口并不是真實的物理接口，它是通過在設備共享服務器上安裝的NPort Administrator這個軟件虛擬出來的，在軟件配置完成后，當設備共享服務器向這些虛擬的COM口發(fā)送命令時，實際上由NPort的底層軟件將發(fā)向虛擬COM口的控制命令封裝成TCP/IP協(xié)議通過以太網向NPort 5450發(fā)送，NPort 5450在收到IP包后，再轉為RS 232/422協(xié)議，并向本機指定的1-4個COM口發(fā)送，對于設備共享服務器和矩陣來說，NPort 5450這臺設備是透明的。

上下載工作站：根據(jù)線路圖，分別將其SDI輸出端口接在下載矩陣的輸入端；將其SDI輸入端口接在上載矩陣的輸出端；將其9針串口接在422矩陣的輸入端，作為控制端。上下載工作站上運行“上下載申請系統(tǒng)”，通過它向設備共享服務器發(fā)送申請、釋放錄像機的命令。

二、工作原理及流程

經過分析，對大洋錄像機共享上下載系統(tǒng)的工作原理及流程總結如下：

1.上下載工作站運行名為“上下載申請系統(tǒng)”的客戶端軟件，通過數(shù)據(jù)庫取得可共享的錄像機設備及狀態(tài)，當錄像機空閑時，可以向它發(fā)送“申請使用”的命令。

2.設備共享服務器上運行的服務端軟件收到命令后，通過客戶端軟件提供的“設備名稱”查找數(shù)據(jù)庫，找到非編端對應在上載矩陣、下載矩陣、422矩陣的對應接線口位置；找到申請控制錄像機對應的上載矩陣、下載矩陣、422矩陣的對應接線口位置。(注:三臺矩陣是同步切換的，不論是上載或下載)

3.設備共享服務器向本機COM口發(fā)送矩陣控制命令，如Input 3->Output 8，實際上這個COM口是NPort安裝在設備共享服務器上的軟件NPort Administrator虛擬的，它收到COM口的矩陣控制命令后，封裝成IP包在以太網上向Nport 5450發(fā)送。

4.Nport 5450通過以太網收到矩陣控制命令后，將其轉換為RS 422協(xié)議，同時向自己的三個輸出COM口轉發(fā)，即向與COM口連接的三個矩陣的CTL口發(fā)送切換命令。

5.矩陣收到切換命令后，根據(jù)命令的要求連接通道，在錄像機設備與大洋上下載工作站之間建立一條數(shù)據(jù)傳輸?shù)逆溌?。此時設備共享服務器將上下載工作站申請使用的錄像機標注為“使用”狀態(tài)，這樣其他上下載工作站將暫時不能使用這臺錄像機了，即被獨占了。

6.當約定的時間結束，或者申請任務的上下載工作站“釋放”此錄像機后，由設備共享服務器將錄像機回復到“空閑”狀態(tài)。

三、常用配置

要實現(xiàn)以上的流程，需要做以下工作：

1.配置NPort 5450的參數(shù)

NPort 5450提供了WEB界面進行配置，系統(tǒng)初始化的IP為192.168.127.254，在登錄成功后，需要配置這些參數(shù)：IP地址、串口傳輸參數(shù)、串口工作模式、允許連接的IP地址表。（圖2）

2.在設備共享服務器上安裝、配置NPort Administrator

NPort Administrator是NPort 5450系統(tǒng)產品附帶的軟件，它的主要功能是為電腦虛擬出4個COM口，并設置COM口的傳輸參數(shù)如波特率等，另外還要跟NPort 5450的實際IP地址作一個綁定。（圖3）

從圖3可知，軟件將NPort 5450的Ip地址映射為COM3-COM6四個虛擬串口，相當于設備共享服務器增加了4個COM口。在配置完成后，在設備共享服務器上使用串口工具打開指定的COM口，如果是OK的，表示配置成功了。

3.在設備共享服務器上配置矩陣線路綁定

在配置之前，先要按線路圖將非編、錄像機與矩陣在物理線路接好，如非編1- INPUT接[上載矩陣-2輸出口]，非編1- OUT接[下載矩陣-3輸入口]，非編1-RS 422接[422矩陣-5輸入口]；錄像機2-INPUT接[下載矩陣-2輸出口]，錄像機2-OUT接[上載矩陣-2輸入口]，錄像機2-RS422接[422矩陣-5輸出口]。

運行“大洋收錄中心總體設置系統(tǒng)”， 創(chuàng)建一個VA上載矩陣、一個VA下載矩陣、一個422控制矩陣，然后再創(chuàng)建VTR（即錄像機）和非編工作站，并根據(jù)實際接線情況，在配置系統(tǒng)中，與矩陣作邏輯線路連線。在[系統(tǒng)組件]那一欄里，可以選用的設備很多，如衛(wèi)星接收機、外來信號等等，但本系統(tǒng)中只使用上下載工作站即可。（圖4）

創(chuàng)建的上下載工作站，其中的名稱很重要，這個名稱是關鍵字，它跟客戶端所設置的名稱必須是相同的，否則無法實現(xiàn)控制。

 4. 配置“設備共享服務”軟件

它主要配置兩個部分，一是控制矩陣的COM口配置，這個配置的COM3-5，是NPort 5450的虛擬COM口。

二是錄像機配置，雖然在配置系統(tǒng)中，我們設置了多臺錄像機，但如果不配置授權，非編站點仍然無法找到這臺錄機，即非編端的“上下載申請系統(tǒng)”，是看不到的，必須要進行分配。

5.配置上下載工作站控制端軟件

運行“上下載申請系統(tǒng)”，按圖5配置，其中“本機設備名”必須與配置系統(tǒng)所創(chuàng)建的對應，否則不會出現(xiàn)任務錄像機。

通過分析，我們知道了大洋錄像機共享上下載系統(tǒng)的工作原理，以及系統(tǒng)各個設備節(jié)點的常用配置，這將對我們在實際工作中解決問題帶來很大的幫助。