大洋录像机共享上下载系统的工作原理分析

2014年广西电视台新闻频道全面启用大洋高清非编制播系统，实现全网数字化、网络化制播，记者拍摄得到的各类素材，最终都将上载到大洋非编网内进行剪辑、合成，完成后的视频打包成MXF文件格式在硬盘播出服务器上播出。记者外出采访所用的摄像机，根据购买时间、厂家的不同，有的使用P2卡，有的使用蓝光盘，还有一些老式摄像机仍然使用DVC PRO 50M磁带，而磁带库里还有许多的历史资料是使用更老的模拟磁带。在全面使用大洋非编软件进行制作，抛弃传统的录像机对编、录像机与非编混合对编等方式后，以前采用的录像机与非编设备一对一的上下载方式，会造成设备、资源分配不平均，影响设备使用效率，例如一台老式的模拟录像机单接了上下载工作站，但实际上一年也没用几次；而常用的P2、蓝光录像机，因使用的人太多，又会造成排队的现象，为了解决这些问题，我们技术人员常用的方法有两种，一种是不断的地换线接线，用哪种磁带接哪种录像机；另一种是多台录像机与上下载工作站环接。

经常性地的换线接线，增加了技术人员的工作量，同时也使得设备的管理很混乱，因此新闻中心在启用了大洋高清非编制播系统后，我们决定抛弃以前的做法，而采用录像机集中上下载的方式，这显然更适合现在的工作流程。

采用录像机集中上下载的方式工作后，我们发现它较之以前的录像机与非编设备一对一的上下载方式，设备利用率提高了，使用上也很方便，大大的减轻了编辑、记者、技术人员的工作量，但是这种方式也有一个缺点，由于采用集中管理的方式，各个设备之间不再象像以前那样自成一体，而是系统化、网络化的地进行工作，如果系统内部发生故障，解决起来也比单机问题更难处理，。为了更好的地管理这个系统， 保障新闻工作的顺利进行，我们试图分析大洋录像机共享上下载系统的工作原理，做到手中有粮，心中不慌 。

一、系统组成

下图1是大洋录像机共享上下载系统的设备线路图：。

从图1中可知，多台录像机、大洋上下载工作站与矩阵连接起来，另外还有交换机、设备共享服务器、Nport等设备。

视音频矩阵：共有2台，1台用于上载，另1台用于下载，采用大连捷成的Galaxy+ 32*32 SDI矩阵，带有一个CTL控制接口，支持采用RS 232/422协议进行控制，实现“软切换”。

RS422遥控矩阵：1台大连捷成的32*32的RS 422矩阵，使用标准的9针COM口连接录像机、上下载工作站。它也带有一个支持RS 232/422协议进行控制的CTL口。

各式录像机：根据线路图，分别将其SDI输出端口接在上载矩阵的输入端；将其SDI输入端口接在下载矩阵的输出端；将其9针控制口接在422矩阵的输出端，作为受控端。

Nport设备：设备为Nport 5450，它的输入端是一个RJ45的网口，采用TCP/IP协议； 输出端是4个支持RS-232/422/485协议的9针标准COM串口。它的任务是将封装成IP包的矩阵控制命令，转成RS-232/422协议向4个COM串口输出，即输出到矩阵的CTL口实现切换。

设备共享服务器：Dell R720专业服务器，因安装大洋公司提供的“设备共享服务”软件，所以将它命名为设备共享服务器，它接收上下载工作站发出的任务申请、释放命令，根据任务申请的录像机名称对应到实际矩阵位置，通过COM口向三个矩阵的CTL控制口发送切换指令，但是这里的COM口并不是真实的物理接口，它是通过在设备共享服务器上安装的NPort Administrator这个软件虚拟出来的，在软件配置完成后，当设备共享服务器向这些虚拟的COM口发送命令时，实际上由NPort的底层软件将发向虚拟COM口的控制命令封装成TCP/IP协议通过以太网向NPort 5450发送，NPort 5450在收到IP包后，再转为RS 232/422协议，并向本机指定的1-4个COM口发送，对于设备共享服务器和矩阵来说，NPort 5450这台设备是透明的。

上下载工作站：根据线路图，分别将其SDI输出端口接在下载矩阵的输入端；将其SDI输入端口接在上载矩阵的输出端；将其9针串口接在422矩阵的输入端，作为控制端。上下载工作站上运行“上下载申请系统”，通过它向设备共享服务器发送申请、释放录像机的命令。

二、工作原理及流程

经过分析，对大洋录像机共享上下载系统的工作原理及流程总结如下：

1.上下载工作站运行名为“上下载申请系统”的客户端软件，通过数据库取得可共享的录像机设备及状态，当录像机空闲时，可以向它发送“申请使用”的命令。

2.设备共享服务器上运行的服务端软件收到命令后，通过客户端软件提供的“设备名称”查找数据库，找到非编端对应在上载矩阵、下载矩阵、422矩阵的对应接线口位置；找到申请控制录像机对应的上载矩阵、下载矩阵、422矩阵的对应接线口位置。(注:三台矩阵是同步切换的，不论是上载或下载)

3.设备共享服务器向本机COM口发送矩阵控制命令，如Input 3->Output 8，实际上这个COM口是NPort安装在设备共享服务器上的软件NPort Administrator虚拟的，它收到COM口的矩阵控制命令后，封装成IP包在以太网上向Nport 5450发送。

4.Nport 5450通过以太网收到矩阵控制命令后，将其转换为RS 422协议，同时向自己的三个输出COM口转发，即向与COM口连接的三个矩阵的CTL口发送切换命令。

5.矩阵收到切换命令后，根据命令的要求连接通道，在录像机设备与大洋上下载工作站之间建立一条数据传输的链路。此时设备共享服务器将上下载工作站申请使用的录像机标注为“使用”状态，这样其他上下载工作站将暂时不能使用这台录像机了，即被独占了。

6.当约定的时间结束，或者申请任务的上下载工作站“释放”此录像机后，由设备共享服务器将录像机回复到“空闲”状态。

三、常用配置

要实现以上的流程，需要做以下工作：

1.配置NPort 5450的参数

NPort 5450提供了WEB界面进行配置，系统初始化的IP为192.168.127.254，在登录成功后，需要配置这些参数：IP地址、串口传输参数、串口工作模式、允许连接的IP地址表。（图2）

2.在设备共享服务器上安装、配置NPort Administrator

NPort Administrator是NPort 5450系统产品附带的软件，它的主要功能是为电脑虚拟出4个COM口，并设置COM口的传输参数如波特率等，另外还要跟NPort 5450的实际IP地址作一个绑定。（图3）

从图3可知，软件将NPort 5450的Ip地址映射为COM3-COM6四个虚拟串口，相当于设备共享服务器增加了4个COM口。在配置完成后，在设备共享服务器上使用串口工具打开指定的COM口，如果是OK的，表示配置成功了。

3.在设备共享服务器上配置矩阵线路绑定

在配置之前，先要按线路图将非编、录像机与矩阵在物理线路接好，如非编1- INPUT接[上载矩阵-2输出口]，非编1- OUT接[下载矩阵-3输入口]，非编1-RS 422接[422矩阵-5输入口]；录像机2-INPUT接[下载矩阵-2输出口]，录像机2-OUT接[上载矩阵-2输入口]，录像机2-RS422接[422矩阵-5输出口]。

运行“大洋收录中心总体设置系统”， 创建一个VA上载矩阵、一个VA下载矩阵、一个422控制矩阵，然后再创建VTR（即录像机）和非编工作站，并根据实际接线情况，在配置系统中，与矩阵作逻辑线路连线。在[系统组件]那一栏里，可以选用的设备很多，如卫星接收机、外来信号等等，但本系统中只使用上下载工作站即可。（图4）

创建的上下载工作站，其中的名称很重要，这个名称是关键字，它跟客户端所设置的名称必须是相同的，否则无法实现控制。

 4. 配置“设备共享服务”软件

它主要配置两个部分，一是控制矩阵的COM口配置，这个配置的COM3-5，是NPort 5450的虚拟COM口。

二是录像机配置，虽然在配置系统中，我们设置了多台录像机，但如果不配置授权，非编站点仍然无法找到这台录机，即非编端的“上下载申请系统”，是看不到的，必须要进行分配。

5.配置上下载工作站控制端软件

运行“上下载申请系统”，按图5配置，其中“本机设备名”必须与配置系统所创建的对应，否则不会出现任务录像机。

通过分析，我们知道了大洋录像机共享上下载系统的工作原理，以及系统各个设备节点的常用配置，这将对我们在实际工作中解决问题带来很大的帮助。