張晉清

摘 要：隨著高清播出系統(tǒng)的推廣，傳統(tǒng)方式下采用主備進(jìn)口專業(yè)視頻服務(wù)器架構(gòu)搭建的高清播出案例不斷涌現(xiàn)。進(jìn)口專業(yè)視頻服務(wù)器的高穩(wěn)定、高解碼質(zhì)量的特點也得到很大的發(fā)揮。伴隨著全臺網(wǎng)文件化送播的盛行，播出服務(wù)器對各種送播文件兼容性的要求也不斷在提高，而高清格式文件在編碼方式、封裝格式及碼率方面相對標(biāo)清也增加很多標(biāo)準(zhǔn)，為了提升視頻服務(wù)器群對送播文件編碼的兼容性及對細(xì)微誤碼的寬容度，配備異構(gòu)的主、備、三備播出視頻服務(wù)器群作為解碼核心的高清播出系統(tǒng)越來越有必要。本文主要圍繞上述問題作一個探討。

關(guān)鍵詞：高清播出；視頻服務(wù)器；通用IT平臺；異構(gòu)；三備

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.132

吳江電視臺自2003年啟用第一代標(biāo)清硬盤播出系統(tǒng)以來，經(jīng)歷了二次技術(shù)升級改造：2009年配合數(shù)字化改造從標(biāo)清的模擬硬盤播出改造為標(biāo)清的數(shù)字硬盤播出，2014年配合高清數(shù)字化改造從標(biāo)清數(shù)字化升級到高清數(shù)字化硬盤播出，目前臺內(nèi)所有自辦欄目實現(xiàn)高清化拍攝、制作、播出，在全省乃至全國區(qū)縣臺中處于領(lǐng)先地位。

1 進(jìn)口服務(wù)器存在的問題

在搭建高清播出平臺前期方案論證階段，我們結(jié)合以往使用中的經(jīng)驗教訓(xùn)，并借鑒周邊大臺的成功做法，提出了一個以主備進(jìn)口專業(yè)服務(wù)器為主，再加一個采用通用IT平臺搭建的第三備視頻服務(wù)器為輔的異構(gòu)平臺方案，力求在穩(wěn)定性和兼容性方面做到雙贏。

眾所周知，以國外專業(yè)視頻服務(wù)器為核心的硬盤播出系統(tǒng)在全國各大電視臺有很多的應(yīng)用案例。進(jìn)口服務(wù)器的高穩(wěn)定、高解碼指標(biāo)的優(yōu)點也得到廣大客戶的認(rèn)同。但進(jìn)口專業(yè)服務(wù)器為了確保其高穩(wěn)定工作而設(shè)立的一些使用規(guī)范和技術(shù)壁壘限制了文件多格式送播愈發(fā)流行下的各臺節(jié)目生產(chǎn)流程的多樣化變革。主要表現(xiàn)在如下三點：

（1）進(jìn)口服務(wù)器為了確保其解碼的穩(wěn)定性，一般建議用它自帶的編碼通道進(jìn)行播出視頻的文件化，服務(wù)器在編碼過程中會對編碼生成視頻文件添加特有優(yōu)化微代碼來提高解碼效率和穩(wěn)定性，而對于由臺內(nèi)非編及其它設(shè)備打包遷移過來的文件，雖然碼率及封裝格式基本一致，但由于缺乏其特有的微代碼優(yōu)化，解碼的效率和穩(wěn)定性都和它自身編碼生產(chǎn)的文件有差異。

（2）編解碼核心技術(shù)的不透明導(dǎo)致二次開發(fā)很難開展。國外的視頻服務(wù)器全是采用專業(yè)的系統(tǒng)架構(gòu)，好多核心的技術(shù)服務(wù)并不對外開放，而硬盤播出軟件大部分全是國內(nèi)公司開發(fā)，由于技術(shù)細(xì)節(jié)的不透明，軟件和服務(wù)器的配合也很難做到完美匹配，從而導(dǎo)致很多實用功能由于進(jìn)口服務(wù)器的限制無法實現(xiàn)，如播出文件只能用視頻服務(wù)器的某個通道進(jìn)行采集或通過遷移，不能使用通過其它采集平臺采用分布式直接服務(wù)器上載等高時效性上載方式。

（3）同質(zhì)化的解碼技術(shù)和近親繁殖一樣，可能存在相同的瑕疵，極端情況下會導(dǎo)致有微小誤碼的文件在多臺相同的服務(wù)器上產(chǎn)生同樣的故障現(xiàn)象。

2 第三備視頻服務(wù)器的配置

我臺的第三備服務(wù)器采用的是HP的DL580 Gen8通用服務(wù)器，配2個Intel 8核Xeon E7-4820v2處理器 （2.0GHz/8-core/16MB/） ， 16GB內(nèi)存。采用內(nèi)置的Smart Array P830i/2GB FBWC陣列控制器，二塊200GB 12G SAS SSD做raid1鏡像為系統(tǒng)盤，八塊1TB 6G SAS 7.2K硬盤做raid1+0為素材盤，實際容量3.64T。配備雙端口萬兆以太網(wǎng)卡，帶4個1200W熱插拔電源。解碼I/O板卡采用DeckLink Duo ，該卡具有兩塊獨立的SDI類型采集播放卡，它配備兩個SDI輸入接口和兩個SDI輸出接口，還有一個常用三電平/黑場同步信號輸入接口，卻只占用單個PCI Express插槽。由于DeckLink的板卡開放sdk開發(fā)包，所以為后續(xù)的播出軟件二次開發(fā)提供了必要的技術(shù)支持。

視頻服務(wù)器目前配備一張DeckLink Duo卡，帶二個高標(biāo)清兼容輸出通道，可以承擔(dān)二個頻道的高標(biāo)清播出任務(wù)。I/O卡解碼和傳統(tǒng)的視頻服務(wù)器最大的區(qū)別是解碼卡的類型，I/O卡解碼主要由CPU承擔(dān)解碼任務(wù)，I/O卡本身只承擔(dān)數(shù)據(jù)的輸入輸出，所以I/O卡解碼時對服務(wù)器性能的要求較高，服務(wù)器安裝了win2008 server版 64位系統(tǒng)，正常二個通道工作時的cpu使用率在10%以下，說明該通用平臺的資源富裕度很高，完全能勝任4個通道的高標(biāo)清播出。

3 優(yōu)化組合式視頻服務(wù)器的策略

當(dāng)然采用通用IT平臺硬件、通用I/O視頻通道卡搭建的視頻服務(wù)器和進(jìn)口專業(yè)硬件平臺配合硬解壓視頻輸出卡組成的視頻服務(wù)器，在配置調(diào)試過程中還是需要做一些針對性的優(yōu)化及修改，主要有如下二個方面：

（1）如何確保有一個恒定的讀性能，確保視頻的平穩(wěn)解碼輸出。我們在調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)視頻服務(wù)器自帶的陣列卡在有素材遷移寫入時，發(fā)生讀性能下大幅下降導(dǎo)致播出卡頓的情況發(fā)生。通用IT服務(wù)器面向的應(yīng)用可能更多的是要求有快速的寫入功能，所以默認(rèn)高速緩存主要性能全放在寫上。而視頻服務(wù)器為了保證視頻信號的平穩(wěn)流暢解碼輸出，必須優(yōu)先保證讀，所以我們更改了陣列卡的高速緩存設(shè)置，把原來默認(rèn)的10%的讀、90%的寫改成100%讀。

（2）如何保證不同的解碼通道解碼數(shù)據(jù)緩存空間的專用性，確保隨時可以調(diào)用。I/O卡由于板卡自身沒有設(shè)立專用硬件解碼緩存區(qū)，解碼的緩存數(shù)據(jù)是通過占用系統(tǒng)共享內(nèi)存完成的，多路輸出通道共同占用同一個系統(tǒng)共享內(nèi)存區(qū)。我們的調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)播信號后回到硬盤播出后會出現(xiàn)聲畫不同步，且聲音滯后大約500ms。為此我們和軟件的研發(fā)進(jìn)行多輪溝通，多次修改軟件，查找問題產(chǎn)生的規(guī)律和原因，初步懷疑是由于某一通道在轉(zhuǎn)播外來信號解碼暫停時，由于另一通道在正常解碼，導(dǎo)致原來保存在系統(tǒng)共享內(nèi)存里的解碼緩存數(shù)據(jù)空間被占用。等到該通道再次解碼時，會發(fā)生數(shù)據(jù)讀阻塞導(dǎo)致聲畫不同步。最后通過修改通道暫停解碼時啟用循環(huán)預(yù)讀解碼緩存數(shù)據(jù)來防止共享內(nèi)存空閑時被占用的辦法解決了這個問題。

這套采用通用IT硬件平臺加I/O輸出卡組成的高清第三備視頻服務(wù)器在架構(gòu)上和進(jìn)口專業(yè)視頻服務(wù)器完全不同，且解碼采用軟解碼，和進(jìn)口視頻服務(wù)器有很好的互補(bǔ)性，啟用半年來，運行非常穩(wěn)定，圖像指標(biāo)也符合國標(biāo)，能充分發(fā)揮二者各自的優(yōu)點，用它來做高清視頻服務(wù)器的第三備份，應(yīng)該是一個不錯的選擇。能為整個高清硬盤播出系統(tǒng)提供一個強(qiáng)有力的播出核心，并擁有足夠的冗余備份且可二次開發(fā)能力強(qiáng)，價格公道，非常適合區(qū)縣電視臺使用。