施志宏 楊瑾 金壇電視臺(tái)

縣級(jí)臺(tái)高標(biāo)清同播平臺(tái)建設(shè)實(shí)踐

施志宏 楊瑾 金壇電視臺(tái)

本文闡述了縣級(jí)臺(tái)搭建高標(biāo)清同播平臺(tái)的背景和發(fā)展方向。圍繞建設(shè)過(guò)程中的技術(shù)挑戰(zhàn)及解決方案及實(shí)現(xiàn)安全性高、播出質(zhì)量高、傳輸效率高和流程架構(gòu)簡(jiǎn)單這一目標(biāo)，對(duì)金壇電視臺(tái)高標(biāo)清同播平臺(tái)建設(shè)實(shí)踐進(jìn)行了介紹。

共享源分離模式 集成化周邊 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像

1.金壇電視臺(tái)高標(biāo)清同播平臺(tái)建設(shè)背景

現(xiàn)階段電視高清化發(fā)展日新月異，全國(guó)從中央臺(tái)到省臺(tái)的高標(biāo)清同播均已改造完成，部分地方臺(tái)也完成了高標(biāo)清播出改造，縣級(jí)臺(tái)高標(biāo)清同步播出平臺(tái)的建設(shè)也勢(shì)在必行。跟中央臺(tái)、省臺(tái)和市級(jí)電視臺(tái)相比，縣級(jí)臺(tái)經(jīng)濟(jì)較為薄弱，且存在高清電視節(jié)目資源匱乏和高清攝制設(shè)備不普及的短板，加之專業(yè)技術(shù)人才缺乏，構(gòu)建復(fù)雜的大系統(tǒng)還不現(xiàn)實(shí)。因此，根據(jù)縣級(jí)臺(tái)安全播出的實(shí)際，搭建高性價(jià)比的高標(biāo)清同播平臺(tái)具有現(xiàn)實(shí)的意義。我臺(tái)硬盤播出系統(tǒng)最早建于2009年，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化播出。運(yùn)行7年多，設(shè)備老化、兼容性差、數(shù)據(jù)庫(kù)缺乏管理、輸出信號(hào)質(zhì)量下降等問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)。經(jīng)過(guò)半年的前期調(diào)研和實(shí)際考察，我臺(tái)對(duì)原先的硬盤播出系統(tǒng)重新改造，搭建成2個(gè)頻道高標(biāo)清節(jié)目同步播出平臺(tái)，達(dá)到“三高一簡(jiǎn)”的標(biāo)準(zhǔn)，即系統(tǒng)安全性高、播出質(zhì)量高、傳輸效率高和流程架構(gòu)簡(jiǎn)單。并保證現(xiàn)階段主要以標(biāo)清為主，兼顧高清，未來(lái)5年內(nèi)逐步過(guò)渡到高清為主，兼顧標(biāo)清的發(fā)展目標(biāo)。

2．建設(shè)高標(biāo)清同播平臺(tái)的技術(shù)挑戰(zhàn)及解決方案

在建設(shè)高標(biāo)清同播平臺(tái)的過(guò)程中，常會(huì)遇到下述的技術(shù)挑戰(zhàn)：（1）如何合理利用原硬盤播出系統(tǒng)的資源（2）縣級(jí)臺(tái)采用哪種同播模式更貼合實(shí)際（3）如何減少設(shè)備環(huán)節(jié)，降低風(fēng)險(xiǎn)因素（4）數(shù)據(jù)管理采取哪種手段更合理有效。

2.1 合理利用原硬盤播出系統(tǒng)資源

在保證建設(shè)成本最小化及安全穩(wěn)定的前提下，我臺(tái)在建設(shè)高標(biāo)清同播平臺(tái)時(shí)確立了必須遵循的以下原則：（1）核心設(shè)備不能用舊設(shè)備；（2）再次利用的舊設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)必須達(dá)到播出要求；（3）為了節(jié)約維護(hù)成本，可利用的舊設(shè)備須在保修期內(nèi)。根據(jù)上述原則，資源利用情況如圖1所示。

圖1 原硬盤播出系統(tǒng)資源改造圖

通過(guò)對(duì)原硬盤播出系統(tǒng)資源進(jìn)行考證和整理，從圖1中可見核心設(shè)備主（備）視頻服務(wù)器和二級(jí)存儲(chǔ)已更換；新增設(shè)備包括主（備）數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和混合切換矩陣；千兆網(wǎng)、交換機(jī)等用于網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備保留再利用；上載工作站和播控工作站的硬件和軟件須升級(jí)后方可使用。

2.2 高標(biāo)清同播模式的選擇

按照廣電總局的要求，所謂高標(biāo)清同播，就是把現(xiàn)有頻道的節(jié)目，以標(biāo)清和高清兩種格式同時(shí)播出，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有節(jié)目逐步高清化，而不是開辦新的頻道。高標(biāo)清同播模式主要分三種。

（1）獨(dú)立同播模式

這種模式是在標(biāo)清播控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，新建一套采編播一體的高清播控系統(tǒng)。系統(tǒng)的高清和標(biāo)清分開獨(dú)立播出，內(nèi)部無(wú)任何關(guān)聯(lián)耦合，完全隔離，期間標(biāo)清和高清素材不能共享，需要購(gòu)置攝制設(shè)備、增加人力資源，維護(hù)成本高，央視和衛(wèi)視高清頻道播出都采用這種模式。

（2）輸出分離模式

這種模式是建立一套純高清播控系統(tǒng)，包括節(jié)目上載、播出切換及信號(hào)傳輸，所有環(huán)節(jié)均使用高清設(shè)備［1］。在高清輸出端安裝下變換設(shè)備，即可輸出標(biāo)清信號(hào)，如圖2所示，標(biāo)清和高清素材可以共享存儲(chǔ)設(shè)備和絡(luò)資源，節(jié)約設(shè)備和人力資資源，維護(hù)成本低，流程簡(jiǎn)潔易維護(hù)。但是如果輸入是標(biāo)清信號(hào)，就要經(jīng)過(guò)上變換、下變換共兩次變換，信號(hào)質(zhì)量變差，不能保證標(biāo)清節(jié)目的收視效果。而縣級(jí)臺(tái)高清資源儲(chǔ)備不足，大量的標(biāo)清資源采用這種模式播出，輸出信號(hào)質(zhì)量得不到保證。

（3）共享源分離模式即獨(dú)立通道方式

這種模式是在獨(dú)立同播模式的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來(lái)，系統(tǒng)定位是立足標(biāo)清、面向高清，如同將高清頻道加在標(biāo)清頻道上，設(shè)備使用、文件格式不一樣，業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)架構(gòu)、素材文件、存儲(chǔ)完全共享，如圖3所示。這種模式比較適合以標(biāo)清節(jié)目為主、高清資源不足、高清制作設(shè)備受限的縣級(jí)臺(tái)，且能保證系統(tǒng)安全和播出信號(hào)質(zhì)量。

圖2 高標(biāo)清同播輸出分離模式

圖3 高標(biāo)清同播共享源分離模式（獨(dú)立通道方式）

2.3 集成化周邊

（1）集成化周邊設(shè)備

傳統(tǒng)的硬盤播出系統(tǒng)設(shè)備包含鍵混器、臺(tái)標(biāo)機(jī)、字幕機(jī)、模／數(shù)轉(zhuǎn)換器等周邊設(shè)備[2]，改建后的高標(biāo)清同播平臺(tái)，如圖4所示。播出周邊設(shè)備高度集成，減少了設(shè)備環(huán)節(jié)，降低了風(fēng)險(xiǎn)因素。

（2）集成化高標(biāo)清同播系統(tǒng)（獨(dú)立通道方式）

在“獨(dú)立通道方式”中，國(guó)產(chǎn)視頻服務(wù)器和進(jìn)口服務(wù)器的區(qū)別，如表1所示。

圖4 集成化周邊設(shè)備

表1 國(guó)產(chǎn)視頻服務(wù)器和進(jìn)口服務(wù)器性能比較

采用國(guó)產(chǎn)視頻服務(wù)器，可對(duì)系統(tǒng)的素材管理、存儲(chǔ)、遷移、播放、控制、同步、上下變換等模塊自行設(shè)計(jì)，而進(jìn)口視頻服務(wù)器硬件、軟件都不能變動(dòng)。若2個(gè)頻道，國(guó)產(chǎn)服務(wù)器提供2個(gè)高清輸出口和2個(gè)標(biāo)清輸出口，進(jìn)口視頻服務(wù)器只提供2個(gè)高清輸出端口，視頻服務(wù)器內(nèi)只存一份素材（高清或標(biāo)清），播出過(guò)程中，國(guó)產(chǎn)視頻服務(wù)器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行上下變換，得到高清和標(biāo)清同步播出的信號(hào)[3]。

我臺(tái)建成的高標(biāo)清播出平臺(tái)主要由混合型切換矩陣、視頻播出服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、二級(jí)存儲(chǔ)、播出控制等組成。其中視頻播出服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、二級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備、播控設(shè)備等均共享使用；應(yīng)急切換器、字幕控制機(jī)等為各個(gè)頻道專屬。整體設(shè)計(jì)架構(gòu)，如圖5所示。視頻服務(wù)器給一個(gè)頻道提供一個(gè)高清信號(hào)和一個(gè)標(biāo)清信號(hào)，分別輸出到高清自動(dòng)倒換器和標(biāo)清自動(dòng)倒換器。其中周邊設(shè)備不含上下變換，所有的上下變換都是在視頻服務(wù)器里的軟件完成。標(biāo)清信號(hào)不是由高清信號(hào)下變換產(chǎn)生，而是同時(shí)直接同步播出高清、標(biāo)清信號(hào)，原本標(biāo)清的節(jié)目素材無(wú)需上變換，也無(wú)需下變換，信號(hào)質(zhì)量得以保證。在業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)架構(gòu)、素材文件、存儲(chǔ)上，高清和標(biāo)清系統(tǒng)完全共享，如同在標(biāo)清頻道上新擴(kuò)展出一個(gè)高清頻道，只是數(shù)據(jù)格式、設(shè)備的使用有所不同[4]。

圖5 集成化高標(biāo)清同播平臺(tái)架構(gòu)

圖5中，以2臺(tái)Dell R720雙通道視頻播出服務(wù)器為核心，互為主備，主備智能切換，主機(jī)優(yōu)先，分別設(shè)置2個(gè)輸出端口，作為2個(gè)頻道的播出；8臺(tái)上載工作站，均為分布式異地上載，主要完成上載、編單、技審、發(fā)布等功能；2臺(tái)播控工作站，完成節(jié)目串聯(lián)單編排，視頻服務(wù)器根據(jù)播控軟件發(fā)出的播出指令，控制視頻播出服務(wù)器智能播出。播控互為主備，應(yīng)急情況下，可以控制任意一臺(tái)播控機(jī)，手動(dòng)切換軟件界面，控制主備視頻服務(wù)器同步播出。

2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)雙機(jī)熱備

配置2臺(tái)DELL R420服務(wù)器，在高標(biāo)清同播平臺(tái)中做雙機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，雙機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)采用同步輸入／輸出鏡像W／R，可以實(shí)現(xiàn)鏡像和雙機(jī)熱備的功能。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器（Dell R420）集成有千兆網(wǎng)卡，熱插拔冗余電源，安裝SQL SERVER 2005，便于管理和擴(kuò)展。同時(shí)采用主備數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)，保證數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像的實(shí)時(shí)性。

數(shù)據(jù)庫(kù)的雙機(jī)熱備有兩種實(shí)現(xiàn)模式：一種是共享模式。基于共享磁盤陣列或存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)SAN，并安裝雙機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備。這種模式需要額外增加磁盤陣列，適合規(guī)模較大的播控系統(tǒng)，它的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)比較大[4]。另一種是純軟件模式（鏡像模式）。不存在共享存儲(chǔ)設(shè)備，只通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)共享。這種模式適用于小型的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，這也是本平臺(tái)中所采用的模式。

在實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)工作中，最穩(wěn)妥的辦法就是采取多種備份手段相結(jié)合。除了在SQL Server維護(hù)計(jì)劃中，安排每天的中午和凌晨數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫量較少時(shí)進(jìn)行自動(dòng)備份兩次，一次數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化，每月一次數(shù)據(jù)庫(kù)全面檢查外，還會(huì)在晚間節(jié)目播出結(jié)束后手動(dòng)備份一次數(shù)據(jù)庫(kù)，并將備份數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至備服務(wù)器，以保證每天數(shù)據(jù)庫(kù)的完整和安全。

與SQL Server相關(guān)的數(shù)據(jù)管理模塊包含：節(jié)目素材庫(kù)信息、用戶、權(quán)限、存儲(chǔ)、素材、設(shè)備等，如圖6所示，它對(duì)保障系統(tǒng)安全起到非常重要的作用。整個(gè)系統(tǒng)權(quán)限只需要Administrator管理，根據(jù)用戶不同崗位職責(zé)設(shè)置不同的權(quán)限，同時(shí)建立一系列的管理流程和管理權(quán)限，通過(guò)對(duì)不同管理權(quán)限的分配，在每個(gè)工作流程節(jié)點(diǎn)制定相關(guān)的安全工作機(jī)制，保證網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)信息互不干擾，安全高效地流通[6]。

圖6 SQL Server管理

表2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)配置

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像

在高標(biāo)清同播平臺(tái)中，用SQL Server2005企業(yè)版對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像三個(gè)角色主體服務(wù)器、鏡像服務(wù)器、見證服務(wù)器進(jìn)行配置。系統(tǒng)配備了2臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，見證服務(wù)器是安裝在主服務(wù)器上的。最終的效果就是主體數(shù)據(jù)庫(kù)連不上了或者宕機(jī)了，鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)跳轉(zhuǎn)為主體數(shù)據(jù)庫(kù)，見證數(shù)據(jù)庫(kù)就是始終在線，否則不跳轉(zhuǎn)，理解為見證人一樣，告知主找不到了，鏡像要轉(zhuǎn)為主角色工作。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)配置如表2所示。

3．總結(jié)

縣級(jí)臺(tái)實(shí)現(xiàn)完全高清播出還有很長(zhǎng)的一段路要走，還有一些關(guān)鍵的技術(shù)要解決。目前，高標(biāo)清同播平臺(tái)在其運(yùn)行和實(shí)際操作的過(guò)程中多少還存在著缺憾。本文對(duì)國(guó)內(nèi)高清播出系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究，主要從兩個(gè)方面對(duì)高標(biāo)清同播平臺(tái)進(jìn)行展望：一是高清化，從高標(biāo)清同播逐步向高清化過(guò)渡；二是全臺(tái)網(wǎng)建設(shè)。

對(duì)我臺(tái)高清化的發(fā)展考慮，一是建立2個(gè)完整的高清頻道，未來(lái)完全達(dá)到高清播出能力。二是設(shè)備選型和方案設(shè)計(jì)時(shí)兼顧未來(lái)高清化的發(fā)展，混合型矩陣是高標(biāo)清兼顧的，播出切換卡換高清的，視頻服務(wù)器中有高清解碼卡，二級(jí)存儲(chǔ)要增加存儲(chǔ)陣列，周邊板卡大多是高標(biāo)清兼容的，有的僅需要更換板卡，軟件也是高標(biāo)清兼容的，千兆網(wǎng)改造成萬(wàn)兆網(wǎng)。

未來(lái)對(duì)全臺(tái)網(wǎng)建設(shè)的考慮，一是與媒資系統(tǒng)及非編制作網(wǎng)互聯(lián)互通?？梢越ㄔO(shè)成以媒資系統(tǒng)為核心，各非編制作網(wǎng)先與媒資系統(tǒng)相互聯(lián)通，將節(jié)目傳輸?shù)矫劫Y系統(tǒng)中，再通過(guò)媒資系統(tǒng)輸送到播控系統(tǒng)播出。二是本設(shè)計(jì)中節(jié)目從始至終都是一個(gè)唯一代碼，有統(tǒng)一的代碼管理，未來(lái)全臺(tái)網(wǎng)建設(shè)中只需增加代碼管理組件，修改部分軟件的工作模式即可。

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