佛山電視臺數(shù)字硬盤播出系統(tǒng)

朱 波

佛山電視臺，廣東佛山 528000

廣播影視自誕生以來，廣播從調(diào)幅到調(diào)頻、立體聲，電視從黑白到彩色，電影從無聲到有聲、從黑白到彩色，傳輸從無線到有線、到衛(wèi)星，每一次技術(shù)進步都使廣播影視得到了很大的發(fā)展，但這些都限于模擬技術(shù)條件。數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用給廣播影視帶來的不僅僅是量的變化和外延的擴大，更是質(zhì)的提高和方式的改變，使廣播影視的頻道資源大大豐富、信號質(zhì)量顯著提高、服務(wù)領(lǐng)域極大拓寬。

佛山電視臺順應(yīng)國際廣電行業(yè)趨勢，充分結(jié)合本臺未來發(fā)展情況，在電視臺新大樓建設(shè)6+1頻道硬盤播出系統(tǒng)。新系統(tǒng)建成后承擔(dān)著6個頻道一天近20小時的播出量，還有一個備份頻道，用于六個頻道中的一個出現(xiàn)不可逆的癱瘓時，可通過矩陣把備份頻道的播出信號調(diào)給網(wǎng)絡(luò)公司。在冗余設(shè)計方面考慮得非常充分。

播出系統(tǒng)中的視音頻系統(tǒng)由信號源、播出切換臺、字幕系統(tǒng)、系統(tǒng)周邊、傳輸系統(tǒng)等五大結(jié)構(gòu)構(gòu)成?？v觀全國省市電視臺的數(shù)字播出系統(tǒng)，其視頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)模擬播出系統(tǒng)相比其實沒什么太大的區(qū)別，數(shù)字化改造主要是針對以上五大結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)進行數(shù)字化改造升級。

當(dāng)通信信息產(chǎn)業(yè)從模擬時代質(zhì)變到數(shù)字時代時，注定這個產(chǎn)業(yè)要和IT結(jié)合得相當(dāng)緊密。電視臺的數(shù)字化改造，除了基本視音頻的數(shù)字化外，更重要的是全臺網(wǎng)絡(luò)一體化管理。全臺網(wǎng)包括非編網(wǎng)、播出網(wǎng)、媒資網(wǎng)、辦公網(wǎng)。通過對其它省市電視臺的對比學(xué)習(xí)，我們得到許多系統(tǒng)設(shè)計、安全播出、布線工程施工及系統(tǒng)管理等寶貴經(jīng)驗。下面以佛山電視臺的硬盤播出系統(tǒng)為例，詳細(xì)闡述硬盤播出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

1 視頻服務(wù)器

經(jīng)過對比多個廠家的服務(wù)器參數(shù)、價格及使用口碑，我們從SONY、品尼高、湯姆遜、大洋、索貝等國內(nèi)外知名廠家中最后選定湯姆遜Profile PVS1008視頻服務(wù)器。湯姆遜是世界知名品牌，在視頻處理領(lǐng)域是出類拔萃的，而且Profile服務(wù)器在國內(nèi)省市電視臺廣泛使用，技術(shù)成熟，穩(wěn)定性好，提供給第三方編程的接口很多。

考慮到7個頻道的該服務(wù)器為八通道編解碼服務(wù)器。經(jīng)過詳細(xì)討論，共使用四臺，分別為兩臺上載服務(wù)器、主備播出服務(wù)器。該服務(wù)器的具體參數(shù)如下：

視頻數(shù)據(jù)采用MPEG-2壓縮，完全支持MPEG-2 422P＠ML標(biāo)準(zhǔn)，采用4:2:2或4:2:0色度取樣，碼率從4Mbps～50Mbps可變且支持從1到16的圖像組結(jié)構(gòu)。主機上有3個由工廠定義的碼率：分別為4Mbps，15Mbps和24Mbps，用戶也可自行選擇碼率一般播出采用的碼率在8Mbps～15Mbps之間。

PVS1008母板具有14個PCI插槽，配備各種板卡。主要包括以下幾類：

視頻I/O板卡：包括用于提供SDI輸入/輸出的SDI接口卡，以及提供模擬監(jiān)看信號的監(jiān)看卡。PVS 1000系列根據(jù)SDI輸入/輸出路數(shù)不同而細(xì)分為不同型號，如PVS 1022、PVS 1024等，后兩位分別表示編碼、解碼的路數(shù)；

進行內(nèi)部編、解碼的板卡：可以有支持DVCPRO 25、HD MPEG等各種格式的編、解碼卡，本臺使用MPEG-2標(biāo)清編碼卡和解碼卡；

與外部I/O板連接的板卡：包括連接音頻I/O板PAC216的音頻卡，連接擴展I/O板的RS422控制卡和LTC&GPI卡；

FC板卡：包括連接千兆交換機、組成FC網(wǎng)絡(luò)的FC NetWork卡和連接外掛式視頻陣列PFC 500的FC Disk卡。

2 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是硬盤播出系統(tǒng)的中心，所有素材的基本信息、系統(tǒng)配置信息、節(jié)目單、系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的操作記錄、播出統(tǒng)計數(shù)據(jù)等大量數(shù)據(jù)都在數(shù)據(jù)庫里。因此數(shù)據(jù)庫的運行正常是安全播出的大前提。

服務(wù)器方面我們選用兩臺DELL的2850服務(wù)器。雙電源，雙網(wǎng)卡，有6個SCSI硬盤插槽。RAID卡可實現(xiàn)RAID0、RAID1、RAID0+1磁盤冗余方式。安裝Windows2000 Professional版本，采用RAID0+1把750G硬盤分兩個區(qū)，一個系統(tǒng)盤，一個數(shù)據(jù)盤。數(shù)據(jù)盤盡量大些比較好。

數(shù)據(jù)庫采用的是SQL2000數(shù)據(jù)庫。Microsoft的SQL數(shù)據(jù)庫使用廣泛，沒有Oracl的數(shù)據(jù)庫復(fù)雜。維護起來方便簡單。

為了保證數(shù)據(jù)庫能安全穩(wěn)定的運行，我們使用Legato同步軟件，通過一根網(wǎng)線作為心跳線，架構(gòu)雙機熱備份的安全結(jié)構(gòu)。使用Legato軟件的前提是兩臺機子的計算機配置必須一樣。Legato把兩臺機子的數(shù)據(jù)盤共享，在網(wǎng)絡(luò)中虛擬出一個盤，分配IP地址和賦予名字，Legato對兩臺機子同時寫入數(shù)據(jù)，以保證兩臺機子的數(shù)據(jù)同步。這樣在播出網(wǎng)中，看到的只是這個虛擬盤。兩臺服務(wù)器誰先啟動軟件，誰就能打開本機的數(shù)據(jù)盤，另一臺進不了自己的數(shù)據(jù)盤。當(dāng)主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器宕機，Legato軟件檢測到心跳線斷開，自動啟動備數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)服務(wù)功能，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的暢通。整個切換過程不超過2min。

Legato同步軟件實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的雙機熱備份。但是軟件不是萬能的，總會有失誤的時候。因此我們還得利用SQL自動備份功能，采取冷備的方式，每天把數(shù)據(jù)庫備份到數(shù)據(jù)庫應(yīng)急服務(wù)器上，萬一主備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器都宕機，我們還能在應(yīng)急服務(wù)器上還原數(shù)據(jù)庫，把播出、編單、上載工作站的數(shù)據(jù)庫指向數(shù)據(jù)庫應(yīng)急服務(wù)器，盡快恢復(fù)播出系統(tǒng)。

3 遷移服務(wù)器

遷移服務(wù)器作為播出系統(tǒng)文件傳輸?shù)臉屑~，同時承擔(dān)著MDC、系統(tǒng)消息的傳遞、GXF轉(zhuǎn)MPEG2的轉(zhuǎn)碼等等功能。這里要特別說說MDC。元數(shù)據(jù)控制器（Meta Data Controller，MDC）是基于每個卷（文件系統(tǒng)）的機器，負(fù)責(zé)硬安裝及控制安全性和分配信息。安裝光纖卡及SANergy軟件后，經(jīng)過相應(yīng)的配置，二級存儲的所有分區(qū)都成為MDC的硬盤。MDC是二級緩存的管理者，網(wǎng)絡(luò)計算機想訪問二級存儲，就得通過MDC。在網(wǎng)絡(luò)中其他計算機只能通過映射網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器的方式從MDC上映射硬盤。簡單說MDC就像個調(diào)度員，網(wǎng)絡(luò)主機節(jié)點需要訪問數(shù)據(jù)之前先問它數(shù)據(jù)在哪，但是訪問數(shù)據(jù)的時候并不通過它，而是網(wǎng)絡(luò)主機直接去存取。

4 二級緩存

為了配合日后全硬盤播出及媒資網(wǎng)的建設(shè)需求，電視臺下購買了EMC公司的CLARiiON CX700。我們配備了45塊硬盤320G/10000轉(zhuǎn)的硬盤，共12T的容量，因受windows系統(tǒng)的限制，每個硬盤分區(qū)最大2T，根據(jù)頻道的分配，我們把CX700分成7七個區(qū)，每個分區(qū)6塊硬盤，2T的容量。7個頻道共42塊硬盤。剩下3塊硬盤作為熱備份，分別放在三層柜里。CX700的基本參數(shù)：

主控模塊：CX700 FC 8GB MEM FIELD INS

外形規(guī)格：40U機架式

ATA硬盤擴展柜（每塊擴展15個硬盤,共能擴展120個硬盤驅(qū)動器）

平均傳輸率：200MB/S

系 統(tǒng) 支 持 ：Windows， Linux，NetWare，Solaris，HP-UX，AIX，Tru64

外接主機通道：2GB/S*4的 Fiber Channel光纖通道卡(HBA卡)

RAID 級別 ：0 ，1 ，0+1 ，3, 5

CX700自身的冗余設(shè)計很好，安全性非常高，主機機頭有兩臺、光纖通道有四個，配備了UPS，能在突然斷電的情況下把Cache里的數(shù)據(jù)完整寫入磁盤中，而且指示燈明顯，能在很短時間內(nèi)判斷問題所在。正常情況下兩個主機同時工作，平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，當(dāng)一臺主機宕機，另一臺主機會承擔(dān)起整個光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸工作，面板指示燈會亮黃燈提示系統(tǒng)有問題。我們給CX700分配兩個IP地址，在播出網(wǎng)中任何一臺計算機安裝JAVA環(huán)境后，就能通過IE瀏覽進入CX700，里面的運行狀態(tài)一目了然。主機、硬盤、熱備份盤是否工作、UPS電池、光纖通道等等任何部位出錯都能在里面顯示，非常方便快捷。

硬盤播出系統(tǒng)在前期投入和設(shè)計中都考慮到日后高清業(yè)務(wù)的發(fā)展，在設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)都留下相應(yīng)的接口。整個網(wǎng)絡(luò)平臺以千兆網(wǎng)為基礎(chǔ)，組成IP-SAN的結(jié)構(gòu)，方便管理，技術(shù)成熟，到目前為止播出系統(tǒng)已滿負(fù)荷運行三年多了，安全穩(wěn)定，各設(shè)備運行正常，實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)，各項技術(shù)指標(biāo)均達國家標(biāo)準(zhǔn)。新系統(tǒng)承擔(dān)了建國60周年、奧運、世博會、亞運等重點安全播出保障期6個自辦頻道的安全播出工作，得到了上級領(lǐng)導(dǎo)的嘉獎。我們相信新系統(tǒng)能繼續(xù)為佛山電視臺的發(fā)展做出貢獻，同時也期待新技術(shù)能為廣電行業(yè)帶來新的騰飛，能給廣大市民觀眾帶來新的視覺感受。