SDIoverIP高清播出設(shè)計(jì)思考

吳疆

摘要：電視播出系統(tǒng)歷經(jīng)模擬信號(hào)，標(biāo)清信號(hào)，高清信號(hào)，原有的傳統(tǒng)播出系統(tǒng)，系統(tǒng)龐大，布線復(fù)雜，調(diào)整不靈活，維護(hù)難度大，系統(tǒng)造價(jià)昂貴，基帶播出系統(tǒng)內(nèi)的通道帶寬會(huì)成為日益成熟的4k視頻信號(hào)瓶頸;而無壓縮的ip播出系統(tǒng)，基于sdn萬兆交換機(jī)，和刀片服務(wù)器，sdi/ip轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)、ip流切換器等周邊設(shè)備，核心設(shè)備布局簡潔。系統(tǒng)內(nèi)一路10Gbps可承載6個(gè)無壓縮高清IP流（SMPTE ST 2022），可以較好解決4k視頻信號(hào)播出。無壓縮的ip播出系統(tǒng)，依托于it設(shè)備搭建，這就意味，系統(tǒng)易擴(kuò)展，造價(jià)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)播出系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：電視播出系統(tǒng);播出系統(tǒng);數(shù)據(jù)庫;存儲(chǔ)

一、視頻服務(wù)器

視頻服務(wù)器的選型考慮使用目前主流模塊化刀片式機(jī)箱，如Dell PowerEdge MlOOOe，適配的單個(gè)刀片建議創(chuàng)建2個(gè)30Mbps碼流高清視頻通道，這樣單個(gè)高清視頻通道內(nèi)可以獲取更多的系統(tǒng)的硬件資源，如cpu數(shù)量、內(nèi)存容量，從而保證高清視頻通道的穩(wěn)定碼流輸出。部署兩臺(tái)?；瘔K刀片式機(jī)箱，將高清視頻服務(wù)通道以主備形式分別配置在兩個(gè)刀箱的刀片服務(wù)器上，如主刀箱刀片一一服務(wù)器上配置A主、B備高清視頻服務(wù)通道，備刀箱刀片一一服務(wù)器上配置A備、B主高清視頻服務(wù)通道;也可以選擇將高清視頻通道配置在一個(gè)刀箱的不同刀片上如刀片一一配置A主、B備高清視頻服務(wù)通道，刀片二配置A備、B主高清視頻服務(wù)通道。建議使用主備刀箱方式配置高清視頻服務(wù)通道，這樣安全性更高。根據(jù)實(shí)際視頻節(jié)目需求，使用刀箱背口板上的網(wǎng)口以nas方式外掛盤陣，作為本地高清視頻服務(wù)通道播出視頻素材存儲(chǔ)地址。

二、數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫作為高清硬盤播出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，提供整個(gè)播出系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理、支撐、查詢和檢索的功能，是播出系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一。

1.數(shù)據(jù)庫如使用分發(fā)訂閱的方式備份數(shù)據(jù)，可在刀箱內(nèi)的兩臺(tái)不同的刀片服務(wù)器上創(chuàng)建虛擬機(jī)將數(shù)據(jù)庫配置以主備的形式配置在兩個(gè)虛擬機(jī)上。

2.數(shù)據(jù)庫如使用rose，主備數(shù)據(jù)庫同步10鏡像讀寫，則需要配置兩臺(tái)服務(wù)器，形成全雙工的工作模式，通過私有網(wǎng)絡(luò)心跳信號(hào)，互相交換信息，如一臺(tái)宕機(jī)，另一臺(tái)主機(jī)則立即接管服務(wù)，使服務(wù)能不間斷的運(yùn)行，保證了數(shù)據(jù)庫的安全性。

三、二級(jí)存儲(chǔ)

二級(jí)存儲(chǔ)作為播出系統(tǒng)的近線存儲(chǔ)，提供了內(nèi)容瀏覽（文件級(jí)審看）功能;向視頻服務(wù)器傳送媒體素材功能;完成二級(jí)存儲(chǔ)視音頻素材生命周期的管理功能以及實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)的視頻素材遷移和存儲(chǔ)。

考慮到數(shù)據(jù)的安全性，可以使用國內(nèi)知名廠家的存儲(chǔ)系統(tǒng)，采用NAS分布式存儲(chǔ)構(gòu)架，根據(jù)實(shí)際需求，使用萬兆交換機(jī)、千兆交換機(jī)、盤陣，搭建IOGE組網(wǎng)。以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高性能的讀寫訪問，通過對(duì)NFS，CIFS，NDMP，F(xiàn)TP，HDFS，S3/Swift等多種接口協(xié)議的支持，實(shí)現(xiàn)文件、視音頻數(shù)據(jù)類型支撐。

四、周邊設(shè)備

傳統(tǒng)的基帶信號(hào)為SDI信號(hào)，系統(tǒng)內(nèi)使用sdi/ip網(wǎng)關(guān)卡，將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變成IP信號(hào)，也可以將IP信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶐盘?hào)，通過網(wǎng)關(guān)卡實(shí)現(xiàn)外來信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的接入，使用IP矩陣實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的信號(hào)調(diào)度。如圖

IP矩陣應(yīng)完整支持OpenFlow 1.3.x標(biāo)準(zhǔn)，可以無限制地匹配和修改指定字段，應(yīng)支持多級(jí)流表，支持高達(dá)4.5K的任意匹配流，或者9K的3-4層匹配流，支持全域匹配和統(tǒng)計(jì)，支持L2-L4精確匹配，可以支持高達(dá)64K流表，支持VXLAN、NVGRE和GENEVE網(wǎng)絡(luò)虛擬化靈活的場(chǎng)景化流表資源配置，IP矩陣的通道數(shù)可以通過配置SDN/OpenFlow交換機(jī)數(shù)量來實(shí)現(xiàn)自己的需求。

五、虛擬化服務(wù)

通過刀箱上的刀片服務(wù)器創(chuàng)建性能不同的虛擬機(jī)，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)不同需求的服務(wù)安裝配置，這樣利用率高，集成度高，只需在應(yīng)用層上配置軟件，通過開放協(xié)議，使應(yīng)用層軟件能有更完善的兼容性。

六、結(jié)論

SDIoverIP架構(gòu)下的高清播出系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)基帶播出系統(tǒng)，有著更低的建設(shè)成本，更便捷的擴(kuò)展性，通過IT技術(shù)，使用IT設(shè)備，便可以搭建一個(gè)完善的播出。