朱 波
佛山電視臺,廣東佛山 528000
廣播影視自誕生以來,廣播從調幅到調頻、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、到衛星,每一次技術進步都使廣播影視得到了很大的發展,但這些都限于模擬技術條件。數字技術的應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、信號質量顯著提高、服務領域極大拓寬。
佛山電視臺順應國際廣電行業趨勢,充分結合本臺未來發展情況,在電視臺新大樓建設6+1頻道硬盤播出系統。新系統建成后承擔著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不可逆的癱瘓時,可通過矩陣把備份頻道的播出信號調給網絡公司。在冗余設計方面考慮得非常充分。
播出系統中的視音頻系統由信號源、播出切換臺、字幕系統、系統周邊、傳輸系統等五大結構構成。縱觀全國省市電視臺的數字播出系統,其視頻系統結構與傳統模擬播出系統相比其實沒什么太大的區別,數字化改造主要是針對以上五大結構一一對應進行數字化改造升級。
當通信信息產業從模擬時代質變到數字時代時,注定這個產業要和IT結合得相當緊密。電視臺的數字化改造,除了基本視音頻的數字化外,更重要的是全臺網絡一體化管理。全臺網包括非編網、播出網、媒資網、辦公網。通過對其它省市電視臺的對比學習,我們得到許多系統設計、安全播出、布線工程施工及系統管理等寶貴經驗。下面以佛山電視臺的硬盤播出系統為例,詳細闡述硬盤播出系統的結構。
經過對比多個廠家的服務器參數、價格及使用口碑,我們從SONY、品尼高、湯姆遜、大洋、索貝等國內外知名廠家中最后選定湯姆遜Profile PVS1008視頻服務器。湯姆遜是世界知名品牌,在視頻處理領域是出類拔萃的,而且Profile服務器在國內省市電視臺廣泛使用,技術成熟,穩定性好,提供給第三方編程的接口很多。
考慮到7個頻道的該服務器為八通道編解碼服務器。經過詳細討論,共使用四臺,分別為兩臺上載服務器、主備播出服務器。該服務器的具體參數如下:
視頻數據采用MPEG-2壓縮,完全支持MPEG-2 422P@ML標準,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的圖像組結構。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,以及提供模擬監看信號的監看卡。PVS 1000系列根據SDI輸入/輸出路數不同而細分為不同型號,如PVS 1022、PVS 1024等,后兩位分別表示編碼、解碼的路數;
進行內部編、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網絡的FC NetWork卡和連接外掛式視頻陣列PFC 500的FC Disk卡。
數據庫是硬盤播出系統的中心,所有素材的基本信息、系統配置信息、節目單、系統各環節的操作記錄、播出統計數據等大量數據都在數據庫里。因此數據庫的運行正常是安全播出的大前提。
服務器方面我們選用兩臺DELL的2850服務器。雙電源,雙網卡,有6個SCSI硬盤插槽。RAID卡可實現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,一個系統盤,一個數據盤。數據盤盡量大些比較好。
數據庫采用的是SQL2000數據庫。Microsoft的SQL數據庫使用廣泛,沒有Oracl的數據庫復雜。維護起來方便簡單。
為了保證數據庫能安全穩定的運行,我們使用Legato同步軟件,通過一根網線作為心跳線,架構雙機熱備份的安全結構。使用Legato軟件的前提是兩臺機子的計算機配置必須一樣。Legato把兩臺機子的數據盤共享,在網絡中虛擬出一個盤,分配IP地址和賦予名字,Legato對兩臺機子同時寫入數據,以保證兩臺機子的數據同步。這樣在播出網中,看到的只是這個虛擬盤。兩臺服務器誰先啟動軟件,誰就能打開本機的數據盤,另一臺進不了自己的數據盤。當主數據庫服務器宕機,Legato軟件檢測到心跳線斷開,自動啟動備數據庫的數據服務功能,保證系統數據庫的暢通。整個切換過程不超過2min。
Legato同步軟件實現了數據庫的雙機熱備份。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,每天把數據庫備份到數據庫應急服務器上,萬一主備數據庫服務器都宕機,我們還能在應急服務器上還原數據庫,把播出、編單、上載工作站的數據庫指向數據庫應急服務器,盡快恢復播出系統。
遷移服務器作為播出系統文件傳輸的樞紐,同時承擔著MDC、系統消息的傳遞、GXF轉MPEG2的轉碼等等功能。這里要特別說說MDC。元數據控制器(Meta Data Controller,MDC)是基于每個卷(文件系統)的機器,負責硬安裝及控制安全性和分配信息。安裝光纖卡及SANergy軟件后,經過相應的配置,二級存儲的所有分區都成為MDC的硬盤。MDC是二級緩存的管理者,網絡計算機想訪問二級存儲,就得通過MDC。在網絡中其他計算機只能通過映射網絡驅動器的方式從MDC上映射硬盤。簡單說MDC就像個調度員,網絡主機節點需要訪問數據之前先問它數據在哪,但是訪問數據的時候并不通過它,而是網絡主機直接去存取。
為了配合日后全硬盤播出及媒資網的建設需求,電視臺下購買了EMC公司的CLARiiON CX700。我們配備了45塊硬盤320G/10000轉的硬盤,共12T的容量,因受windows系統的限制,每個硬盤分區最大2T,根據頻道的分配,我們把CX700分成7七個區,每個分區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:
主控模塊:CX700 FC 8GB MEM FIELD INS
外形規格:40U機架式
ATA硬盤擴展柜(每塊擴展15個硬盤,共能擴展120個硬盤驅動器)
平均傳輸率:200MB/S
系 統 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里的數據完整寫入磁盤中,而且指示燈明顯,能在很短時間內判斷問題所在。正常情況下兩個主機同時工作,平衡網絡負載,當一臺主機宕機,另一臺主機會承擔起整個光纖網絡的傳輸工作,面板指示燈會亮黃燈提示系統有問題。我們給CX700分配兩個IP地址,在播出網中任何一臺計算機安裝JAVA環境后,就能通過IE瀏覽進入CX700,里面的運行狀態一目了然。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。
硬盤播出系統在前期投入和設計中都考慮到日后高清業務的發展,在設備、網絡都留下相應的接口。整個網絡平臺以千兆網為基礎,組成IP-SAN的結構,方便管理,技術成熟,到目前為止播出系統已滿負荷運行三年多了,安全穩定,各設備運行正常,實現設計目標,各項技術指標均達國家標準。新系統承擔了建國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,得到了上級領導的嘉獎。我們相信新系統能繼續為佛山電視臺的發展做出貢獻,同時也期待新技術能為廣電行業帶來新的騰飛,能給廣大市民觀眾帶來新的視覺感受。