淺析全硬盤播出系統的發展和應用

陜西省榆林電視臺 潘 琴

計算機技術的高速發展使視頻服務器技術有了巨大的進步，計算機本身的處理能力、總線帶寬、存儲容量和網絡傳輸速度的大幅度提高，同時價格持續降低，使視頻服務器的性能有了很大提高，在播出系統中的地位有了根本性變化，由過去代替部分錄像機的功能變成播出的主要手段，這對播出系統的設計產生了重大影響，播出系統進入了共享方式的全硬盤自動播出系統的時代。

1.全硬盤播出系統的設計思想

全硬盤播出系統設計強調的是“無潰點設計”，這與傳統的自動播出系統在具體的設計方法上有了很大的變化，傳統自動播出主要在技術手段上實現系統的應急，對信號源和播出設備的故障發生后做處理，確保播出信號不中斷，但不能保證內容的連續性，即“只應急，不備份”。

全硬盤播出則引進大量的計算機安全處理技術，對播出信號源和控制信息作備份設計，以實現所謂“熱備份，熱切換”，從而保證播出故障發生時播出內容的連續性，全面地提高播出系統的安全性。

在整個播出系統中，系統的安全播出涉及到的環節除了物理設備以外，還包括信號源、控制信息和數據庫信息等，因此硬盤播出系統在所有關鍵環節均采用了冗余備份的手段，典型技術是硬盤結構上采用視頻服務器雙機鏡像結構、主備數據服務器、主備播控機，軟件技術則包括系統的自動監控技術、主從自動同步技術等。

2.全硬盤播出系統的優勢

2.1 優越性

隨著一些關鍵技術如壓縮編碼、RAID技術寬帶光纖網等的日益成熟，硬盤自動播出進入視頻領域已成為現實，硬盤自動播出從根本上改變了電視臺傳統的播出形式，其特點如下：

(1)它采用了數字的處理和存儲方式，信道傳輸特性甚優，多次重播的圖像質量一致性好；

(2)由于采用了硬盤作為存儲媒體，磨損極低，數據可以長期保存和播放，并且不影響播出質量；

(3)圖像和聲音作為數碼信號存儲于硬盤，由于硬盤的存取手段適應于多進程實時訪問，多個輸入輸出通道可以同時存取同一或不同數據，實現了資源共享，利用率大大提高；

(4)克服了磁帶錄像機機械結構維護困難、費用高、可靠性差等長期困擾電視技術工作人員的問題；

(5)節目錄入、播出節目單編排完成后一般無需人為干預，自動化程度高，大大提高了播出的精確度；

(6)硬盤自動播出的實現平臺為服務器，其通用性較好，可以在開放底層接口的條件下靈活地實現各種應用；

(7)系統的內部擴展能力以及外部的擴展能力較好，能夠很好地與未來的全數字化、網絡化、資源共享的節目編播體系相銜接。

2.2 靈活性和時效性

硬盤自動播出取代了傳統的錄像機播出，播出節目的數字化、多元化使得對播出過程進行網絡化管理成為現實。軟件還設定了檢查所存儲素材的程序，如正常，就顯示檢查完畢的字樣，如有問題，會自動給予提示，極大地降低了停播和錯播率。

對于處在不同狀態的節目（如：正在播出、定時插播、下一節目待播等）采用了不同的顏色顯示，且節目編排實現非線性，播出方式有多種類型如：定時插入、緊跟定時插入和緊跟定時播出等多種播出形式，并可在線修改節目單里的任何位置所要播出的節目，極大地提高了播出的靈活性和時效性。

2.3 安全性和穩定性

播出機房負責節目的安全播出，以前經常出現磁帶制作問題、節目串聯誤差、臺外微波、光纖線路中斷等意外事故。出現這些情況時，為了避免劣播、停播，需要應急插播合適的畫面，以保證播出的不間斷。

采用傳統的方式啟動錄像機并切出活動的畫面需要一系列如啟動、掛帶、走穩等諸多操作環節，至少需要5～10秒鐘的時間，這對于分秒必爭的電視播出影響極大。而采用硬盤自動播出則可以在極大程度上避免類似事故的發生。

在硬盤中所存儲的信號不但可以反復無數次地播出，并且能夠保持同樣的質量，從而避免了因磁帶多次播出而造成的磁頭磨損和磁粉脫落，使得播出的信號出現衰減和傷化，影響播出信號的質量。

為此，硬盤自動化播出所提供的循環播放清晰的視音頻信號可以作為應急的插播信號源，若播出中出現故障，可以在第一時間內即插即用暫時接替正常節目的工作，使工作人員有時間排除故障而不中斷播出。

另外，也可用于常見的正常插播情況，當有些節目要求準點播放，如新聞、節目預告、直播晚會等，要求臨時插播如廣告、通知或宣傳形象片內容時，因所需的插播時間短，若使用傳統的錄像機播出，易出事故，而硬盤自動播出可以在任何情況下，隨時插播指定節目。

硬盤自動播出系統要求節目切換點平滑、海量的存儲器，要求應用于播出的計算機處理、硬盤存儲等技術高，因此硬盤自動播出系統的應用必須配備硬盤服務器的主備機及熱備份方式。

在實際應用中，要充分利用現有設備資源，提高設備的使用效率，為了省去操作上每換一種應用程序就要倒換設備的視音頻連接線所帶來的頻繁更換的麻煩，可以利用一臺視音頻矩陣來連接輸入、輸出的各路信號。

我們將全部設備的輸入、輸出視音頻信號線均接到矩陣的輸入、輸出接口，通過矩陣來遙控設備的斷通，將矩陣中每個所需切換的交叉點狀態分別連接到各個相對應的功能鍵上，使用時根據需要選中相對應的功能鍵即可連通相關的設備，從而避免了因倒換設備視音頻連接線及控制線所帶來的不安全因素和麻煩。

3.硬盤自動化播出的原則

3.1 安全、穩定原則

在選擇軟件上必須具備六項主要功能：一是主播、備播服務器能同步播出，并互為熱備份；二是可以編排多天的節目，同時具備離線編排、在線刷新、自動檢測功能。

能具備時鐘、臺標、角標和左飛或上飛字幕同時插播功能，并且在播出時要相互獨立，互不影響；三是有人工播出、自動播出、順序播出、定時播出、跟隨播出、節目墊播等播出方式；四是能支持多種視頻文件格式的直接播放，具有音量自動均衡控制、立體聲功能，左右聲道轉換方便；五是能夠實時記錄播出日志，具有日志查詢功能，智能統計播出時長及節目總長；六是播出節目清晰流暢，能達到廣播甲級標準。

3.2 先進性、實用性、經濟性原則

我們應在保證系統先進、可靠和高性能價格比的前提下，通過優化設計，要根據自身實際狀況，做到量體裁衣，合理取舍，因地制宜的配置設備，才會收到事半功倍的效果，才能實現經濟效益和社會效益的雙贏。

3.3 擴展功能原則

在設計硬盤播出系統時，要立足現在放眼未來，應該為今后系統功能的升級和擴展，留有足夠的空間。整體大框架的構成和接口，要為相應系統設備的增加，留有充足的可擴展余地。在滿足當前社會進步和經濟發展需求的前提下，從宏觀上，要為將來增加播出頻道以及電視業務的擴展和電視臺的發展，做好長遠規劃。

4.全硬盤播出系統的維護

硬盤播出系統的維護最大特點就是對數據、網絡的維護和管理。包括系統硬件、軟件的維護和對系統的報警處理。結合實際使用情況，談幾點維護體會和認識：

4.1 基礎維護

首先，堅持日常巡檢。播出技術人員每天定時對各種服務器和相關設備進行有序巡視和檢查，通過對設備面板的狀態指示燈來觀察設備運行情況，風扇、電源模塊及鏡像磁盤的工作狀態。

其次，常規維護不可少。常規維護包括定期進行設備的除塵，尤其是風扇過濾網、散熱片及外漏的縫隙、設備外表等。在盛夏酷暑、室內溫度高、機房環境條件又不是很理想的條件下，特別注意其良好的散熱，包括各工控機的過濾網和風孔?？筛鶕娫?、風扇等的封閉性程度的大小和機房環境的變化，來制定除塵維護的周期。

4.2 視頻服務器的維護

由于視頻服務器的磁盤陣列需要頻繁進行讀寫，磁盤出現邏輯錯誤和物理壞道的機率大大增加，而且RAID系統只容許一塊硬盤失敗，當兩塊硬盤都失敗時，整個RAID陣列的數據會全部丟失，帶來短期內無法彌補的損失。所以，對于我們來說，硬盤陣列的每一塊硬盤的狀態必須時刻得到密切關注。在服務器報錯時，主要進行以下操作：

通過查看面板菜單項來判斷報錯信息提示，如果一塊硬盤報為“stop”，則需要手動重啟此塊硬盤。因硬盤只有36G，數據恢復時間大約40分鐘。

如果上述方法無效，就需要對此塊硬盤進行格式化后再重建，由于在線重建，系統的編解碼和素材遷移工作正常進行，重建效率降低，對于36G硬盤重建工作大約要進行4個小時。如果離線重建，大約需要2個小時。

如果仍不成功，就需要更換硬盤，重做以上工作。格式化可以對整個磁盤陣列進行。對于MAV-70XG工多個磁盤格式化后，素材的恢復大約要一天半時間。

4.3 數據庫服務器的維護

數據庫服務器是硬盤播出系統中數據管理和存儲中樞，系繞的用戶管理、權限管理，編單、上載、播出的全流程協調運營都是數據在應用層面的具體表現。對其進行科學的管理和維護是整個硬盤系統正常運行的必要保障。

4.4 網絡維護

對于網絡上的所有控制機可以按照一般電腦的維護檢測辦法。網絡測試主要通過“ping”命令，來檢測網絡連接是否通暢。

硬盤播出系統是一項需要長期探索和不斷學習、總結的工作，不論是視頻服務器、數據庫服務器還是網絡的維護，都需要新知識、新技術的支撐。對播出技術人員來說，在學習中維護，在維護中積累，只有維護工作到位，才能最大限度地保障設備正常運行，實現安全播出。

5.結語

隨著廣播電視數字化進程的日益加快，硬盤播出已成為電視臺播出系統的必然發展趨勢，如何正確選擇硬盤播出系統的類型，關系到電視臺的未來發展，因此要十分慎重。

[1]陳琳娜.電視節目硬盤播出系統的實際應用[J].中國新技術新產品,2009(07).

[2]陳靜.淺談電視臺硬盤播出系統中技術維護[J].數字技術與應用,2010(09).