基于藍光盤介質的媒資存儲探索

上海市寶山區廣播電視臺 朱 力

1.引言

隨著電視業務的發展，欄目的播出周期越來越短，自辦的節目越來越多，電視臺每天都要生產大量的文字、圖片、音視頻等業務數據，這些數據，都是每個電視臺的寶貴素材，是各位電視工作者的智慧結晶。大量寶貴的素材，如何有效的保存，給電視工作者們帶來了很大的挑戰。

隨著電視行業記錄和存儲設備的發展，記錄載體也趨多樣化，目前而言，本臺的記錄載體有U-MATIC帶、BETACAM帶、DVCPRO帶、P2卡和藍光盤。這些多格式的存儲介質給保存和調用帶來了新的難題，在沒有統一存儲格式的情況下，調用的成本很高，且操作復雜，還需備各式播放設備。

為適應新的媒資存儲，本臺經過論證，于2008年添置了基于磁盤陣列的在線媒資系統，也于2012年建成了基于數據流磁帶的近線和離線媒資系統。成熟的基于磁盤和數據流磁帶的媒資系統給素材存儲帶來了成套的解決方案。但該系統的成本和介質本身的存儲周期這兩個方面一直是媒資長期保存的瓶頸，特別是對于訪問頻率極低的歷史媒體資產的管理應用是否適用帶來了疑問。為此，本臺不得不探索更低成本和更長存儲周期的方案來完善這一必須面對的問題。本文將依托本臺的實際情況，將未納入當前媒資系統的歷史音視頻資料作試點，探索基于通用藍光盤介質的媒資存儲應用。

2.需求

本臺的歷史視頻資料現狀：經梳理，本臺還有未納入媒資系統的U-MATIC素材700多盤，長約500小時。該素材都為上世紀90年代初積累，在帶庫已存放20年，磁帶的質量已不容樂觀。而配套的播放機還剩4臺SONY U-MATIC VO5850P，經保養有2臺能正常播放，如出現故障，已很難再有配件進行維修。不進行存儲轉換可能面臨歷史珍貴資料的缺失。事實上，類似于這樣的媒體資產在隨著時間的推移將會越來越多，必需要思考對該類資料進行轉換存儲介質，進行長期、有效地保存的方案。

3.定位

根據當前本臺的實際情況，對解決方案設立以下6方面定位：

（1）低成本。考慮本臺在運行資金上的壓力，應在系統建設、資料轉換、存儲調用等各個環節中，盡量壓縮先期的硬件投入和降低后期維護管理成本的投入。

（2）符合長期保存要求。選用介質需達20年以上的保存周期，存儲和調用等整個系統能長期有效。

（3）調用和編目相對便捷。因考慮資產的訪問頻率極低，為節約成本，可考慮人工干預操作，但能做到快速查詢、訪問和調用。

（4）兼容性強。存儲的格式為通用格式，能被不同的非線性編輯系統所識別和使用。

（5）安全性高。存儲介質本身不易損壞，同時不能有病毒等安全風險。

（6）具備擴展性。雖然定位于歷史媒資的存儲管理，但通過擴展，能應用于當前媒資的存儲管理，并能做到與當前基于數據流磁帶庫媒資系統的銜接。

4.分析

（1）為什么不利用現有的磁盤陳列+數據流磁帶的媒資？

1）歷史媒資的特性決定。正常情況下，歷史媒資很少被訪問，使用的頻率極低。以本臺的U-MATIC帶資料為例，近十年來，僅在攝制《改革開放三十周年回顧》專題片中，曾大量調用過。而這些資料如錄入現有媒資，很有可能面臨在數據流磁帶換代時都不曾被調用的情況，這樣反而會增加換代數據遷移的壓力。因此，以數據流磁帶為介質的媒資系統并不適用于非經常性調用的歷史媒資保存管理。

2）數據流磁帶的特性決定。數據流磁帶通過不斷發展，其單盤容量大及產品的成熟度等優勢非常明顯，但其工藝特性采用“電—磁”的基本記錄原理，“接觸式”讀寫方式，長期存儲后易產生發霉、掉磁、粘連等情況，因此也決定了其老化周期較短，難以做到長期有效地保存。

（2）為什么選通用藍光盤？

1）藍光的發展趨勢

2002年2月19日，“藍光光碟聯盟”的前身“Blu-ray Disc Founders”成立，由索尼集團為首開始策劃及研發藍光光碟。2008年2月19日，隨著HD DVD領導者東芝宣布在3月底退出所有HD DVD相關業務，持續多年的下一代光盤格式之爭正式劃上句號，最終由SONY主導的藍光光盤勝出。通過十多年來的發展，藍光技術已趨向成熟，現已在專業領域大面積推廣，XDCAM系列的藍光攝錄設備已在廣電領域占據半壁江山。考慮到成本和兼容性，我們選取通用藍光盤為介質進行分析。

2）通用藍光盤的特點

一是保存年限長。根據對藍光盤的調研，目前優質藍光盤的生產采用了超硬保護涂層、無機記錄材質2種新技術，新技術使得藍光盤存儲年限遠遠超越了硬盤、磁帶等其他存儲介質，保存年限理論上可達50年以上。

圖1 防指紋污染測試——盤面污染程度圖

圖2 防指紋污染測試——結果分析圖

二是保存要求低。通用藍光盤的保存條件為常溫(-10～55℃)，濕度3%-90%，在電視臺帶庫恒溫恒溫的保存條件下，對其保存周期來說，應有較高的保障。

三是抗干擾能力強。根據藍光光盤協會發布的白皮書中對藍光盤的測試，可以清楚地看到，藍光盤的介質在抗干擾能力方面表現出很大的優勢，對使用和保存的周期來說，有很大地提升。

a.藍光光盤協會發布的指紋污染測試。如圖1所示：(a)為DVD，(c)為普通藍光盤BD-RE，(c’)為最新超硬保護涂層的藍光盤。通過人造指紋試劑模擬指紋中的油脂對光盤進行污染，計算讀寫誤碼率。通過顯微鏡可以觀察到，(a)(c)(c’)的指紋污染物和顆粒附著物不污染程度有極大不同，(c’)盤保護涂層起到重要作用。

如圖2所示：通過兩種不同手段進行測試，分別為①藍色條塊為記錄后再加指紋的誤碼情況，②紅色條塊為加指紋后再記錄的誤碼情況，測試后(a)盤的兩種誤碼率極為嚴重，影響正常讀取；(c)盤第1種測試的誤碼率在1.0E-5左右，第2種測試的誤碼率為1.0E-3左右，也不太可靠。(c’)盤的誤碼率都相當穩定且較低，低于商用誤碼率標準。

b.藍光光盤協會發布的鋼絲球摩擦測試。如圖3所示：三種測試光盤樣品為(a)聚碳酸酯保護膜盤面；(b)傳統的紫外固化保護層盤面；(c)最新超硬保護涂層的藍光盤面。

實驗中使用鋼絲刷子對實驗品進行300次摩擦，再對其進行讀寫，獲取的信號的抖動參數(jitter)。實驗中(a)盤表面被摩擦后，不能正常讀寫；(b)盤也受到了損傷，單誤碼率較高；(c)表面幾乎沒有損傷，各項數據顯示正常。

表1 媒資分類表

圖3 鋼絲球摩擦測試結果圖

圖5 媒資調用圖

四是兼容性高。經本臺測試，通用藍光盤能被各品牌普通藍光驅動器所識別和讀取。且根據光盤的發展，每次升級換代都能做到讀取的下兼容(MD、LD因尺寸及包裝等問題不兼容)，且其讀寫工藝也決定了可做到下兼容。在新一代藍光盤BDXL發布時，藍光光盤協會也公布了BDXL播放器能下兼容CD、DVD、BD等格式。因此，照此趨勢，即便讀寫設備升級，通用藍光盤會在很長一段時期內，不缺乏讀取設備，避免了數據的反復遷移。

綜上，以藍光盤的作為存儲介質，將符合我們對休眠型歷史媒資的存儲要求。

5.系統設計

根據對本臺媒資生成時間和使用情況分析，結合現有媒資系統容量，設立以下4種分類，如表1。

那么，本臺前三類媒資已進入磁盤+數據流磁帶庫的現有系統中。按照以上分類，也可清晰地看到，本文設計的重點是針對第四類媒資的存儲。

2003年9月，中國廣播電視音像資料館項目第一期安裝調試工作完成，標志著媒資管理系統在我國開始起步，通過近10年的發展，該系統已相對成熟，本文所研究的歷史媒資存儲探索也是基于這一成熟的系統，整體的媒資體系與之前的基本相同，只是在存儲介質的操作上引入了光盤庫和離線柜(如圖4)。

那么，通過我們調研，本臺面向休眠型的歷史媒資存儲設計，其要點應包括以下幾個方面：

5.1 低成本框架設計

媒資系統的流程已無多大的值得商議之處，那么要降低成本，需轉換思路。一是“草船借箭”。整個系統在媒資采集編目存儲等整個流程的初期，善于“借”力，以租用設備的形式來完成休眠離線型媒資進入系統，最終所保留的僅是保存音視頻數據的藍光盤介質、保存編目數據庫的服務器和讀取調用數據的藍光光驅。二是面向未來的簡易升級方式。考慮技術的不斷發展的潮流，目前的藍光介質BDXL終會被新一代的大容量光盤所取代，但光盤的下兼容格局，將為今后的設備升級帶來非常簡易的升級模式。即采用新一代的光盤作保存新介質，同時更新讀取設備，原存儲藍光盤亦能繼續使用。因此，在設備升級上也將存在低成本操作的可能。三是較長的存儲周期。根據藍光盤介質的保存年限和兼容性，本臺設計的數據遷移年限為20年。這一周期將遠高于數據流磁帶的保存和遷移周期，在后期的數據維護上，節約了大量的人力物力和資金。

5.2 適用型調用模式設計

在完成采集編目后，存儲音視頻介質的藍光盤將被安置于帶庫，其保存方式為貨架保存，類似于原來的磁帶保存方式。其按照媒資的生產年度、節目類型和時間序列生成唯一序列號作為標識，系統標識、光盤標識和貨架位置一一對應。其調用模式為在檢索系統中查詢到所需素材的識別號，到帶庫對應的位置找到該光盤，在帶驅動器的非編上導入所需數據，使用。如圖5：

雖然這樣的操作方式與全自動的媒資系統相比，在便捷性上差距較大，但對于極少調用的休眠型素材來說，衡量其調用工作量與投入的成本，不可謂是一種很好的方式。

5.3 突出的兼容性設計

為考慮休眠型離線媒資長期存儲的要求，兼容性是不得不考慮的問題。一是媒資格式與不同的媒資系統相兼容，可做到不同系統的導入導出，這方面需考慮媒資的存儲格式為通用的MPEG2、DVCPRO25、DVCPRO50等格式，編目的存儲格式為基于XML的通用格式。二是檢索系統也需考慮通用性。本臺選用基于TCP/IP協議的檢索系統，利用通用的IE軟件做檢索客戶端。這樣的設計對于任何聯接到媒資服務器的計算機，都能做到查詢檢索功能，方便檢索功能的不斷拓展。只要做好數據服務器的備份，確保數據服務器所在網絡的安全，那么編輯記者的辦公計算機，也能進入該媒資網絡，進行資料的查詢。

5.4 擴展性設計

根據低成本框架設計，本系統在硬件上擴展性已預留余地，更新換代已非重要問題，今后新光盤介質存儲的可擴展性上也能體現可持續性。那么，本文討論的擴展性主要就在于可擴展的媒資存儲。根據本臺的媒資分類，本系統將先針對當前第四類媒資存儲，但從本質上講，當前的一至三類媒資會隨著時間的推移，也會成為第四類媒資，能否做到本臺現有的基于數據流磁帶媒資系統的導入，是關鍵。經過我們的反復測試，要做到這一點，需在系統設計中注重兩個原則，一是兩個系統的編目標準需一樣，也就是編目的標準必須嚴格按照國家廣電總局發布的《廣播電視音像資料編目規范》（GY/T 202.1-2004）進行編目。二是新系統需帶編目信息字段抓取和導入功能，這樣，也就能完成新系統與原系統在編目上的對應一致，也就能完成媒資的整體遷移。通過以上兩個原則，新建的藍光媒資即能做到我們所需的擴展功能。而且，在足夠的資金保障情況下，拓展藍光盤庫等自動存儲系統后，利用新的藍光媒資系統能進行快速數據遷移，因此，可將藍光盤媒資系統升級為原數據流磁帶媒資系統的備份，也為媒資的安全提供了更好地保障。

6.結語

本文針對基于藍光盤介質的低成本休眠型歷史媒資存儲系統的探索和應用，較為有效地解決了本臺該類媒資的存儲難題，同時，也望能為今后媒資系統的存儲建設提供新的借鑒方案。