新聞制播網的全流程高清化改造實踐

王彬+吳文怡+李寧斌

【摘要】蘇州廣播電視總臺在新大樓搬遷之際，對原有的標清生產網進行了全面改造，建立了全高清采編、高效、安全的高清新聞制播網絡系統。結合新聞高清制播網的改造與實施，介紹了系統升級的總體設計和改造思路，并對系統實施中出現的各種問題進行了總結和思考。

一.系統改造背景

2009年蘇州廣播電視總臺（簡稱為“蘇州臺”）自主搭建了標清新聞制播網，實現了標清新聞節目的采、編、審、播、存全流程文件化制播體系，并穩定運行達6年時間。2016年借助蘇州臺新大樓建設的契機，滿足新聞節目高清化制播需求，蘇州臺在原有標清新聞網的建設基礎上，實現了新聞網從標清到高清的全面升級改造，將原有的系統中存在的設備與資源的問題進行了優化，完美地實現了新聞制播網的高清化改造。

二.系統高清化設計要求

高清新聞編輯網絡是蘇州臺節目生產制作的核心業務，承擔著《蘇州新聞》《社會傳真》《新聞夜班車》等多檔新聞直播和錄播欄目共400分鐘左右的節目制作量，因此需要建設一個安全可靠、運行穩定、兼具效率的高清制播網絡，在原有的標清系統上進行改造建設要求很高，綜合原標清系統的情況，蘇州臺提出了如下幾點建設目標：

（1）優化非編、審片等軟件的高清制作能力與穩定性，實現所有非編站點高清編輯視頻素材不少于四層以上、音頻素材不少于六層以上的實時編輯性能；

（2）制作網存儲滿足日常的高碼在線編輯需求，實時總帶寬不低于1200Mb/s，存儲物理容量70TB以上；

（3）大新聞中心的用戶管理與制作模式，實現單網多演播室送播流程；

（4）高安全性的數據保護與存儲能力，智能化的實時流程監控預警機制；

（5）無縫對接升級后的媒資系統、收錄系統、媒體云系統等相關業務系統。

新聞制播網絡的升級改造立足蘇州臺實際情況和未來發展的要求，把系統的安全性放在首位，從硬件安全、網絡安全、數據安全進行綜合考慮，以安全、高效為原則；保障在線生產系統不受影響的前提下，平穩實現升級，且升級后的系統要具擴展性，在存儲空間和站點增加等方面有冗余的準備，構建高標清兼容的制作平臺。

三.系統高清化改造措施

根據上述目標，從新聞制播網的流程入手，在每個環節逐個進行測試和驗證，進行了全網的高清化改造。

1.存儲設備架構升級

高清制播網絡的視頻編碼格式從原DV25Mb/s碼率、分辨率720×576升級為MPEG-2 IBPLongGOP 15 35Mb/s碼率、分辨率1920×1080，編輯過程中需要實時讀寫網絡硬盤的素材，同時還有網絡并發的需求，這樣的編輯方式對存儲設備提出了很高的要求。經計算要滿足建設目標提出的編輯性能，帶寬的需求應不低于1250Mb/s，峰值計算模型如表1所示。

原標清新聞網的存儲架構使用的是IP-SAN存儲，而現有的編輯方式中由于對故事板的編輯讀取操作要多于對網絡存儲寫文件的操作，因此對存儲的讀取速度如果遠低于寫入文件速度，則很容易發生編輯卡頓、播放丟幀等問題。經過前期測試發現，高性能的NAS存儲可以完全滿足帶寬及讀寫性能的要求，特別是讀取帶寬，滿足了高清編輯的生產效率。

圖1是蘇州臺在測試NAS存儲的系統拓撲圖。根據測試環境，通過人為手動干預，模擬集群存儲的各種應用故障及切換，以驗證集群存儲系統的應用高可用性及存儲及數據的高可靠性等方面的要求。通過模擬Cloud NAS存儲節點突然宕機、磁盤故障；模擬Cloud NAS集群節點突然宕機故障等等一系列的可能出現的問題，通過測試結果可以得知現有的NAS存儲無論從可用性、安全性、可靠性都可以滿足蘇州臺新聞網對存儲的要求。

2.高清編輯性能優化

為了提高高清節目的編輯性能，除了后臺的存儲帶寬的提升，工作站本身的編輯性能也極為重要。蘇州臺主要從工作站硬件配置性能與現有非編軟件的編輯性能整體考慮，優化高清節目的制作能力。

為了確定一款更適合現有非編軟件編輯的平臺，對常見的幾種機型的轉碼性能進行了測試，經過對比發現在現有大洋編輯軟件的基礎上，CPU主頻提高對于轉碼效率更有幫助，最后決定使用HP T3610作為高清非編編輯工作站點。（高清源素材統一為時長3分30秒IBP 35Mb/s，目標格式是高碼IBP 35Mb/s中碼流為IBP 12Mb/s）

由于原先非編網的非對稱雙存儲和非對稱數據庫的架構機制，即單中央存儲盤陣中保存高、中碼流素材，本地工作站磁盤保存中碼流素材；網絡數據庫與中央存儲對應、本地數據庫與本地硬盤存儲對應，進行非對稱的完全備份，大大提升了非編網絡運行的安全可靠性。但這樣的運行機制在高清化編輯后帶來了數據處理層面中的問題，例如在測試中發現由于網絡與本地文件的讀取優先機制不同，造成軟件需要對文件版本進行判斷和同步，耗費時間；軟件對故事板所有文件會進行掃描，而大量的掃描時間消耗在音頻與字幕等文件上，在標清下表現不明顯的問題在高清編輯下來了明顯的對比。

針對這些問題，蘇州臺提出了優化軟件處理邏輯的做法：1）打開故事版或者字幕文件時，立即判斷文件版本，不考慮本地還是網絡，優先打開新版本的文件進行編輯最后保存時再做同步，從而節省文件匹配時間。2）去掉對音頻文件的掃描，減少了對雙路文件是否存在的判斷語句，節省了對文件掃描判斷上的大量時間。通過優化軟件處理邏輯以及軟件編輯性能參數設置，原軟件版本在高清下的編輯效率很好地滿足了高清節目制作的要求。endprint

3.全流程制播機制改進

蘇州臺的全媒體大采訪部模式的應用完全改變了原先頻道制欄目制的采制節目流程。記者跨欄目采訪及制作內容的需求，單網多演播室送播的變化，對后臺網管設置、節目送播流程上提出了新的要求。

根據這些新的需求，蘇州臺打破了原先的欄目限制，通過增加文稿軟件對擬播欄目信息支持的修改，解決了用戶欄目屬性固化的問題。具體實現機制是：記者通過指定擬播欄目信息，在非編粗剪稿件后將擬播欄目信息繼承到故事板名稱中；粗剪完畢后提交送播流程，這樣工作流的名稱中也繼承了擬播欄目的信息，最后通過后臺演播室橋的配置文件來進行標識，每個擬播欄目定義不同的目標演播室、目標VIPS設備，并且由不同的遷移設備進行遷移工作。這樣就實現了不同欄目分發到不同演播室的需求。

4.數據安全與預警能力提升

在滿足了高清化制作能力及新聞全流程送播需求的基礎上，還必須充分考慮數據存儲的可靠性、新聞直播的安全性、流程運行的穩定性。從這三方面提升整個系統的健壯性。

最核心的業務數據庫使用了安全性更高的DELL3800f存儲服務器，在數據的網絡存儲過程中提供高容量的儲存空間，并且基于光纖通道加快數據的傳輸過程。使用的SQL2008 R2雙機熱備的集群服務加第三備的鏡像服務，可以最大程度上的保證數據服務安全；演播室直播除了使用主備播控工作站保證播出外，還采用了文件化備播手段，緊急情況下記者在編輯完成后可直接通過送播文件至演播室完成直播。這樣的備播手段對于整網的流程中斷、數據及存儲級的故障、網絡造成的故障等問題有極好的應急效果；新聞節目的文件化送播方式對系統流程的安全穩定運行要求很高，同時對維護系統的技術要求也很高。目前的新聞直播量達到每天370分鐘，節目送播條目每天將近200條。為了快速有效地對流程故障進行定位和處理，蘇州臺部署了多節點的預警機制，分析業務流程，提出有效的監控點，并實施監控和預警，通過短信和微信平臺提示值班人員快速主動發現問題，保障節目制播的安全生產。

5.多格式支持的轉碼平臺建設

高清新聞制作比原來標清從拍攝、碼流、制作手段上來說都有了更高的要求，編輯的內容除了外拍的高清視頻外，還有很多來源不同的視頻內容，如網絡下載、手機拍攝等，由于素材的格式、碼率多種多樣，而大洋非編軟件對視頻處理的格式十分苛刻，不能兼容現下的多種格式，而且對于部門編碼格式雖然支持導入，但是由于對不同格式的編解碼處理能力不同，因此在編輯時，需要對不同格式、不同碼率的素材找到最優化的處理方式。經過測試發現軟件對MPEG_IBP編碼格式的文件處理能力較好，因此通過搭建統一的轉碼平臺，給編輯人員提供轉碼的FTP入口和出口平臺，轉碼任務放在后臺按照設置好的標準格式進行轉碼處理。這套轉碼平臺支持多格式轉碼，可以對提交的不同文件夾、按照不同格式設定來進行處理，轉碼后的文件仍可按原文件夾名區分存放，大大提高了編輯人員對轉碼任務的體驗度和工作效率。

四.總結

高清新聞網建設歷時3個月完成搭建，目前已投入使用并安全制作節目至今，在這次的高清化改造中，經歷了存儲的選型確定、素材資源的遷移，軟件卡頓問題的定位、修改，蘇州臺定制功能的修改測試，以及SXS卡導入格式的增加與優化，打包中心對于高清故事版合成效率優化等等；同時也從統一的全局用戶管理配置、靈活的文件化送審送播機制、安全可靠的數據備份方式和多格式支持的轉碼平臺建設等角度來考慮整個系統的部署與升級。雖然最初對于在原有軟件基礎上的高清化改造還存在疑慮，但經過了對用戶的編輯習慣和編輯內容進行了詳細分析，對業務流程進行充分的測試和研究，通過規范編輯要求和操作，提升軟硬件性能，統一編輯碼率和格式，實現了全網的高清化升級改造。這次改造為蘇州臺的生產系統建設工作積累了豐富的經驗，在媒體融合發展的要求下為再造新的制作流程提供了更多的思路。B&P

參考文獻

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