淺談電視播控系統中數據容錯技術

文/張曄

互聯網及數字技術的飛速發展，給廣播電視播控系統帶來新技術、新優化和新機遇的同時，也對播控系統的技術水平及安全可靠提出了更高的要求，停播時間以秒來計算。因此，需利用多種技術手段完善播控系統，促進播出信息安全優質傳播。容錯基本思想由馮諾依曼最先提出，在商用領域廣泛應用容錯技術則是在20世紀80年代，隨后在能源、交通、制造和物流等行業得到有效推廣，[1]電視行業也進行了運用。數據容錯技術的運用，增強數據服務的連續性，促進播出質量與穩定性的提升，該技術能夠解決傳統主備方式中的多種弊端，順應當前數字化播控系統的發展需求，減輕工作人員的工作壓力，其兼容管理模式的特點也受到工作人員的廣泛歡迎。

1.播控系統中數據容錯技術的必要性

在電視行業的繁榮發展過程中，網絡化、信息化和數字化促使播控系統不斷更新換代。在播控系統的軟硬件設置中，應該嚴格控制設備的質量和技術的先進性，防止由于設備質量和性能問題對系統運行穩定性造成影響，應該淘汰不適用的技術，確保相關技術的先進性。在系統設備的安裝與運行當中，應該對其運行環境和運行需求進行分析，嚴格把控無論是鏈路還是節點都不應該出現單一潰點，致使播出中斷。采用關鍵節點、關鍵設備互為備份，減少因設備問題導致故障出現概率，逐步提升播控系統的運行效果。當前，電視播控系統的更新升級較快，在進行改造時，應該留有充足的擴充升級空間，滿足當前電視行業的發展需求，增強其升級改造的靈活性，使其更加適應節目播出的高質量要求。

隨著廣播電視數字化技術和網絡技術的發展，用戶需求的提高，節目數量的增多，播出系統的數據量也在不斷增加。數據服務成了電視播控系統中的關鍵技術。要保障播控系統的安全正常播出，單靠設備質量控制和備份設計無法滿足要求。播控系統是一個精密龐大的運轉體系，電視節目文件化、網絡化、數據化，致使系統中海量數據與文件的處理會受到多種因素影響，一旦系統發生故障會引發數據中斷、損壞、丟失等嚴重的播出事故。[2]因此，將先進的數字傳輸設備與數據容錯技術相結合，最大限度地降低數據故障對播控系統造成的影響。播控系統中數據容錯技術的應用就是對系統中的數據與文件進行檢測，實時發現故障，減小故障潛伏期；對不引起物理破壞的瞬時故障的消除，屏蔽不影響播出的故障；限制故障傳播范圍，防止故障對其他區域的破壞或影響；可以對損壞或者丟失的數據進行有效恢復，使其保持原有的狀態。播控系統中數據容錯技術的廣泛運用，避免突發事故的發生，使播控系統不會因為故障而導致中斷或出現錯誤，促進播控系統的升級改造。

2.數據容錯系統的設計與實現

在播控系統故障的檢測、診斷和解決中，數據容錯技術發揮著至關重要的作用。在現代化電視行業發展中，對于節目播出質量的要求越來越高，應該確保播出數據服務不中斷，且在故障發生時能夠第一時間進行恢復。與此同時，數據容錯技術的運用，能夠對數據服務中斷問題進行有效控制，數據恢復功能得到發揮。數據庫接管功能的可靠性也得到了明顯提升，尤其是備服務器的使用是增強系統運行可靠性的關鍵。[3]

2.1 音視頻文件多路徑分發設計

硬件出故障可以重新修復、更換，數據丟失，無力恢復原狀，影響力較大。播控系統中節目素材多路徑分發、存儲，對系統故障的切換和恢復起著至關重要的作用。數據容錯技術音視頻文件多路徑分發的功能，能夠使服務器負載量降低，在保障系統運行安全性的同時，能夠在發生故障時保障節目播出的實時性。[4]播出素材實時存儲在主備文件服務器、播控工作站，在不同備文件服務器即備份路徑中自動分發主服務器中的電視節目素材，這是音視頻文件多路徑分發的主要工作內容，能有效防止數據損壞和數據丟失等問題的出現。此外，當系統運行中出現故障時，能夠確保節目播出的實時性，增強系統運行的可靠性。在音視頻文件多路徑分發中，需增強上載工作站、文件服務器和公共服務器之間的協調性，以上設備都采用主備工作模式，滿足多路徑分發的工作要求，提高數據傳輸速率和存儲備份速度。在節目素材上載、存儲的過程中，采用選擇上載到文件服務器與二級存儲相結合，也就是在文件服務器主備、二級存儲（盤塔）主備存儲節目素材，當其中某分發路徑上素材有問題，可利用其他路徑上的分發的同素材，重新分發到這條路徑上，保證整個播控系統實時存取素材。多路徑分發運用結構化查詢語言中的Trigger，能夠對需要更新的信息進行有效獲取，以便實時更新相關素材文件，這是多路徑分發工作中的關鍵環節。在多路徑分發音視頻文件時，需要構建拷貝執行程序，數據庫調用控制命令與拷貝程序的通信，則需要借助于Socket套接字實現。[5]在電視播控系統當中，音視頻文件多路徑分發中的終端主要是指播出工作站，在對數據庫系統進行訪問時，往往依靠數據庫數據模塊實現。對于數據庫表和存儲過程等進行調用，在節目的更新、添加和刪除操作中，主要是依靠數據模塊中的存儲過程實現。在數據庫建立當中，應該完成備份路徑表、音頻節目表、擴展存儲和觸發器的構建。在控制命令的實現過程中，建立連接、捆綁地址、數據接受、數據發送和關閉等，是Sockt提供的原語。在拷貝執行程序中，主要是通過數據源名稱的獲得、配置文件config.ini的獲取、SQL連接的釋放和通信線程SocktServerThread等過程實現。

2.2 文件服務器數據容錯設計

文件服務器容錯主要運用錯誤檢測和文件檢查恢復來實現。Active-Standby即雙機主從熱備份模式，主要應用于文件服務器的錯誤檢測中。在對主機網絡的狀態進行檢查時，主要是由備機向主機發送ping命令，其發送時間間隔大約為0.1s。當默認的主服務器無響應出現問題，備服務器接管并報警，人工修復主文件服務器、數據。CheckUselessFileThread即檢查無用文件、HandleCoherenceThread即檢查文件一致性、DeleteUselessFileThread即消除無用文件，是文件檢查與恢復的主要功能。[6]在文件服務器數據容錯設計中，主要是運用雙機容錯系統。在檢查文件的一致性時，需要在數據庫中對播放文件記錄進行查找，在該文件的查找中需要訪問存儲該文件的各個路徑，對其修改時間進行對比分析，能夠有效恢復維修后的主文件服務器。在上述操作當中，能夠使主服務器和備服務器的數據類型保持一致，實現對文件數據的及時恢復。而在消除無用文件時，則需要通過打開SQL數據庫、獲取文件路徑、路徑下該文件的存在判斷和JM表中文件記錄的判斷等進行檢查，以實現對無用文件的清除。

2.3 數據庫容錯設計

數據庫作為數據存儲中心，是播控系統管理和信息中樞。加強結合數據的復制技術與數據庫容錯技術，是改善電視播控系統性能的關鍵方法，能夠保障系統運行的安全性與可靠性。在局域網相同服務器的備份數據庫中，實現對另一數據庫數據的復制，當原有數據庫完成數據的更新后，該備份數據庫的數據也能夠隨之更新，數據同步性得到明顯增強。備服務器主要在數據庫出現故障時得到應用，通過備機運行發布建立腳本，實現對主機啟動、運行發布刪除腳本的有效控制。在數據庫容錯設計當中，則應該借助數據硬拷貝技術、數據庫網管技術和數據復制技術等，以數字音頻系統中的主、備服務器容錯切換原理為基礎，完成數據庫的分發。主服務器與備服務器之間可以通過發布數據的建立與刪除、事務復制和數據分發等進行角色轉換，大大增強系統的容錯效果。

結語

數據容錯技術在當前電視播控系統中得到廣泛應用，能夠有效提升系統運行的安全性與穩定性，防止意外播出事故的發生，保障電視節目播出的實時性。在對其進行數字化改造的過程中，應該嚴格遵循通道達標、擴充升級、因地制宜和平穩過渡等原則。同時，通過音視頻文件多路徑分發設計、文件服務器數據容錯設計和數據庫容錯設計，實現系統的逐步優化。