高清播出整備系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陽(yáng)建勛

[重慶廣播電視集團(tuán)（總臺(tái)），重慶 401147]

導(dǎo)語(yǔ)

高清播出總控系統(tǒng)是重慶廣播電視集團(tuán)（總臺(tái)）高清制播體系的最終環(huán)節(jié)，它涵蓋整備、播出、總控、監(jiān)控等功能系統(tǒng)，對(duì)接制播、送播、廣告等業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全頻道高清化播出。

1. 概述

如圖1所示，高清播出整備業(yè)務(wù)流程跨越送播系統(tǒng)和播出系統(tǒng)，起到了承上啟下的重要作用，是確保安全播出的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在以文件為主要送播方式的高清播出總控系統(tǒng)中，高清播出整備系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)播出節(jié)目文件的整備以及節(jié)目生命周期的管理，以基于媒資中心的送播系統(tǒng)作為一級(jí)存儲(chǔ)，節(jié)目文件整備進(jìn)入播出二級(jí)存儲(chǔ)的過(guò)程稱為二級(jí)整備，節(jié)目文件從二級(jí)整備到播出視頻服務(wù)器待播的過(guò)程稱為三級(jí)整備。從系統(tǒng)存儲(chǔ)容量設(shè)計(jì)出發(fā)，二級(jí)整備根據(jù)二級(jí)存儲(chǔ)的容量設(shè)置為15天，三級(jí)整備根據(jù)播出服務(wù)器存儲(chǔ)容量設(shè)置為3天。

圖1 播出體系總體架構(gòu)

2. 系統(tǒng)

高清播出整備系統(tǒng)，具備全流程整備任務(wù)管理、整備任務(wù)進(jìn)程監(jiān)看、整備故障應(yīng)急處理等功能，承擔(dān)了節(jié)目文件技術(shù)審核、校驗(yàn)、文件化自動(dòng)備播處理等任務(wù)，能夠按照播出時(shí)間或者其他順序要求將待播出節(jié)目文件整備進(jìn)入播出系統(tǒng)，在確保節(jié)目文件及時(shí)到位的同時(shí)確保文件合法、正確。

如圖2所示，高清播出整備系統(tǒng)由上載、備播（GMP）、策略服務(wù)、同步遷移、自動(dòng)技審、人工復(fù)檢、頭尾審看和提前播等功能模塊組成。其中，GMP是整備系統(tǒng)的主體功能模塊；同步遷移實(shí)際執(zhí)行播出系統(tǒng)內(nèi)部所有的節(jié)目文件管理任務(wù)，包括GMP、策略和上載軟件生成的各類節(jié)目文件遷移、刪除任務(wù)，而策略服務(wù)主要承擔(dān)了播出系統(tǒng)內(nèi)部節(jié)目文件的生命周期管理；頭尾審看可以對(duì)自動(dòng)技審未通過(guò)的節(jié)目實(shí)現(xiàn)人工審看，可以自動(dòng)對(duì)編播單中包含并且已經(jīng)遷移到視頻服務(wù)器上的節(jié)目文件進(jìn)行自動(dòng)頭尾播放，以便確認(rèn)節(jié)目文件的可播性和完整性；提前播則主要部署在衛(wèi)視頻道，可以按照設(shè)定提前對(duì)整張編播單進(jìn)行播出控制，以便確認(rèn)編播單的整體播放效果，若有問(wèn)題也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決。

圖2 整備系統(tǒng)構(gòu)成及主要功能

2.1 上載

上載負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)介質(zhì)節(jié)目的上載功能，主要處置應(yīng)急上載節(jié)目和常態(tài)的廣告節(jié)目上載，分為本地上載和通道上載兩種類型，具體如表1所示。

表1

序號(hào) 功 能4支持磁帶上載，對(duì)同一盤磁帶支持批量上載5支持線路上載，支持不定長(zhǎng)的線路上載任務(wù)（最大上載時(shí)長(zhǎng)與服務(wù)器支持有關(guān)）支持通道審片，控制視頻服務(wù)器的審片通道對(duì)服務(wù)器中上載完成的節(jié)目進(jìn)行審片操作7 對(duì)審片完成的節(jié)目，自動(dòng)提交遷移至二級(jí)存儲(chǔ)的遷移任務(wù)8 對(duì)審片完成的節(jié)目，發(fā)送節(jié)目上載完成消息給GMP服務(wù)本地上載1控制本機(jī)上載通道進(jìn)行上載操作2控制上載錄機(jī)進(jìn)行播放操作3 提供編播單上載功能，以編播單為對(duì)象查看未上載節(jié)目，并提取生成上載任務(wù)6 4支持磁帶上載，對(duì)同一盤磁帶支持批量上載5支持線路上載，支持不定長(zhǎng)的線路上載任務(wù)（最大上載時(shí)長(zhǎng)與服務(wù)器支持有關(guān)）6 支持文件審片，直接播放本地上載完成的節(jié)目并進(jìn)行審片操作7 對(duì)審片完成的節(jié)目，自動(dòng)提交遷移至二級(jí)存儲(chǔ)的遷移任務(wù)8 對(duì)審片完成的節(jié)目，發(fā)送節(jié)目上載完成消息給GMP服務(wù)9 支持節(jié)目替換上載功能，按需對(duì)已有節(jié)目進(jìn)行替換上載，并在上載完成后通知GMP服務(wù)處理

2.2 GMP

GMP負(fù)責(zé)生成、調(diào)度二級(jí)整備和三級(jí)整備任務(wù)，支持查看、查詢整備執(zhí)行情況和狀態(tài)，可以在需要素材替換上載時(shí)發(fā)起新節(jié)目的三級(jí)整備并通知播出控制工作站完成任務(wù)。GMP部署在播出系統(tǒng)的備播管理服務(wù)器上，分為服務(wù)端和客戶端，具體功能如表2所示。

表2

序號(hào) 功 能8對(duì)完成整備的節(jié)目，進(jìn)行實(shí)際節(jié)目信息和編播單信息對(duì)比，若不一致，可發(fā)送節(jié)目信息更新的消息，并通知相關(guān)工作站9 可接收素材刪除的消息，自動(dòng)觸發(fā)素材重新整備的動(dòng)作10支持素材替換上載功能，當(dāng)收到上載軟件發(fā)送的替換上載消息，可重新發(fā)起新來(lái)節(jié)目目的三級(jí)整備，并在三級(jí)整備結(jié)束后，發(fā)消息通知播出控制工作站GMP客戶端1 以天為單位展現(xiàn)各個(gè)編播單中節(jié)目的備播狀態(tài)2 接收GMP服務(wù)的消息，實(shí)時(shí)刷新各個(gè)節(jié)目的備播狀態(tài)3支持多種條件查詢過(guò)濾節(jié)目4展現(xiàn)關(guān)門時(shí)間報(bào)警等信息5支持手工重試失敗任務(wù)

2.3 自動(dòng)技審

自動(dòng)技審主要針對(duì)進(jìn)入播出系統(tǒng)的節(jié)目文件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)技審任務(wù)的生成調(diào)度，以及文件自動(dòng)技審任務(wù)的實(shí)際執(zhí)行，確保節(jié)目文件的封裝、編碼格式正確且視音頻技術(shù)指標(biāo)符合要求，保證所有進(jìn)入播出系統(tǒng)節(jié)目文件的可用性。

自動(dòng)技審流程由自動(dòng)技審服務(wù)在節(jié)目文件完成二級(jí)整備后發(fā)起，如果自動(dòng)技審沒(méi)有通過(guò)，則由人工復(fù)檢生成復(fù)檢任務(wù)，通過(guò)人工對(duì)相關(guān)節(jié)目進(jìn)行復(fù)檢操作確認(rèn)節(jié)目是否可播，如果人工復(fù)檢通過(guò)，節(jié)目可以正常播出，若人工復(fù)檢沒(méi)有通過(guò)則需要與節(jié)目制作部門確認(rèn)可播性。

3. 流程

如圖3所示，二級(jí)整備從流程上劃分[1]，主要包括送播系統(tǒng)整備（全文件化備播）和介質(zhì)上載整備（應(yīng)急上載備播）兩種，三級(jí)整備主要圍繞播出視頻服務(wù)器做好待播準(zhǔn)備展開。

3.1 送播系統(tǒng)整備（全文件化備播）

送播系統(tǒng)整備[2]（全文件化備播）是常規(guī)整備流程，根據(jù)發(fā)起依據(jù)的不同又分為依據(jù)預(yù)播時(shí)間整備和依據(jù)編播單整備。依據(jù)預(yù)播時(shí)間整備，主要是送播系統(tǒng)將節(jié)目文件準(zhǔn)備就緒后，調(diào)用 “備播就緒通知”接口將就緒節(jié)目的相關(guān)信息告知GMP，GMP依據(jù)節(jié)目信息中攜帶的預(yù)計(jì)播出時(shí)間屬性，對(duì)15天內(nèi)預(yù)計(jì)播出的節(jié)目發(fā)起二級(jí)整備流程。設(shè)計(jì)這種整備方式，是考慮到頻道編單人員一般情況下只會(huì)編排幾天范圍內(nèi)的編播單，而不會(huì)提前15天編排和發(fā)送頻道編排編播單，因此為了能將15天范圍內(nèi)計(jì)劃播出的節(jié)目盡早整備進(jìn)入播出系統(tǒng)，增加了依據(jù)預(yù)播時(shí)間整備的方式。對(duì)使用預(yù)播時(shí)間方式整備進(jìn)播出系統(tǒng)的節(jié)目，GMP會(huì)將預(yù)播時(shí)間保存到節(jié)目屬性中，后續(xù)策略服務(wù)進(jìn)行素材生命周期管理時(shí)再依據(jù)編播單和預(yù)播時(shí)間兩個(gè)屬性判斷節(jié)目文件是否需要?jiǎng)h除。

不管依據(jù)哪種方式發(fā)起送播系統(tǒng)整備，主要整備環(huán)節(jié)都是以GMP為核心進(jìn)行，同時(shí)為了均衡主備二級(jí)存儲(chǔ)的負(fù)載，GMP在進(jìn)行二級(jí)整備時(shí)采用了負(fù)載均衡的原則，動(dòng)態(tài)分配遷移任務(wù)。主要整備環(huán)節(jié)如下。

（1）GMP通過(guò)送播系統(tǒng)提供的“節(jié)目詳細(xì)信息查詢”接口，查詢節(jié)目文件是否可用以及獲取節(jié)目的詳細(xì)信息。

（2）送播系統(tǒng)接到查詢請(qǐng)求后，如果對(duì)應(yīng)節(jié)目不可用，返回節(jié)目不可用狀態(tài)；如果對(duì)應(yīng)節(jié)目可用，則返回節(jié)目可用狀態(tài)，同時(shí)返回完整的節(jié)目信息。

（3）如果送播系統(tǒng)反饋節(jié)目狀態(tài)可用，則：

GMP從送播系統(tǒng)返回的信息中獲取節(jié)目詳細(xì)信息，包括節(jié)目存儲(chǔ)路徑、節(jié)目物理文件名、節(jié)目MD5值、實(shí)際時(shí)長(zhǎng)、入出點(diǎn)、插播點(diǎn)等；

GMP依據(jù)獲取的存儲(chǔ)路徑和物理文件名信息提交遷移任務(wù)，由同步遷移負(fù)責(zé)將節(jié)目文件從送播系統(tǒng)遷移到播出二級(jí)存儲(chǔ)；

遷移完成后立即進(jìn)行MD5校驗(yàn)確認(rèn)文件是否損壞，如果MD5校驗(yàn)成功，則GMP標(biāo)識(shí)二級(jí)整備任務(wù)完成，否則標(biāo)識(shí)二級(jí)整備任務(wù)失敗。對(duì)失敗的任務(wù)通過(guò)手工重試依然無(wú)法成功時(shí)，需要聯(lián)系送播系統(tǒng)排查原因；

二級(jí)整備任務(wù)完成后（不管是成功還是失敗），GMP均要調(diào)用送播系統(tǒng)提供的“備播狀態(tài)反饋”接口將備播結(jié)果反饋給送播系統(tǒng)；

二級(jí)整備任務(wù)成功完成后，GMP在播出數(shù)據(jù)庫(kù)中更新獲取到的節(jié)目詳細(xì)信息，并作節(jié)目進(jìn)入播出系統(tǒng)的標(biāo)識(shí)，同時(shí)對(duì)比播出數(shù)據(jù)庫(kù)中原有的空節(jié)目信息和送播系統(tǒng)提供的詳細(xì)節(jié)目信息，查看如時(shí)長(zhǎng)、入出點(diǎn)等是否有變更，若節(jié)目信息出現(xiàn)了變更，GMP發(fā)送節(jié)目信息變更消息至播出系統(tǒng)，提示立即進(jìn)行對(duì)應(yīng)節(jié)目信息的刷新操作；

（4）如果送播系統(tǒng)反饋節(jié)目文件不可用，則：

GMP定時(shí)輪詢送播系統(tǒng)，如果對(duì)應(yīng)節(jié)目文件進(jìn)入了送播系統(tǒng)，GMP可以立即觸發(fā)以上的節(jié)目整備流程；

節(jié)目文件進(jìn)入播出二級(jí)存儲(chǔ)后，標(biāo)志著二級(jí)整備流程結(jié)束。

3.2 介質(zhì)上載整備（應(yīng)急上載備播）

如圖3所示，常態(tài)下，除了新聞?lì)惡蛷V告，節(jié)目制作完成后都應(yīng)該先提交送播系統(tǒng)，播出系統(tǒng)再?gòu)乃筒ハ到y(tǒng)將節(jié)目文件整備進(jìn)入播出系統(tǒng)，但是由于時(shí)間、審片、臨時(shí)修改等特殊原因，當(dāng)不能以文件方式通過(guò)送播系統(tǒng)整備進(jìn)入播出系統(tǒng)時(shí)，適用介質(zhì)上載整備（應(yīng)急上載備播）流程，以應(yīng)急上載方式提交到播出系統(tǒng)。

圖3 主要業(yè)務(wù)流程

（1）如果待上載的節(jié)目已經(jīng)在頻道編排編播單中包含，則需要在上載工作站上選擇頻道編排編播單中對(duì)應(yīng)的節(jié)目，生成上載任務(wù)，上載任務(wù)可以繼承編播單中攜帶的節(jié)目相關(guān)信息；

（2）如果待上載的節(jié)目屬于臨時(shí)添加的節(jié)目，沒(méi)有包含在頻道編排編播單中，則需要在上載工作站上手工添加上載任務(wù)后進(jìn)行上載；

（3）上載完成后，若有需要，可以在上載工作站的節(jié)目審核界面進(jìn)行人工審核操作，以便確認(rèn)上載節(jié)目?jī)?nèi)容的正確性；

（4）如果在緊急情況下，也可以手工選擇將節(jié)目文件直接遷移到播出視頻服務(wù)器（三級(jí)整備），不再經(jīng)過(guò)二級(jí)存儲(chǔ)，如直接錄制節(jié)目到介質(zhì)（如藍(lán)光盤）上，對(duì)照編播單生成或者手工添加上載任務(wù)，由播出系統(tǒng)應(yīng)急上載并更新節(jié)目信息后播出。

上載完成時(shí)，若播出庫(kù)中原有的空節(jié)目信息與上載完成的節(jié)目信息不一致，將根據(jù)節(jié)目信息變更消息人工完成節(jié)目信息刷新操作。

3.3 三級(jí)整備

（1）GMP過(guò)濾出3天范圍內(nèi)所有編播單中視頻服務(wù)器方式播出的節(jié)目，然后根據(jù)頻道查詢節(jié)目是否存在于對(duì)應(yīng)的視頻服務(wù)器中；

（2）如果節(jié)目不存在于對(duì)應(yīng)的視頻服務(wù)器中，且節(jié)目尚未完成二級(jí)整備，則GMP等待二級(jí)整備完成后觸發(fā)三級(jí)整備；

（3）如果節(jié)目不存在于對(duì)應(yīng)視頻服務(wù)器中，且節(jié)目已經(jīng)存在于二級(jí)存儲(chǔ)，則GMP提交遷移任務(wù)，由同步遷移將節(jié)目文件從二級(jí)存儲(chǔ)遷移到對(duì)應(yīng)視頻服務(wù)器中，并檢驗(yàn)遷移前后的文件大小；

（4）節(jié)目進(jìn)入視頻服務(wù)器存儲(chǔ)區(qū)后，節(jié)目的三級(jí)整備流程結(jié)束。

4. 保障和管理

4.1 節(jié)目替換上載

整備流程完成后，由于內(nèi)容變更等原因，在播出前可能需要緊急重新整備，這種特殊的應(yīng)用場(chǎng)景可以通過(guò)節(jié)目替換上載實(shí)現(xiàn)，具體流程如下：

（1）在上載工作站查詢已上載完成的節(jié)目，選擇“重新上載”操作；

（2）依據(jù)新生成的空素材信息提交上載任務(wù)，在上載完成后發(fā)送消息通知GMP；

（3）GMP接到消息后，向?qū)?yīng)節(jié)目添加一個(gè)特殊標(biāo)記，并立即發(fā)起對(duì)應(yīng)節(jié)目的三級(jí)整備；

（4）三級(jí)整備完成后，核對(duì)節(jié)目是否配置特殊標(biāo)記，并向播出工作站發(fā)送節(jié)目替換上載消息；

（5）根據(jù)收到的節(jié)目替換消息，播出系統(tǒng)提示人工完成素材刷新操作，將新上載完成的節(jié)目信息刷新到播出編播單中（如刷新物理節(jié)目文件名、時(shí)長(zhǎng)信息等）。[3]

4.2 播出文件的管理

在播出節(jié)目文件整備過(guò)程中，由于待播節(jié)目文件遷移到視頻服務(wù)器的時(shí)間和途徑不同，需要通過(guò)GMP客戶端及時(shí)掌握節(jié)目文件的整備情況，當(dāng)整備任務(wù)出現(xiàn)錯(cuò)誤或者到達(dá)關(guān)門時(shí)間尚未完成整備時(shí)，GMP將及時(shí)提示人工盡快干預(yù)和處理，確保安全播出。

4.2.1 主備二級(jí)存儲(chǔ)上的鏡像管理

根據(jù)設(shè)定的策略，由策略服務(wù)器在系統(tǒng)空閑時(shí)段提交鏡像任務(wù)，完成廣告、節(jié)目等在主備二級(jí)存儲(chǔ)上的鏡像拷貝。[4]

鏡像策略包括如下策略：

（1）主二級(jí)存儲(chǔ)→備二級(jí)存儲(chǔ)鏡像策略：將主二級(jí)存儲(chǔ)存在但備二級(jí)存儲(chǔ)上不存在的節(jié)目或廣告文件鏡像拷貝到備二級(jí)存儲(chǔ)上；

（2）備二級(jí)存儲(chǔ)→主二級(jí)存儲(chǔ)鏡像策略：將備二級(jí)存儲(chǔ)存在但主二級(jí)存儲(chǔ)上不存在的節(jié)目或廣告文件鏡像拷貝到主二級(jí)存儲(chǔ)上。

4.2.2 播后各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)上節(jié)目文件的管理

根據(jù)設(shè)定的管理策略，由策略服務(wù)軟件定期從視頻服務(wù)器存儲(chǔ)以及二級(jí)存儲(chǔ)中刪除，具體的刪除策略如下：

（1）二級(jí)存儲(chǔ)素材刪除策略：主要目的是刪除主備二級(jí)存儲(chǔ)上15天范圍內(nèi)不再播出的節(jié)目文件拷貝；

（2）視頻服務(wù)器素材刪除策略：主要目的是刪除各個(gè)視頻服務(wù)器上播放完成且未來(lái)3天范圍內(nèi)不再播出的節(jié)目文件拷貝。

4.2.3 自動(dòng)技審相關(guān)策略管理

（1）針對(duì)主備鏡像的二級(jí)存儲(chǔ)，僅進(jìn)行一次自動(dòng)技審，具體是指在通過(guò)主鏡像存儲(chǔ)區(qū)的自動(dòng)技審后同一節(jié)目即標(biāo)記為技審?fù)ㄟ^(guò)，不會(huì)對(duì)此節(jié)目在其他存儲(chǔ)區(qū)的拷貝再次進(jìn)行技審。

（2）自動(dòng)技審/人工復(fù)檢流程和三級(jí)整備流程是并行流程，相互之間不會(huì)有影響。

4.3 系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)看

系統(tǒng)監(jiān)控的總體架構(gòu)采用分級(jí)、分布式監(jiān)控的模式[5]，即設(shè)計(jì)為監(jiān)控代理（負(fù)責(zé)將各種設(shè)備信息翻譯成SNMP協(xié)議信息并提交采集服務(wù)器）—監(jiān)控采集—監(jiān)控匯聚（匯總、處理監(jiān)控信息并采集不同的報(bào)警，對(duì)不支持SNMP協(xié)議的設(shè)備則通過(guò)監(jiān)控代理來(lái)間接實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息的獲?。┑男问剑趯?shí)現(xiàn)系統(tǒng)間松散耦合的同時(shí)負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備、信號(hào)、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)等資源的工作狀態(tài)監(jiān)控，下設(shè)若干監(jiān)控代理，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型、不同數(shù)量監(jiān)控對(duì)象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集和控制。

對(duì)整備系統(tǒng)的監(jiān)控，主要是通過(guò)GMP客戶端實(shí)現(xiàn)，以天為單位對(duì)待整備節(jié)目進(jìn)行組織，統(tǒng)一查看每天所有頻道節(jié)目的二三級(jí)備播狀態(tài)，如果出現(xiàn)整備錯(cuò)誤或者關(guān)門報(bào)警，將在C/S界面上及時(shí)給出提示，人工根據(jù)提示信息進(jìn)行必要的重試或者錯(cuò)誤排查工作，如果確認(rèn)問(wèn)題原因是來(lái)自播出外系統(tǒng)，則需要及時(shí)聯(lián)系外系統(tǒng)進(jìn)行處理，或者聯(lián)系頻道節(jié)目編排人員修改編播單編排，同時(shí)可以人工更改節(jié)目的審核狀態(tài)，便于后續(xù)查詢處理。

結(jié)語(yǔ)

自高清播出總控系統(tǒng)建成投入運(yùn)行以來(lái)，高清播出整備系統(tǒng)注重流程優(yōu)化、環(huán)節(jié)保障，與送播系統(tǒng)、播出系統(tǒng)、廣告系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)緊密結(jié)合、無(wú)縫銜接，實(shí)現(xiàn)了高可用、高質(zhì)量、高管控，最大程度確保了播出業(yè)務(wù)流程安全、高效、平穩(wěn)運(yùn)行。