浅析青岛电视台网络化播控系统

播出是电视台内部工作流程的最后环节，如何搭建一个既安全又高效的自动播出控制系统（以下简称播控系统），从而保障电视播出的顺利进行，是每一位从事播出工作的工程技术人员都需要面对的重大课题。特别是伴随着信息技术和网络技术的不断发展，在设计新一代电视播控系统时更需要对新技术、新产品进行合理地开发和应用。

青岛电视台的播控系统是建立在网络结构基础上，集播出、上载、控制、存储等功能于一体的网络化系统，具有安全性高、功能强、扩展灵活的特点。

一 系统构成及技术分析

青岛电视台的播控系统主要由视音频编解码、存储、控制和网络等子系统构成。

1. 视音频编解码系统

视音频编解码系统承担的主要任务是完成节目源的编码采集和解码播出，主要包括视频服务器以及相关的视音频传输分配设备和线路。

其中视频服务器是采用LEITCH NX4000 TXS标清服务器，支持青岛电视台八个频道的播出（其中两个为备份频道）和十六个通道的编码采集。该服务器支持MPEG2（4:2:2或4:2:0）、DVCPRO、DVCAM、IMX等多种压缩技术，提供从5M~50M的码流范围。支持数字SDI、模拟视频、嵌入音频、数字音频等多种格式的视音频输入输出。

2. 存储体系

近年来青岛电视台播出频道不断增加，节目播出内容不断扩大，这就意味着我们通过视音频编解码系统得到的节目素材文件越来越多。为了安全地存储这些节目素材，并在最大程度上提高存储体的利用率和保证素材的正常播出，我们规划建立了大容量的分级存储体系以及合理有效的存储迁移管理策略。其主要内容如下：

（1）双SAN（Storage Area Network）结构在线存储

选用与LEITCH NX4000服务器配套的NXS 3000硬盘阵列，该硬盘阵列采用RAID3冗余技术，其有效存储容量为300GB×14＝4.2TB。通过其内置的光纤接口，最多可以与16台视频服务器连接，组成SAN结构的存储体系。通过使用SAN结构存储体，大容量、集中存储的磁盘阵列可以被多个视频服务器共享。这样极大地提高了存储资源的利用率，并保证了存储系统的可扩充性。同时为了保障播出安全，我们还设计建设了备份SAN，镜像备份所有在线播出的节目素材。

（2）大容量的近线（二级）存储

建立近线存储的必要性。为了满足播出的需要，通过视音频编解码系统上载的节目素材文件会不断增加，对于在线存储的负担也会不断增加。如果不删除已经过期不用的闲置素材文件，再大的在线存储体也会有用尽的时候。但如果不加选择地将闲置素材文件删除，那么一旦这些节目要重新播出，则需二次甚至多次上载。这样重复上载，不但浪费了大量的人力和时间，而且增加了设备的负担。基于以上考虑，青岛电视台规划建设了承担闲置素材文件存储任务的大容量二级存储体，主要组成包括：二级存储主存储体－EDI4200 2Gb FC磁盘阵列、DELL 2850素材迁移管理服务器、FC-IP存储路由器以及相关素材管理软件。其主要功能和技术特点是：

* 大容量高性能。主存储体配备48块500Gb SATA硬盘，全系统实际有效存储容量为21TB。采用2GB标准的FC磁盘阵列和光纤交换机，可以直接实现和视频服务器的多通道快速数据迁移，数据迁移流程快速灵活。
* 安全稳定。磁盘阵列采用RAID5冗余技术，保障数据安全。关键的迁移和数据服务器采用双备份，从而保障系统运行安全和高可维护性。
* 灵活可扩展。主要表现为：在支持FC磁盘的主存储机箱内配备SATA磁盘，既降低了成本又为以后扩展FC磁盘保留了可能；主存储体通过光纤互联扩展，系统总容量可扩充至60TB。

（3）高效的存储迁移策略

本系统的存储策略是将使用频繁，占有磁盘空间较少的素材文件选择在线存储保存；将使用频率低，占用磁盘空间较多的素材文件选择在近线（二级）存储保存。迁移策略是以播出时间为标准，为每一个迁移任务设置优先级，保障所有被用于直接播出的素材文件能够及时无误地迁移到在线存储，并把近期内不播出的素材文件迁移回二级存储保存。

（4）近线存储的扩展

二级存储体仅仅是近线存储体的一个，近线存储的扩展既可以是二级存储本身容量的扩展，更可以通过建立新的存储体来实现，也就是建立三级、四级等多级存储体。

具体的网络存储结构图如图1所示。



图1 视音频编解码系统网络存储结构图
3. 控制系统

（1）分布式控制

突破既往以单一PC作为自动播出核心的模式，将节目播出、素材上载、设备管理、数据库管理等功能模块分布到多台不同的工作站实现，极大地提高了控制系统的工作效率。

（2）安全性

主要设备采用双机备份的工作方式，包括重点频道的播出机、数据库、设备管理器和消息服务器。同时提供对关键受控设备的实时状态报警，便于及时发现问题、处理故障。

（3）控制方式多样

对于实时性要求不高的数据、消息等信号，通过局域网通讯进行控制；对于实时性要求严格的关键播出设备，采用RS422控制方式，确保设备工作稳定无误，避免由于网络故障导致设备工作失常。

（4）扩大控制设备范围

除保留对录像机、切换台的控制外，还将控制的范围扩展到字幕角标的播出、上游矩阵以及音频调节等设备，极大地丰富了播出手段。

控制子系统的结构图如图2 所示。



图2 控制系统结构图