李道寰

(哈爾濱電視臺(tái)，黑龍江 哈爾濱 150036)

論哈爾濱電視臺(tái)非線性編輯制作網(wǎng)的構(gòu)建

李道寰

(哈爾濱電視臺(tái)，黑龍江 哈爾濱 150036)

數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展給廣電系統(tǒng)帶來了深刻的變革。建設(shè)非線性編輯制作網(wǎng)已成為各大電視臺(tái)建設(shè)數(shù)字電視的核心。哈爾濱電視臺(tái)在建設(shè)中采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)和雙壓縮率的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了素材上傳、素材管理、節(jié)目編輯和節(jié)目下載(播出)等功能，大大提高了電視節(jié)目的圖像質(zhì)量和制作能力。

電視臺(tái)；非線性編輯制作網(wǎng)；結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電視臺(tái)的編輯制作工作已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代。傳統(tǒng)的線性編輯系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化智能化的需要，非線性編輯系統(tǒng)以其強(qiáng)大的制作能力、高效的共享能力、超大容量的中心存儲(chǔ)能力以及可靠的安全性能正日益成為各大電視臺(tái)建設(shè)的重點(diǎn)。哈爾濱電視臺(tái)采用中科大洋公司的非線性編輯系統(tǒng)于2002年末建成了非線性編輯制作網(wǎng)。本文就以哈爾濱電視臺(tái)為例，探討電視臺(tái)如何構(gòu)建非線性編輯制作網(wǎng)。

一 非線性編輯制作網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用流行的FC網(wǎng)(光纖網(wǎng))和以太網(wǎng)相結(jié)合的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)信息主要通過兩種方式進(jìn)行傳輸。光纖主要以高質(zhì)量的素材信息為主(哈爾濱電視臺(tái)采取DV50格式①)，當(dāng)編輯時(shí)精編站點(diǎn)一方面通過以太網(wǎng)訪問服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)的素材信息，然后直接通過FC網(wǎng)訪問SDD盤塔。粗編站點(diǎn)只在以太網(wǎng)之中，所以它的各種信息只能通過以太網(wǎng)進(jìn)行訪問，它一方面通過以太網(wǎng)訪問服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)的素材信息，得到素材信息后，再通過MDC(SDD盤塔管理服務(wù)器)訪問SDD，因?yàn)樗L問的是低畫質(zhì)的素材(MPEG4的格式②)，所以它能滿足傳遞的信息的帶寬的需求。該網(wǎng)絡(luò)還能提供上下載素材，哈爾濱電視臺(tái)有三臺(tái)精編站點(diǎn)能進(jìn)行上下載素材，其中一臺(tái)是倍速上下載工作站，另兩臺(tái)是正常的上下載工作站。在直播室有三臺(tái)上載工作站，它在節(jié)目錄制時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)的素材上載。還有一臺(tái)精編站點(diǎn)用于播出的下載使用。當(dāng)節(jié)目制作完成之后，還可以通過光纖網(wǎng)傳輸?shù)讲コ霾窟M(jìn)行下載，然后直接在播出部進(jìn)行硬盤的播出，這樣省去了傳統(tǒng)的下載入帶的過程。

二 非線性編輯制作網(wǎng)的構(gòu)成

該網(wǎng)絡(luò)由上下載工作站、編輯工作站、FC交換機(jī)和以太交換機(jī)構(gòu)成。

1.上下載工作站(三個(gè))。

為配合DV50格式的使用，本方案采取一臺(tái)上下載工作站采用DTV+SDTI板卡作為倍速上下載，從而通過DVCPRO-50的SDTI接口素材的多倍速上下載。對(duì)于普通的上下載站點(diǎn)，另兩臺(tái)采用DTV+SDI接口卡作為工作站的采集卡滿足用戶上下載SDI信號(hào)的需要。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)備的所有上下載工作站均支持自動(dòng)定時(shí)上下載。上載工作站在直播節(jié)目時(shí)用于節(jié)目的實(shí)時(shí)錄制，錄制的素材自動(dòng)存到指定的SDD盤塔目錄中，共三臺(tái)。一臺(tái)專門用于播出進(jìn)行節(jié)目的下載工作，下載到播出的服務(wù)器中進(jìn)行節(jié)目的播出。

2.編輯工作站(有卡16臺(tái)，無(wú)卡14臺(tái)，配音工作站1臺(tái))。

有卡工作站：我們采取的是DTV+MAX板卡。它可以進(jìn)行普通的視音頻編輯，二三維實(shí)時(shí)特技的制作。

無(wú)卡工作站：由于無(wú)卡工作站本身只處理MPEG4的低碼流數(shù)據(jù)，所以本系統(tǒng)采用高檔的大洋品牌機(jī)+大洋非線性編輯軟件作為預(yù)編工作站和審片工作站的使用。本工作站可進(jìn)行素材視音頻的粗編，字幕及審片等。

配音工作站：本系統(tǒng)采用專用的有卡編輯工作站+DIGIGRAM音頻處理卡作為配音工作站使用。本工作站支持四路音頻輸入，四路音頻輸出及多層音頻編輯。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)部分音頻特效處理。

3.FC交換機(jī)。

鑒于本系統(tǒng)中的FC站點(diǎn)總數(shù)為17個(gè)，此外與硬盤存儲(chǔ)部分的連接還需四個(gè)FC接口。所以總共需要23個(gè)FC接口。因此我們選用一臺(tái)VIXEL8口交換機(jī)和一臺(tái)VIXEL16口交換機(jī)。

4.以太交換機(jī)。

鑒于本網(wǎng)絡(luò)中對(duì)百兆以太網(wǎng)接口的需求為35個(gè)，對(duì)千兆以太網(wǎng)接口的需求為三個(gè)，所以本方案采用一臺(tái)3COM(48個(gè)百兆口，4個(gè)千兆口)以太交換機(jī)。

三 非線性編輯制作網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

1.域管理。

域是NT活動(dòng)目錄的核心單元，是對(duì)象(如計(jì)算機(jī)、用戶等)的容器，這些對(duì)象有相同的安全需求、復(fù)制過程和管理。哈爾濱電視臺(tái)的這個(gè)非線性網(wǎng)絡(luò)也采取域管理的方式進(jìn)行各種管理。我們建立了一個(gè)名為HARBINTV的域，域控制器名為PDC，域控制器也采取熱備份的方式，即一臺(tái)是主域控制器，另一臺(tái)是備份的域控制器。其他的工作站全部加入到該域中，以達(dá)到由域控制器進(jìn)行管理。域控制器對(duì)域內(nèi)的各個(gè)工作站可進(jìn)行用戶的管理、組策略的管理等操作，當(dāng)其中的一臺(tái)域控制器由于某種原因失靈時(shí)，另一臺(tái)備份域控制器接管其管理工作，這就達(dá)到了網(wǎng)絡(luò)的安全要求。

2.群集管理。

大洋網(wǎng)絡(luò)采用基于數(shù)據(jù)庫(kù)的管理方式，而數(shù)據(jù)庫(kù)中則保存著大量的數(shù)據(jù)信息。這樣一來，運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器變得十分關(guān)鍵。為了保證網(wǎng)絡(luò)的安全，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用了先進(jìn)的雙機(jī)容錯(cuò)技術(shù),也就是我們常說的群集服務(wù)技術(shù)。

Cluster(群集)是緊密連接的一組計(jì)算機(jī)，用來持續(xù)性地提供高性能的計(jì)算服務(wù)。Cluster的初衷在于以沒有單點(diǎn)故障的體系結(jié)構(gòu)來達(dá)到系統(tǒng)的高可用性和可伸縮性，而且要求采用通用標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)，而不是特殊專用的計(jì)算機(jī)部件，從而能以較低的成本獲得較好的可伸縮性。Cluster中的計(jì)算機(jī)應(yīng)當(dāng)具有非常好的協(xié)同性。如果其中一臺(tái)發(fā)生故障，馬上就有另一臺(tái)去接替它的工作，如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)的性能不足以完成某項(xiàng)任務(wù)，其他的系統(tǒng)成員就會(huì)加入進(jìn)來，共同執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。應(yīng)用實(shí)踐證明，由通用的計(jì)算機(jī)部件協(xié)同工作，完全可能使其運(yùn)算能力超過大型主機(jī)、超級(jí)計(jì)算機(jī)和容錯(cuò)系統(tǒng)，而且具有更低的成本。

哈爾濱電視臺(tái)也采用兩臺(tái)域控制器進(jìn)行群集的管理，先在一臺(tái)服務(wù)器上建立群集服務(wù)，然后再在另一臺(tái)上建立群集服務(wù)，這樣這兩臺(tái)服務(wù)器就達(dá)到了數(shù)據(jù)庫(kù)的備份工作。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是：兩臺(tái)服務(wù)器通過軟件建立一個(gè)虛擬的服務(wù)器名，數(shù)據(jù)庫(kù)資源掛在虛擬的服務(wù)器下，客戶機(jī)訪問數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)直接訪問虛擬機(jī)，而不關(guān)心后臺(tái)是哪一臺(tái)服務(wù)器在工作。兩臺(tái)服務(wù)器一主一備，一旦工作機(jī)癱瘓，備份機(jī)可以在一分鐘之內(nèi)接管數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，接管過程對(duì)客戶機(jī)是透明的，客戶機(jī)上的應(yīng)用程序感覺不到后臺(tái)發(fā)生的一切情況。這種技術(shù)作為成熟技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用并取得了較好的效果。

3.網(wǎng)絡(luò)中RAID技術(shù)的應(yīng)用。

在此非線性網(wǎng)絡(luò)中，我們的存儲(chǔ)體系多處都用到了RAID技術(shù)。RAID是Redundant Array of Inexpensive Disks的縮寫，中文簡(jiǎn)稱為磁盤陣列。RAID就是利用若干臺(tái)小型硬磁盤驅(qū)動(dòng)器加上控制器按一定的組合條件，而組成的一個(gè)大容量、快速響應(yīng)、高可靠的存儲(chǔ)子系統(tǒng)。由于可有多臺(tái)驅(qū)動(dòng)器并行工作，大大提高了存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)傳輸率，而且由于采用了糾錯(cuò)技術(shù)，提高了可靠性。硬盤陣列是視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，硬盤陣列的容量、速度、穩(wěn)定性往往決定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。RAID通常是由在硬盤陣列塔中的RAID控制器或電腦中的RAID卡來實(shí)現(xiàn)的。

4.SDD(SAN DataDirector)。

在傳統(tǒng)的非線性解決方案中，應(yīng)用光纖傳輸可將帶寬提高到100MB,但是，隨著網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的進(jìn)一步增多，100MB的帶寬是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以我們使用SDD存儲(chǔ)設(shè)備來解決帶寬的問題。我們使用的SDD采用雙控制器共八個(gè)端口并行工作。每臺(tái)FC交換機(jī)共有兩個(gè)接口與SDD的控制器連線。FC通道為100MB，并行8個(gè)FC通道理論總帶寬為800MB，我們?cè)诖司W(wǎng)絡(luò)中實(shí)際只用了四個(gè)端口并行工作，每個(gè)FC交換機(jī)接兩個(gè)SDD端口，所以我們?cè)诖司W(wǎng)絡(luò)中各得到400MB的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

那么SDD是怎樣協(xié)同多塊硬盤工作的呢？

SDD中最多32個(gè)TIER可以是一個(gè)LUN，在系統(tǒng)中提供一個(gè)邏輯硬盤，我們?cè)诠ぷ髡局性L問的就是此邏輯盤。我們?cè)诖司W(wǎng)絡(luò)中使用60塊73GB的硬盤，我們所定義的是每10塊硬盤一組，共6組。每組對(duì)應(yīng)位置上的硬盤和為一個(gè)TIER，我們把前三個(gè)TIER合成一個(gè)LUN0，另三個(gè)TIER為L(zhǎng)UN1。我們?cè)诠ぷ髡旧峡吹降木褪沁@兩個(gè)邏輯盤，我們?cè)L問的是組成LUN0和LUN1的邏輯盤。

注意我們?cè)谒x的一個(gè)TIER中的10塊硬盤中，前9塊硬盤是RAID3方式，第十塊硬盤是熱備份盤(當(dāng)某一塊硬盤壞掉時(shí)可用此塊進(jìn)行替換)，每一個(gè)TIER之間進(jìn)行的是RAID0方式，所以SDD的總?cè)萘渴?×73×6=3504G。

四 結(jié)語(yǔ)

哈爾濱電視臺(tái)建成的非線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有素材上傳、素材管理、節(jié)目編輯和節(jié)目下載(播出)等功能。采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)和雙壓縮率的技術(shù)，在有效地降低了成本的同時(shí)還滿足了編輯的需要，并為系統(tǒng)的今后擴(kuò)展留下了充足的空間。這一網(wǎng)絡(luò)的建成完全取代了傳統(tǒng)的編輯制作系統(tǒng)，使節(jié)目制作、節(jié)目提交、節(jié)目管理完全實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。

注釋

①DVC50的壓縮格式：DVCPR050是采用兩組2：1：1芯片并行運(yùn)算來達(dá)到4：2：2采 樣，即亮度信號(hào)Y采樣頻率為13．5MHz，色度信號(hào)R—Y和 B—Y采樣頻率為6．75MHz，數(shù)碼率為50Mbp。

②MPEG-4的壓縮格式：MPEG-4主要應(yīng)用于視像電話，視像電子郵件等。其壓縮率大，傳輸率要求較低，高壓縮比在4.8KB/s～64KB/s,MPEG-4的壓縮格式支持高傳輸率，在64KB/s～4MB/s。MPEG-4的壓縮格式利用很窄的帶寬，通過幀重建技術(shù)，壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求以少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。

[1]馬惠萍，惲碧蔚.Domino群集技術(shù)在青海省電力公司辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].青海電力,2006(3).

[2]徐明欣,馬戰(zhàn)論.惠普公司的高可用性集群解決方案[J].散裝水泥,2004(4).

[3]蔡頂.鄭州電視臺(tái)新聞制作播出一體網(wǎng)[J].數(shù)據(jù)通信,2007(10).

[4]葉林.非線性編輯網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化,2003(12).

ClassNo.:TN948.4DocumentMark：A

(責(zé)任編輯：宋瑞斌)

ConstructionofNonlinearEditingSysteminHaerbinTVStation

Li Daohuang

Development of digital and network technology has resulted in the great changes of the Radio amp; Television Network . The core of the digital television business is the construction of the nonlinear editing system . Because of the application of double network structure and double rate of compression technology in the digital TV program in Haerbin TV station , the functions of uploading of the program materials , management for the program materials , editing for TV program and the downloading of TV program has been realized simultaneously . The nonlinear editing system has improved the images quality of the TV program and the production capacity considerably.

TV station； nonlinear editing system；structure；key technology

李道寰，工程師，哈爾濱電視臺(tái)制作中心。

1672-6758(2012)06-0051-2

TN948.4

A