盧英鎖

（北京電視臺(tái)，北京 100022）

1 引言

演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)思路是由最初的單套或者多套演播室播出系統(tǒng)與制作系統(tǒng)緊密結(jié)合的思路演變而來(lái)，整合多個(gè)分散的演播室播出系統(tǒng)，提煉共性資源給多個(gè)演播室共享使用的方式，例如存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)備及錄放設(shè)備等，組成與制作相對(duì)獨(dú)立的演播室業(yè)務(wù)專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。北京臺(tái)演播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正是基于此方式規(guī)劃設(shè)計(jì)，將演播室播出系統(tǒng)作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的、服務(wù)性的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。提取共性設(shè)備集中部署，同時(shí)為每個(gè)演播室單獨(dú)部署常用設(shè)備，簡(jiǎn)化演播室的控制操作流程和設(shè)備數(shù)量，最大化地利用軟硬件資源，滿足網(wǎng)絡(luò)化、流程化、數(shù)據(jù)化的非新聞?lì)愌莶I(yè)務(wù)需求。

在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用多種優(yōu)化的技術(shù)重點(diǎn)解決了演播室播出中的安全性問(wèn)題，例如主備同步播出、播出控制專用網(wǎng)絡(luò)、獨(dú)立的預(yù)監(jiān)通道、3層結(jié)構(gòu)播出/控制、循環(huán)墊播等關(guān)鍵技術(shù)手段，最大程度地保證演播室播出的安全性與穩(wěn)定性。在靈活性、時(shí)效性的設(shè)計(jì)方面，我們?cè)跀?shù)字電視中心制播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，采用了邊遷移邊播出、延時(shí)播出、邊采集邊編輯等相關(guān)技術(shù)，在保證安全性的前提下提高了節(jié)目制播的整體效率；在先進(jìn)性、發(fā)展性方面，采用了多通道媒體網(wǎng)關(guān)、MOS互連網(wǎng)關(guān)等相關(guān)技術(shù)，保證了本次建設(shè)的演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的先進(jìn)性與可持續(xù)建設(shè)。

數(shù)字電視中心演播室播出系統(tǒng)不再是使用磁帶作為主要介質(zhì)，而是將節(jié)目文件自動(dòng)遷移到演播共享存儲(chǔ)中，采用可靠的錄放服務(wù)器進(jìn)行自動(dòng)化播出。通過(guò)矩陣控制服務(wù)器的調(diào)度視音頻信號(hào)，錄放服務(wù)器的輸入/輸出通道可以靈活分配給相應(yīng)的演播室使用。

2 系統(tǒng)可提供多種平臺(tái)服務(wù)

數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是北京臺(tái)制播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成部分之一，按照應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)施規(guī)范說(shuō)明，主干系統(tǒng)的業(yè)務(wù)支撐提供了多種平臺(tái)服務(wù)，以滿足演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接入到主干系統(tǒng)。作為全臺(tái)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的組成部分之一，與全臺(tái)其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互連互通。圖1給出了數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

1）核心服務(wù)：演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將調(diào)用業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)提供的核心服務(wù)的訪問(wèn)接口，包括服務(wù)注冊(cè)、服務(wù)調(diào)用、服務(wù)查找、服務(wù)注銷。演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將本系統(tǒng)提供的服務(wù)注冊(cè)到業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)，并按照服務(wù)注冊(cè)接口的規(guī)范進(jìn)行注冊(cè)。演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)查找、調(diào)用平臺(tái)公共服務(wù)或其他應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)時(shí)，遵守服務(wù)查找、服務(wù)調(diào)用接口規(guī)范。

2）公用服務(wù)：演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)用主干系統(tǒng)提供遷移、網(wǎng)絡(luò)校時(shí)公共服務(wù)，并提供調(diào)用公共服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范，應(yīng)用系統(tǒng)如需使用主干系統(tǒng)提供的公共服務(wù)，應(yīng)嚴(yán)格按照主干系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)規(guī)范進(jìn)行調(diào)用。演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遵循標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘協(xié)議NTP，向主干系統(tǒng)獲取時(shí)鐘同步信息。

3）網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控：演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將以SNMP形式提供業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并設(shè)置相關(guān)服務(wù)器負(fù)責(zé)收集演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)。并且將該服務(wù)器模擬成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SNMP設(shè)備，且保證該設(shè)備的高可用性。同時(shí)該服務(wù)器應(yīng)該提供SNMP Trap功能，當(dāng)系統(tǒng)或關(guān)鍵服務(wù)狀態(tài)改變時(shí)提供主動(dòng)通知機(jī)制。

4）統(tǒng)一認(rèn)證：演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)登錄時(shí)將先通過(guò)統(tǒng)一認(rèn)證服務(wù)進(jìn)行身份認(rèn)證。同時(shí)，演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也將實(shí)現(xiàn)必要的認(rèn)證信息和服務(wù)備份。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

3.1 實(shí)用性

實(shí)用性是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本前提。本次規(guī)劃設(shè)計(jì)的演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在全面了解北京電視臺(tái)實(shí)際應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上，采用一切面向應(yīng)用的設(shè)計(jì)方式，從網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、主機(jī)、軟件等各個(gè)方面為演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)定位所提供的實(shí)用的解決方案[1-2]。

在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，從演播資源共享方式、多通道錄放服務(wù)器技術(shù)、邊采邊播技術(shù)、延時(shí)播出技術(shù)、本地快編輯技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)體現(xiàn)出了遵循實(shí)用性的設(shè)計(jì)原則。

3.2 安全性

數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將承擔(dān)北京電視臺(tái)非新聞?lì)惞?jié)目、體育節(jié)目的演播室直播、錄制以及準(zhǔn)直播業(yè)務(wù)，其安全性至關(guān)重要。在本次演播室共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的解決方案中，主要從以下3方面考慮安全性內(nèi)容：

1）無(wú)單一崩潰點(diǎn)。演播室共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要從硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件、通信介質(zhì)、布線規(guī)范和電源供給等多方面加以考慮。如數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)、存儲(chǔ)管理等關(guān)鍵設(shè)備或系統(tǒng)采用冗余設(shè)計(jì)，允許系統(tǒng)單點(diǎn)故障的情況下可繼續(xù)工作。

2）系統(tǒng)級(jí)別備份。演播室共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)按照業(yè)務(wù)區(qū)域?qū)澐譃榫C合業(yè)務(wù)樓共享系統(tǒng)與演播中心樓共享系統(tǒng)2個(gè)子系統(tǒng)，系統(tǒng)之間將互相備份存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層面的備份。在任何一套子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，均可采用另外一套子系統(tǒng)承擔(dān)當(dāng)前的演播業(yè)務(wù)，而不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象。

3）系統(tǒng)應(yīng)急預(yù)案。在系統(tǒng)出現(xiàn)緊急的、意外的故障時(shí)，考慮必要的應(yīng)急預(yù)案，來(lái)完成緊急情況下的演播室播出業(yè)務(wù)。如在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮錄放服務(wù)器的本地直接上載、快編工作站的直接播出、系統(tǒng)級(jí)別的備份、自動(dòng)隔離的防病毒措施等，都是應(yīng)急預(yù)案所考慮的范圍。應(yīng)急預(yù)案不是常態(tài)的工作手段，其目的是保證在緊急狀態(tài)下，犧牲部分靈活性和方便性，而保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

3.3 先進(jìn)性

在實(shí)用和安全的基礎(chǔ)上，數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要有一定的前瞻性。必須考慮應(yīng)用和需求的發(fā)展以及技術(shù)的進(jìn)步，從而確保系統(tǒng)具備可持續(xù)發(fā)展能力。系統(tǒng)的先進(jìn)性涉及多個(gè)方面，例如整體結(jié)構(gòu)、核心設(shè)備、流程管理、演播室播出技術(shù)等。

在整體結(jié)構(gòu)上，首先在基于北京臺(tái)采用“SOA結(jié)構(gòu)”建設(shè)整個(gè)制播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框架體系的指導(dǎo)思想下，實(shí)現(xiàn)演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以服務(wù)提供者或者服務(wù)實(shí)用者的方式接入主干系統(tǒng)；在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上，采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的演播共享技術(shù)，利用3層結(jié)構(gòu)的播出控制技術(shù)、多通道的播出或錄制技術(shù)以保證演播室共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自身的先進(jìn)性。

3.4 發(fā)展性

從建設(shè)和應(yīng)用的角度看，按照北京臺(tái)的整體規(guī)劃，全臺(tái)制播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不是一步到位的。從技術(shù)進(jìn)步、業(yè)務(wù)發(fā)展和功能擴(kuò)展的角度看，建成的網(wǎng)絡(luò)也不可能靜止不變，還需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況加以優(yōu)化調(diào)整，并隨著技術(shù)和應(yīng)用的拓展而發(fā)展。因此，發(fā)展性原則是對(duì)演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重要要求，也是系統(tǒng)適應(yīng)未來(lái)、適應(yīng)發(fā)展的一個(gè)重要保障。

在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，采用整體規(guī)劃、分步建設(shè)的方式。首先，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上支持連續(xù)的業(yè)務(wù)擴(kuò)展，例如播出通道、支持的演播室數(shù)量、存儲(chǔ)容量等都可隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展而擴(kuò)展。其次，在本方案設(shè)計(jì)中，核心存儲(chǔ)設(shè)備將支持北京臺(tái)整體規(guī)劃中對(duì)演播業(yè)務(wù)的需求，以保證在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)不更換核心存儲(chǔ)設(shè)備。最后，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的核心設(shè)備、部署在演播室本地的設(shè)備都支持單元式的擴(kuò)展方式，并且可以熱接入方式擴(kuò)展，以保證在業(yè)務(wù)不中斷的情況下擴(kuò)展業(yè)務(wù)處理能力[3-4]。

3.5 開(kāi)放性

采用總線結(jié)構(gòu)解決各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間的互連互通。在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接口規(guī)劃上遵循應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)施規(guī)范，在數(shù)據(jù)格式上也同樣遵循。做到系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)格式等方面的開(kāi)放性，并開(kāi)放給制播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主干系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的互連互通。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

4.1 演播資源共享

在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，將演播室播出系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)立的、服務(wù)性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提取共性設(shè)備集中部署，同時(shí)為每個(gè)演播室單獨(dú)部署常用設(shè)備，簡(jiǎn)化演播室中控制操作流程和設(shè)備數(shù)量，最大化地利用軟硬件資源，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化、流程化滿足非新聞?lì)愌莶I(yè)務(wù)的日常需求。

在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用目前先進(jìn)的多通道技術(shù)、邊遷邊播技術(shù)，還增加基于I/O通道共享、視頻服務(wù)器共享、共享與專用結(jié)合等技術(shù)方式，使演播室共享技術(shù)更為先進(jìn)、更為穩(wěn)定。數(shù)字電視中心演播室播出系統(tǒng)不再使用磁帶作為主要介質(zhì)，而是將節(jié)目文件自動(dòng)遷移到演播共享存儲(chǔ)中，采用可靠的錄放服務(wù)器進(jìn)行自動(dòng)化播出。通過(guò)矩陣控制服務(wù)器的調(diào)度視音頻信號(hào)，錄放服務(wù)器的輸入/輸出通道可被靈活分配給相應(yīng)的演播室使用，使得有限演播室資源可以靈活地為各種應(yīng)用服務(wù)。

4.2 演播安全及穩(wěn)定

演播室播出的安全性、穩(wěn)定性一直是演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一。演播安全穩(wěn)定不是一蹴而就即可解決的問(wèn)題，只有積累了大量已經(jīng)實(shí)施的、客戶已經(jīng)正式使用的案例，才可保證演播安全，解決演播室播出中的多個(gè)技術(shù)難題，例如幀精確的控制、幀精確的主備同步、7×24 h的連續(xù)播出、邊遷邊播等技術(shù)。更為重要的是實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)的高穩(wěn)定性，以保證數(shù)字電視中心的正常使用。

4.3 系統(tǒng)級(jí)別備份

按照整體規(guī)劃，數(shù)字電視中心演播室數(shù)量可達(dá)到20個(gè)以上，如果采用1套演播室共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，必將帶來(lái)系統(tǒng)級(jí)別單點(diǎn)故障的出現(xiàn)。在北京臺(tái)的需求中，把演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為2套相互獨(dú)立的演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，分別為綜合演播樓共享系統(tǒng)和演播中心樓共享系統(tǒng)。2臺(tái)演播共享系統(tǒng)可獨(dú)立運(yùn)行，同時(shí)也是相互備份的關(guān)系，以在某一套系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，另外一套系統(tǒng)仍可提供演播室播出服務(wù)，做到業(yè)務(wù)不間斷。

4.4 兼容多演播業(yè)務(wù)

按照數(shù)字電視中心演播室共享系統(tǒng)規(guī)劃，系統(tǒng)需要承擔(dān)非新聞節(jié)目、體育節(jié)目的演播室直播、錄制、準(zhǔn)直播等多種業(yè)務(wù)。另外，還要承擔(dān)諸如延時(shí)播的特殊業(yè)務(wù)需求。在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決方案中，可兼容多種業(yè)務(wù)需求。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能上，提供靈活的通道設(shè)置、主備同時(shí)播出、延時(shí)播出時(shí)間任意設(shè)定、播出格式直接采集等多種技術(shù)手段，以兼容各種演播業(yè)務(wù)需求。

4.5 接入主干系統(tǒng)

數(shù)字電視中心制播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化、流程化的全臺(tái)網(wǎng)系統(tǒng)，演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是其組成部分之一，屬于主干系統(tǒng)之外的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。各子系統(tǒng)需嚴(yán)格按照與主干接入的實(shí)施規(guī)范，設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接、業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)接口等[5]。

因此，在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，將嚴(yán)格遵循臺(tái)方提出的應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)施規(guī)范接入到主干系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各種對(duì)外交互流程，滿足臺(tái)里的統(tǒng)一規(guī)劃。另外，能否按時(shí)完成接入，實(shí)現(xiàn)全流程的網(wǎng)絡(luò)化工作模式將成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

4.6 與傳統(tǒng)設(shè)備結(jié)合

北京臺(tái)目前演播室播出系統(tǒng)中，大部分是采用傳統(tǒng)的視音頻設(shè)備、磁帶、錄/放像機(jī)等結(jié)合的方式播出。在新臺(tái)制播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的全局規(guī)劃考慮下，演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將采用網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化的方式實(shí)現(xiàn)演播室播出業(yè)務(wù)。但采用網(wǎng)絡(luò)化方式，并不意味著全部拋棄傳統(tǒng)設(shè)備，而是利用網(wǎng)絡(luò)化及數(shù)據(jù)化快捷、靈活、方便的特性，同時(shí)結(jié)合傳統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定、技術(shù)熟悉等方面優(yōu)勢(shì)，以保證播出的安全、穩(wěn)定、靈活、快捷。

數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的播控就同時(shí)支持錄放服務(wù)器、視頻服務(wù)器、錄像機(jī)的控制，采用MOS網(wǎng)關(guān)技術(shù)支持字幕機(jī)的聯(lián)動(dòng)，另外也支持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與外接時(shí)鐘信號(hào)的連通等，這些都是網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)結(jié)合的體現(xiàn)。表1給出了數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能介紹。

5 小結(jié)

演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整合了多個(gè)分散的演播室播出系統(tǒng)，將共性資源提供給多個(gè)演播室共享使用，組成與制作系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立的演播室業(yè)務(wù)專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了演播室的控制操作流程和設(shè)備數(shù)量，最大化地利用軟硬件資源，滿足網(wǎng)絡(luò)化、流程化、數(shù)據(jù)化的非新聞?lì)愌莶I(yè)務(wù)需求。

表1 數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)介

[1]雷振甲.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2002.

[2]TANENBAUM A.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].潘愛(ài)民，譯.4版.北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[3]方德葵，張琦，張衡.電視數(shù)字播控技術(shù)[M].北京：中國(guó)廣播電視出版社，2005.

[4]方德葵，王明臣，姜秀華，等.數(shù)字電視與高清晰度電視[M].北京：中國(guó)廣播電視出版社，2005.

[5]盧英鎖.數(shù)字電視中心總編室編播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[J].電視技術(shù)，2010，34（2）：61-64.