伍亞明，劉建中，龍 海

（衡陽廣播電視臺 技術(shù)中心，湖南 衡陽 421001）

為慶祝建黨90周年，衡陽廣播電視臺在上級要求下，決定在建黨90周年之際開播“紅色”頻道——黨建先鋒頻道，頻道無任何商業(yè)廣告，實(shí)現(xiàn)“綠色”收視。從任務(wù)的下達(dá)到建黨之日只有短短半月時間，播出部受命積極謀劃、攻堅克難，最終在七一前夕完成了新頻道的播出工作[1]。

1 現(xiàn)狀及目標(biāo)

衡陽廣播電視臺播出系統(tǒng)播出5個自辦頻道的電視節(jié)目，作為全臺網(wǎng)的子系統(tǒng)，節(jié)目從制作到播出均通過局域網(wǎng)傳輸，共分5個步驟完成。首先，待播節(jié)目經(jīng)由光纖發(fā)送至播出系統(tǒng)的二級存儲器，素材信息寫入數(shù)據(jù)庫；素材入庫完成后，技審程序根據(jù)次日播出節(jié)目單對二級存儲器中的素材自動進(jìn)行技術(shù)分析（標(biāo)準(zhǔn)參照《技術(shù)質(zhì)量獎（金帆獎）獎勵辦法（試行）》相關(guān)內(nèi)容[2]），并給出《次日播出節(jié)目技審報告》；隨后，遷移策略程序自動將待播素材從二級存儲器遷移至主備視頻服務(wù)器；機(jī)務(wù)人員還需通過視頻服務(wù)器審看通道，對次日待播節(jié)目進(jìn)行一次人工播前審看，審看合格的素材才標(biāo)記為“安全文件”；最后“安全文件”由節(jié)目控制機(jī)發(fā)送指令給視頻服務(wù)器播出視音頻SDI信號。視音頻信號由視頻服務(wù)器產(chǎn)生后，經(jīng)過視分設(shè)備、切換器、鍵混、AGC等最終送達(dá)發(fā)射機(jī)和有線網(wǎng)絡(luò)播出。

新增一個播出頻道的任務(wù)，就是要求在有效利用原有設(shè)備的前提下，在半個月內(nèi)完成設(shè)計、采購、安裝調(diào)試和試播工作，且整個工程不能影響原有5個頻道節(jié)目的正常播出。

2 設(shè)計及規(guī)劃

為了在最短的時間內(nèi)新增一個頻道播出，同時安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性都要達(dá)到最優(yōu)，整個工程的規(guī)劃設(shè)計就尤為關(guān)鍵。整個項目建設(shè)過程期間不能影響在播的5套節(jié)目，采用了先分布安裝、后整體在線并入的方式來實(shí)現(xiàn)由5個頻道到6個頻道的增加。這種方式分小組進(jìn)行，在時間、質(zhì)量上能得到很好的控制。在充分利用現(xiàn)有播控軟硬件資源（現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、黑場同步、時鐘軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、編單工作站、審編工作站、后端轉(zhuǎn)碼遷移服務(wù)器）基礎(chǔ)上，新增了兩部分硬件：一部分是能獨(dú)立安裝運(yùn)行的設(shè)備，如監(jiān)視器、鍵混、控制機(jī)等，這些設(shè)備的安裝調(diào)試不會影響到原有系統(tǒng)的播出，相對容易實(shí)現(xiàn)；另一部分必須同原有系統(tǒng)進(jìn)行共享或互聯(lián)，如視頻服務(wù)器、二級存儲等，這部分設(shè)備必須充分考慮到原有設(shè)備的兼容性、一致性以及并入時可能存在的潛在風(fēng)險等。能獨(dú)立運(yùn)行的這部分設(shè)備比較簡單，只需按原有設(shè)備類型進(jìn)行采購安裝就可以了。本文主要討論的是共享部分設(shè)備的設(shè)計及實(shí)施。

為確保各個環(huán)節(jié)能穩(wěn)步進(jìn)行，項目引用了管理學(xué)中的進(jìn)度管理，利用甘特圖（見圖1）將各項工作的先后關(guān)系、所需時間、開始及結(jié)束時間顯示出來。便于計劃的動態(tài)調(diào)整，也便于處理和分配有限的資源。

圖1 進(jìn)度甘特圖

3 實(shí)施

對于此次新增播出頻道任務(wù)，廠商們給予了大力支持。如OMNEON視頻服務(wù)器等進(jìn)口設(shè)備，按正常程序從合同簽訂到國外訂購、航空物流送達(dá)至少需要2個月。但廠商全國總動員，想方設(shè)法調(diào)用國內(nèi)存有資源，最終所有設(shè)備在第10天全部運(yùn)達(dá)了播出機(jī)房；另一方面，技術(shù)人員日夜奮戰(zhàn)，保證了整個工程在極短的時間內(nèi)如期完成。

3.1 新增視頻通道

現(xiàn)有2臺OMNEON視頻服務(wù)器（一主一備）型號為MediaDeck SMD 2211BB，最多支持2塊視頻卡6個視頻通道?，F(xiàn)有6個通道全部在用，其中5個用于播出現(xiàn)有的5套電視節(jié)目，剩下的1個IN/OUT半雙工通道用于對次日所播節(jié)目的預(yù)審以及特定節(jié)目的回錄，所以無法通過增加視頻卡的方式增加視頻通道，只能新增視頻服務(wù)器來解決播出視頻通道的問題。原視頻服務(wù)器為OMNEON 2009年的產(chǎn)品，功能完全能夠滿足地市級電視臺標(biāo)清播出要求。為了保持更好的兼容性、統(tǒng)一性，衡陽廣播電視臺選單選擇了與原有視頻服務(wù)器型號相同的產(chǎn)品。同時為了降低成本，視頻服務(wù)器只配備1塊3通道視頻卡，其中2個OUT單工通道，1個IN/OUT半雙工通道。添置后共有4臺視頻服務(wù)器（2主2備）18個視頻通道可用。

添加新視頻服務(wù)器后，為均衡服務(wù)器的負(fù)載，考慮從原有視頻服務(wù)器上移除1個頻道的節(jié)目到新的視頻服務(wù)器播出。這樣減輕了原有視頻服務(wù)器的存儲壓力，滿足了原通道資源不足的狀況，同時也充分利用了新視頻服務(wù)器的存儲資源和備份功能。在頻道播出通道的重新分配時，把需要共享素材的一些頻道分配在1個視頻服務(wù)器內(nèi)。比如將時政頻道與黨建先鋒頻道分配在同一服務(wù)器內(nèi)。如此一來，2個頻道同時播出《衡陽新聞聯(lián)播》時就只需遷移和審核1次。視頻服務(wù)器分配好播出頻道后，就是根據(jù)頻道分配的情況遷移播出素材了。按照衡陽廣播電視臺選單現(xiàn)有的播出素材管理策略，1個頻道的待播素材大約有當(dāng)日和次日的電視劇、廣告、宣傳片、欄目，以及播后7日內(nèi)的所有節(jié)目，播過的節(jié)目將在視頻服務(wù)器內(nèi)保存一周，如無再次播出任務(wù)，素材將在播出一周后被自動刪除。按照衡陽時政頻道的播出量計算，單個頻道在視頻服務(wù)器內(nèi)的節(jié)目時長總共約為60 h，所占空間大約為300 Gbyte，對如此大的數(shù)據(jù)進(jìn)行服務(wù)器間的遷移，整個過程會占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，有可能對在播節(jié)目造成不穩(wěn)定影響，所以遷移前必須計算出遷移整個過程所需的時間，并對視頻服務(wù)器進(jìn)行測試，觀察高強(qiáng)度遷移中是否會對在播節(jié)目造成影響。衡陽臺播出系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備間的互聯(lián)是通過千兆交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)測試兩視頻服務(wù)器經(jīng)過千兆交換機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，在無播出及其他讀寫任務(wù)的情況下，平均速率能達(dá)到80 Mbit/s左右。折算下來，在無負(fù)荷狀態(tài)下遷移1個頻道的300 Gbyte素材大約只需要一個多小時就可以完成。由于時間并不長，為了確保節(jié)目播出萬無一失，素材遷移的任務(wù)被安排在了全天節(jié)目結(jié)束后的凌晨實(shí)施，執(zhí)行過程非常順利。

3.2 二級存儲器擴(kuò)容

新增1個頻道，如不增加二級存儲器的存儲空間，勢必會直接攤薄原有5個頻道的可用空間，造成可播素材時長的縮短；又或者降低節(jié)目碼率，以犧牲節(jié)目質(zhì)量的方式來換取更多的節(jié)目時長，顯然兩者都不能滿足廣電播出的要求，增加存儲空間是唯一選擇。頻道的增加還會帶來每天節(jié)目上載量和審看量的增加，這些對二級存儲的帶寬要求也形成了壓力。在現(xiàn)有NAS網(wǎng)絡(luò)存儲的結(jié)構(gòu)下，解決帶寬中的瓶頸點(diǎn)來提升整體帶寬更實(shí)際。通過增加網(wǎng)卡，采用雙網(wǎng)卡的綁定大幅提高了二級存儲的訪問速度。

衡陽廣播電視臺選單二級存儲采用惠普（HP）MSA2000i磁盤陣列，由2個盤籠組成1個NAS，采用RAID 50[3]方式組建管理磁盤，每個盤籠有12個1 Tbyte的硬盤，根據(jù)RAID50中可用硬盤數(shù)=硬盤數(shù)n-1，衡陽廣播電視臺選單二級存儲總有效容量為22 Tbyte。增加存儲空間，可以在原有磁盤陣列的基礎(chǔ)上靠添加磁盤來擴(kuò)展容量，符合經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性原則，還能縮短工程工期，最終添加了1個盤籠來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。新增1個盤籠后，盤籠數(shù)量共3個，每個盤籠滿配12個1 Tbyte的硬盤，以及2塊帶有iSCSI傳輸口的控制卡。由于RAID50陣列下所有硬盤容量必須一樣大（如容量不同會以最小的容量為準(zhǔn)），新采購的硬盤容量和原有硬盤保持一致，都為單體1 Tbyte，但此時單體磁盤價格也較建造當(dāng)初下降率了50%。為了便于與原數(shù)據(jù)庫等多個程序的接口順利對接，以及便于日常管理，3個盤柜需做成1個卷的虛擬磁盤。增加1個盤籠首先要將3個盤籠以SAS口串聯(lián)在一起；在利用HP StorageWorks MSA Management Utility管理軟件進(jìn)行磁盤的配置前，將A、B兩個控制器管理口訪問端的IP都調(diào)整到相同網(wǎng)段，同時降低IE瀏覽器的安全級別，這樣就可以順利進(jìn)行時間校驗(yàn)、配置主機(jī)接口、創(chuàng)建Vdisk（配置陣列）等配置了。在此存儲中，RAID50最多可以支持32塊硬盤，所以在Number of Virtual Subdisks創(chuàng)建成1個Vdisk，在Drives Per Virtual Subdisk添加32塊硬盤，冗余的4塊硬盤保留到后面做成熱備盤。所有步驟完成后還需對整個卷進(jìn)行格式化，但在實(shí)際格式化過程中發(fā)現(xiàn)速度很慢，大概花費(fèi)了24 h，最后還是出現(xiàn)意外錯誤未完成。又重新格式化了一次，但還是失敗了。經(jīng)仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)對于較大的磁盤分區(qū)，在Windows2003系統(tǒng)中，微軟對于硬盤的大小有簇大小的限制，最大為64 kbyte，系統(tǒng)默認(rèn)為4 kbyte，因?yàn)橛羞@個限制，所以需要調(diào)大簇大小，否則會無法快速格式化，或者格式化失敗。本項目擴(kuò)容后的二級存儲實(shí)際為27.2 Tbyte，所以本次擴(kuò)容后選擇了64 kbyte的簇大小，通過修改簇大小值，格式化在數(shù)分鐘內(nèi)順利完成。表1為微軟發(fā)布的簇大小在各個系統(tǒng)的默認(rèn)值。

表1 NTFS默認(rèn)的簇大小

圖2 視音頻連接圖（截圖）

NAS[4]中帶寬的瓶頸主要來自于充當(dāng)素材庫網(wǎng)關(guān)的服務(wù)器，服務(wù)器自帶2個千兆網(wǎng)口，所有工作站通過這2個網(wǎng)口對NAS進(jìn)行存取訪問，這就形成了工作站與二級存儲間的瓶頸。為了解決網(wǎng)口帶寬的瓶頸問題，在服務(wù)器中添加了1塊英特爾（Pro/1000 PT dual Port）雙口網(wǎng)卡，加上原有自帶的2個網(wǎng)口，綁定的4個網(wǎng)口同時工作實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的“雙進(jìn)雙出”。安裝后進(jìn)行測試，二級存儲的實(shí)際傳輸速度從原來的40 Mbit/s上升到了80 Mbit/s，整整提高1倍。

3.3 連接、配置

為新增頻道采購的主備切換器、鍵混器、AGC等設(shè)備都上架后，進(jìn)行視音頻線路的連接，如圖2所示。

切換器配置控制電路參數(shù)，ROSS鍵混刷入臺標(biāo)LOGO。在分配設(shè)備IP地址時，將字幕系統(tǒng)中所有字幕播出工作站、字幕制作工作站和字幕服務(wù)器的IP單獨(dú)劃分在一個網(wǎng)段內(nèi)，這樣更有利于其他播出設(shè)備網(wǎng)絡(luò)安全。新增視頻服務(wù)器審看通道的監(jiān)看由于沒有多余的位置擺放監(jiān)視器，所以不得不共用原有監(jiān)視器，通過新增1個4路切換器來實(shí)現(xiàn)，雖在審看不同視頻服務(wù)器播放的內(nèi)容時需手動切換，但性價比卻很高。

4 結(jié)語

對于地市級城市電視臺來說，受制于客觀條件所限，在播出系統(tǒng)最初建設(shè)時對其擴(kuò)展性能的預(yù)留可能考慮欠缺。在后期有擴(kuò)展需求時，進(jìn)行在線升級是符合地市級電視臺實(shí)力的權(quán)衡行為。衡陽廣播電視臺播出系統(tǒng)通過在原有播出系統(tǒng)基礎(chǔ)上新增加一個頻道的實(shí)例，為地市級播出系統(tǒng)的擴(kuò)建積累了些許經(jīng)驗(yàn)。整個在如此短的時間內(nèi)完成，曾被許多專家喻為“不可能”。但有了管理層的堅定信念，技術(shù)人員的勇往直前，合作廠商的鼎力支持，最終工程如期圓滿完成。

[1] 李斌.播出系統(tǒng)升級背景下的安全播出網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)探討[J].信息與電腦，2012（9）：27-28.

[2] 馬永旺，郭亞麗，按金帆獎技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制作高質(zhì)量電視節(jié)目[J].內(nèi)蒙古廣播與電視技術(shù)，2008（10）：42-43.

[3] 譚懷亮，賀再紅.基于RAID50的存儲系統(tǒng)高速緩存設(shè)計[J].計算機(jī)工程，2007（5）：220-222.

[4] 王永平.NAS存儲管理系統(tǒng)框架技術(shù)分析[J].信息科技，2010（2）：38-40.