田海東

【摘要】 現(xiàn)代社會，電視作為最具影響力和競爭力的大眾傳播媒體，以豐富的信息資源、完善的傳輸網(wǎng)絡和龐大的受眾群體構(gòu)成了一個具有相當規(guī)模的信息行業(yè)。數(shù)字和網(wǎng)絡技術(shù)在電視領(lǐng)域中應用，不僅使整個電視系統(tǒng)的技術(shù)質(zhì)量顯著改善，頻率資源利用率成倍提高，而且為電視媒體長期占據(jù)現(xiàn)代媒體的發(fā)展前沿提供了可能。應時代發(fā)展的需要，吉林電視臺對整個播出系統(tǒng)進行了全面的數(shù)字化改造。

【關(guān)鍵詞】 視頻服務器 結(jié)構(gòu) 技術(shù)運用

電視自動播出系統(tǒng)的發(fā)展，大致分為三個階段：第一階段，采用單機控制的播出控制系統(tǒng)；第二階段，采用網(wǎng)絡化自動播出控制系統(tǒng)；第三階段，采用帶中心存儲的播出控制系統(tǒng)，即播出系統(tǒng)配備媒體資源管理中心，是數(shù)字播出系統(tǒng)的發(fā)展方向。

視頻服務器從理論上概述，它是一種對視音頻數(shù)據(jù)進行壓縮、存儲及處理的專用嵌入式設(shè)備，它在遠程監(jiān)控及視頻等方面都有廣泛的應用，視頻服務器采用MPEG4或MPEG2等壓縮格式，在符合技術(shù)指標的情況下對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮編碼，以滿足存儲和傳輸?shù)囊螅梢曇纛l壓縮編碼器、輸入/輸出通道、網(wǎng)絡接口等構(gòu)成，視音頻接口、RS422/ RS232串行接口、軟件接口等構(gòu)成，伴隨編碼技術(shù)的進一步推進，以及網(wǎng)絡的普及率進一步提高，視頻傳播的手段和能力都將不斷更新，同時消耗更少，帶來視頻平衡與穩(wěn)定。

視頻服務器的功能：1、多通道并行處理。視頻服務器可同時進行錄制和播放操作，獨自進行視頻信號處理。2、高標清數(shù)字視頻接口。視頻服務器提供了全面的高標清數(shù)字視頻接口，其中包括：HD-SDI、標清視頻接口，能夠?qū)敫咔寤驑饲宥嗝襟w素材。3、支持播放列表的播出。只需要將節(jié)目內(nèi)容和次序安排進去，就可以在規(guī)定的時間實現(xiàn)素材的自動定時播放。并可利用軟件調(diào)整播出的順序。4、延時播出。視頻服務器通道在記錄的同時可以延時播出，由于硬盤的儲存時間長，延時時間可以根據(jù)0秒—2小時甚至更長時間的調(diào)整。5、應急循環(huán)播出。視頻服務器的播出質(zhì)量很好；性能較高。

下面是我臺數(shù)字化播出系統(tǒng)視頻服務器的技術(shù)應用。每個服務器內(nèi)的硬盤均采用RAID（Redundant Array of independent Disk）技術(shù)，即獨立硬盤亢余陣列，簡稱硬盤陣列，它是通過把若干個硬盤連接在一起，以獲得倍增的容量和數(shù)據(jù)輸出帶寬的硬盤組合形式。其主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高。因為RAID由多個硬盤構(gòu)成，它還有一個特性，就是能防止其中任何一個硬盤發(fā)生故障時所引起的數(shù)據(jù)丟失。

RAID有多種級別，其中RAID—3在傳輸大量數(shù)據(jù)時能提供最出色的性能和保護。因此，我臺采用基于RAID—3技術(shù)的8+1硬盤陣列，每個服務器包含9個硬盤，8個存儲數(shù)據(jù)、一個存儲奇偶效驗碼，每塊硬盤容量為180G。RAID—3為單盤容錯并行傳輸陣列，它采用分條技術(shù)將數(shù)據(jù)按位或按字節(jié)分散記錄在各個硬盤的相同扇區(qū)上，同時對存儲的數(shù)據(jù)進行異或運算，判斷其奇偶性，產(chǎn)生校驗數(shù)據(jù)，并寫到最后一個硬盤上（即亢余或校驗盤）。

當一個硬盤發(fā)生故障時，除故障盤外，數(shù)據(jù)盤和校驗盤繼續(xù)進行寫操作；而讀操作通過對剩余數(shù)據(jù)盤和校驗盤的數(shù)據(jù)進行異域計算，恢復故障盤上應有的數(shù)據(jù)。即使故障盤被替換掉，丟失的數(shù)據(jù)也可以被恢復到新的硬盤上，系統(tǒng)在保護的模式下重新開始工作。如果校驗盤發(fā)生故障，奇偶校驗數(shù)據(jù)也可以通過數(shù)據(jù)盤重建。

一、服務器結(jié)構(gòu)

吉林電視臺配備了三臺PNNACLE公司的MSS—1600視頻服務器來作為上載服務器、主播出服務器和備播出服務器，三臺服務器通過光纖交換機連接，組成鏡像結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)素材存儲和播

出解碼通道熱備份。每臺MSS—1600分別由9個180G硬盤組成內(nèi)置的“8+1”RAID3硬盤陣列，在8Mb/s碼率的情況下，存儲時間近400小時。其中上載服務器配置了6個編碼板，用于公共頻道和都市頻道節(jié)目素材及廣告素材上載，3個解碼板（6個解碼通道），用于上載回監(jiān)和應急墊片；主播出服務器配置4個編碼板，用于影視和鄉(xiāng)村頻道節(jié)目上載，4個解碼板（8個解碼通道），用于6個頻道主路播出和上載回監(jiān)，4個解碼板（8個解碼通道），用于6個頻道備路播出和上載回監(jiān)。服務器均采用雙電源結(jié)構(gòu)以保證其穩(wěn)定性，操作系統(tǒng)基于穩(wěn)定可靠地UNIX系統(tǒng)，利用前置機來進行日常維護和管理操作。

二、服務器技術(shù)運用

節(jié)目播出是由主、備播出服務器完成。主播出服務器負責六個頻道的主路播出，分別由六個頻道的主播出工作站控制；備播出服務器負責六個頻道的備路播出，分別由六個頻道的備播出工作站控制，兩臺服務器存儲的節(jié)目素材完全相同，播出時，每個頻道的兩臺播出工作站在同一時刻分別控制主、備播出服務器播出相同的素材，以達到同步播出，確保播出信號熱備份。

節(jié)目素材上載是由三臺服務器共同承擔。服務器之間的視頻數(shù)據(jù)傳輸通過光纖交換機完成，同步任務由數(shù)據(jù)庫服務器中的FTP軟件派發(fā)，對于直接錄入主播出或者備播出服務器的素材，則拷貝到另一臺播出服務器上，確保兩臺播出服務器上均有保存。對于錄入上載服務器的素材，則分別向主備播出服務器拷貝。這樣設(shè)計，可以最大限度的保證主備播出服務器中擁有所需的全部節(jié)目，每臺視頻服務器的工作量得以均衡分配，一定程度上降低了系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)碼流流量，提高了視頻服務器的穩(wěn)定性。同時，播出服務器采取完全獨立的一對一的鏡像備份，實時同步播出，保證了播出的安全性。

在設(shè)備安全性的保障上解決后，我們又考慮到其它外在的因素，包括每臺服務器我們都設(shè)置了兩臺電源，互為備份；兩側(cè)風扇也互為備份。

隨著網(wǎng)絡化不斷的發(fā)展，我臺搭建了新的播出系統(tǒng)，系統(tǒng)及視音頻節(jié)目上載、審核、播出等功能為一體，并于臺內(nèi)已有或?qū)⒔ǖ男侣劸W(wǎng)、制作網(wǎng)、媒質(zhì)網(wǎng)等直接連接的視頻播出系統(tǒng)；我臺新播出系統(tǒng)采用的是k2視頻服務器系統(tǒng)；它由k2媒體客戶端、k2媒體服務器和k2RAID硬盤陣列三部分構(gòu)成，主要優(yōu)點：

1、由于采用了計算機行業(yè)的通用和標準技術(shù)，使其與其它第三方應用軟件可以基于千兆以太網(wǎng)實現(xiàn)交互通信和資源共享，更重要的是采用IT通用部件，從理論上講會降低整個系統(tǒng)的成本。由于以太網(wǎng)絡無處不在，這樣可以實現(xiàn)低成本的遠程連接和數(shù)據(jù)共享.

2、將原先內(nèi)置與視頻服務器主機中的編解碼通道外移出來；組成一個單獨的單元，即K2媒體客戶端，這樣的好處是，媒體客戶端還可以通過內(nèi)置媒體硬盤而獨立應用。編解碼通道與服務器不共享于一體，編解碼通道的任何異常都無需重啟媒體服務器而獲得排除，這是以往視頻服務器所不具備的，這樣的架構(gòu)使不同格式、不同性質(zhì)的通道可以較好地實現(xiàn)無障共享同一存儲體。

3、媒體服務器是編解碼通道與硬盤陣列之間的橋梁，也是實現(xiàn)系統(tǒng)通道擴充、帶寬擴充和存儲容量擴充所必需的核心設(shè)備這樣可以針對不同規(guī)模的應用和需求；配置不同數(shù)量的客戶端，媒體服務器和硬盤陣列組和相對靈活方便。

按照設(shè)計，我臺采用8臺THOMSON k2視頻服務器；每臺服務器配置10塊300G硬盤采用最高級的RAIDI備份，最高允許損壞5塊硬盤而不導致數(shù)據(jù)丟失；每臺視頻服務器1.5TB的有效存儲容量；可以滿足8個24小時播出頻道12mbps播出節(jié)目4天的存儲需求，k2視頻服務器的每個通道都為雙向編解碼，所以應急通道既可以上載也可以審片。

視頻服務器系統(tǒng)由主備播出服務器系統(tǒng)和實時應急播出服務器系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，6臺4通道k2視頻服務器構(gòu)成了主備播出服務器系統(tǒng)，單機鏡像使用。每一對服務器負責三個頻道的播出；7個頻道共使用314個解碼通道，其余10個通道中；2個通道做備份頻道的主備輸出；7個用于應急上載審片，還有一個通道用于播放墊片。

另外兩臺4通道k2視頻服務器構(gòu)成實時應急播出服務器系統(tǒng)；實時為7個頻道提供7路服務器播出信號，與主備播出服務器信號完全同步，剩余的一個通道也用于播放墊片使用。

我臺運用SD系列K2媒體客戶端，內(nèi)置可處理最多4個SD的雙向通道，可以以DVCAM、DVCPRO和MPEG-2格式進行編碼，形成素材文件?？梢宰詣幼R別和解碼DV、DVCAM、DVCPRO和MPEG-2格式的素材，且在播放時；可以在同一時間線上播放上述不同格式素材。

節(jié)目素材一部分由VIPS服務器直接上載，通過遷移服務器分配同步至k2服務器進行播出。在特殊情況下，一些時效性強的節(jié)目；可以在應急上載工作站直接將素材上載至k2服務器播出，從而省略了通過遷移服務器分配傳輸?shù)臅r間，對于FTP服務器及應用服務器全部采用多臺服務器備份機制，一方面可以增加FTP的效率，另一方面也起到全面?zhèn)浞?，以防止一臺出現(xiàn)故障，影響播出系統(tǒng)的相關(guān)服務及素材傳輸?shù)男省浞輽C制的建立全面提高了我臺播出系統(tǒng)的安全性。

視音頻服務器播出系統(tǒng)，充分體現(xiàn)了硬盤播出的優(yōu)勢，無論是從系統(tǒng)指標測試還是觀眾主觀感受，新系統(tǒng)信號質(zhì)量都比原來的播出系統(tǒng)信號質(zhì)量有著質(zhì)的飛躍。數(shù)字播出系統(tǒng)的成功應用為我臺全面實現(xiàn)電視系統(tǒng)的網(wǎng)絡化和數(shù)字化發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。