沈嘉麟 上海市嘉定區(qū)廣播電視臺
嘉定區(qū)廣播電視臺于2004年在電視節(jié)目制作方面推行數(shù)字化改造,引入非線性編輯軟件進(jìn)行日常節(jié)目的制作,極大的提高了節(jié)目制作的效率。隨著臺里節(jié)目制作量的增加,原有的站點(diǎn)和存儲空間已經(jīng)無法滿足需求了,于是在2008年又對非編網(wǎng)進(jìn)行了全面的升級,并且加入了媒資系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)的互聯(lián)互通,大大提高了節(jié)目素材存取的效率。隨后廣電總局和上海市文化廣播影視管理局先后發(fā)文,要求各級廣播電視機(jī)構(gòu)要全面推進(jìn)高清電視發(fā)展,加強(qiáng)高清節(jié)目制播體系建設(shè),加強(qiáng)高清編導(dǎo)、制作、攝錄、技術(shù)等人才培訓(xùn)。因此經(jīng)過幾年的調(diào)研和準(zhǔn)備,嘉定臺于2014年下半年開始了高清制作網(wǎng)升級改造項(xiàng)目。
嘉定臺決定建設(shè)一個(gè)成熟、安全、穩(wěn)定的非線性編輯網(wǎng)絡(luò),提高臺內(nèi)節(jié)目制作效率,提升節(jié)目質(zhì)量。系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo):建設(shè)一個(gè)支持全高清視頻文件的系統(tǒng),具有素材的上下載、文件導(dǎo)入導(dǎo)出、視音頻編輯制作、文稿編輯功能的新聞非編制作網(wǎng)絡(luò);該系統(tǒng)應(yīng)包含媒資系統(tǒng),擁有編目功能,能夠?qū)崿F(xiàn)高清素材的管理、存儲和調(diào)用;同時(shí)要兼容早期的標(biāo)清媒資系統(tǒng),可以導(dǎo)入原來標(biāo)清媒資系統(tǒng)中存儲的素材和編目信息,在節(jié)目制作時(shí)能夠查詢和調(diào)用;具有較高的網(wǎng)絡(luò)安全性,在辦公網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)文稿的撰寫、編輯和審核功能;存儲系統(tǒng)應(yīng)具有極高的安全性、穩(wěn)定性和充足的存儲空間。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和設(shè)備應(yīng)符合國家制定的相關(guān)高標(biāo)清數(shù)字電視規(guī)范。
嘉定臺的標(biāo)清系統(tǒng)一直是采用FC+以太網(wǎng)的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu),因此高清系統(tǒng)也沿用了這個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由服務(wù)器、在線存儲、近線存儲和工作站組成。其中,F(xiàn)C網(wǎng)絡(luò)主要用于系統(tǒng)中高碼率素材的訪問和傳輸,而以太網(wǎng)主要用于用戶管理和控制信息的交換,支持各節(jié)點(diǎn)之間的通信和提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)。
(1)網(wǎng)絡(luò)帶寬
嘉定臺新聞拍攝采用的攝像機(jī)是SONY的PDW-680,存儲在專業(yè)藍(lán)光盤上,采用50Mb碼率。拍攝完成直接通過U2導(dǎo)入到非編中進(jìn)行編輯,同時(shí)非編的采集也使用50 Mb碼率。那么非編中每一個(gè)視頻軌的碼率也是50Mb。根據(jù)節(jié)目制作量的需求,整個(gè)高清非編網(wǎng)絡(luò)共設(shè)計(jì)站點(diǎn)15個(gè)(包括配音站),平均每個(gè)站點(diǎn)按照3軌實(shí)時(shí)編輯來計(jì)算,那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要的帶寬為15×3×50Mb=2.25Gb。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn),一般實(shí)際使用帶寬是極限帶寬的70%左右,加上預(yù)留的余量,因此整個(gè)系統(tǒng)需要提供約3Gb以上的帶寬,才能滿足系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)載的情況。
(2)存儲容量
這個(gè)系統(tǒng)中的存儲分為2個(gè)部分,一個(gè)是在線存儲,準(zhǔn)備采用FC高速存儲設(shè)備,用于高清非編網(wǎng)日常節(jié)目的制作。素材時(shí)長按照1:10的成片比來計(jì)算制作成片所需要素材的存儲空間,嘉定臺的新聞節(jié)目總時(shí)長為15分鐘,要求在線保存2周,共14期。在高清非編制作網(wǎng)中高清視頻素材的碼率為50Mbps,音頻為1.5Mbps,每個(gè)小時(shí)占用的存儲空間約為25G,故新聞節(jié)目所需的存儲空間約為(15+150)×14/60(小時(shí))× 25(G)≈0.96T。其他節(jié)目平均每期30分鐘,每周3期,要求在線保存1個(gè)月,所需存儲空間約為(30+300)×12/60(小時(shí))× 25(G)≈1.65T。而要保證盤陣的正常運(yùn)轉(zhuǎn),一般需要預(yù)留25%的空間,加上運(yùn)行中間會有一部分損耗,實(shí)際使用的空間約為總空間的90%左右,因此在線存儲實(shí)際需要的空間為2.6T÷0.9(有效空間)÷0.75(預(yù)留空間)≈4T。第二個(gè)為近線存儲,用于存儲媒資的相關(guān)素材,對于帶寬的需求相對較低,因此采用了NAS的存儲設(shè)備。嘉定臺每天的新聞是保存一版無字幕的成片,設(shè)計(jì)使用10年,那么每年所需要的存儲空間為15/60(小時(shí))×25(G)×365(天)≈2.3T×10=23T。加上原有媒資15T的素材,滿足需求的存儲空間至少為(23+15)÷0.9(有效空間)÷0.75(預(yù)留空間)≈56T。
嘉定臺的高清媒資系統(tǒng)需要存儲歷年來的所有視音頻資料,用于支撐高清節(jié)目的制作。該系統(tǒng)要能實(shí)現(xiàn)日常素材的存取,能遵循《國家廣播電視音像資料編目規(guī)范》按需求對節(jié)目素材進(jìn)行編目,要實(shí)現(xiàn)多種條件的查詢,有獨(dú)立的管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)。由于要兼容歷年的標(biāo)清素材,因此該系統(tǒng)還需要有轉(zhuǎn)碼的功能,可以在高清制作系統(tǒng)調(diào)用標(biāo)清的素材時(shí)自動進(jìn)行上變換的轉(zhuǎn)碼,順利完成素材的調(diào)用。同時(shí)轉(zhuǎn)碼功能在存儲日常的節(jié)目素材時(shí),也要能自動生成相應(yīng)素材的低碼流版本,用于可視化檢索。
嘉定臺高清制作系統(tǒng)和媒資系統(tǒng)的互聯(lián)也是沿用了標(biāo)清時(shí)代的面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)SOA(Serverice-Oriented Architecture),將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化成一組互相連接的服務(wù),在需要時(shí)選取其中的一部分進(jìn)行組合,完成特定的任務(wù)。這種架構(gòu)主要由ESB企業(yè)服務(wù)總線和EMB企業(yè)媒體總線組成,其中ESB完成系統(tǒng)交互的接口和調(diào)度管理者,而EMB是媒體數(shù)據(jù)的遷移、轉(zhuǎn)換的執(zhí)行者。前者發(fā)指令,后者實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)搬遷。
文稿系統(tǒng)是嘉定臺此次新增的一個(gè)子系統(tǒng),根據(jù)我臺的節(jié)目制作流程,需要實(shí)現(xiàn)文稿的編輯和多級審核功能,串聯(lián)單的編輯以及相關(guān)查詢功能。系統(tǒng)應(yīng)采用BS架構(gòu)并能通過網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備實(shí)現(xiàn)在辦公網(wǎng)訪問該系統(tǒng)。
要保障整個(gè)系統(tǒng)的安全,主要是包括以下三個(gè)方面:
(1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的安全
嘉定臺的高清非編網(wǎng)絡(luò)采用的是FC+以太網(wǎng)的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu),因此在系統(tǒng)中要配備兩臺光纖交換,交換機(jī)之間進(jìn)行級聯(lián),當(dāng)一臺發(fā)生故障時(shí)也不會影響全部的設(shè)備,可以手動將光纖接到正常工作的交換機(jī)上繼續(xù)運(yùn)行。同理,在以太網(wǎng)中也采用了相似的方法,級聯(lián)了多臺以太網(wǎng)交換機(jī)來保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全。所有的交換機(jī)均要采用雙電源供電,杜絕電源故障引起的網(wǎng)絡(luò)問題。系統(tǒng)中的關(guān)鍵服務(wù)器和重要設(shè)備都要采用主備機(jī)的配置,避免中心服務(wù)的中斷。所有的存儲設(shè)備都應(yīng)有較高的冗余機(jī)制,保證在部分硬盤損壞的情況下還能正常工作。
(2)重要數(shù)據(jù)安全
高清非編網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全主要是指數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)中視音頻文件的安全。數(shù)據(jù)庫的備份機(jī)制需要采用熱備和冷備相結(jié)合的方式,通過數(shù)據(jù)庫軟件每天定時(shí)進(jìn)行備份,然后再結(jié)合人工的檢查,進(jìn)行異地的冷備份。當(dāng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí),熱備份可以直接接管相關(guān)業(yè)務(wù),或者也可以將冷備份直接恢復(fù)到備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上,然后啟用備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行接管。
視音頻文件是存儲在磁盤陣列上的,對于近線的存儲陣列,需要配置主備機(jī),定時(shí)進(jìn)行雙機(jī)的同步,能夠極大的保證數(shù)據(jù)的安全性;而對于在線存儲的光纖盤陣,雖說也是雙電源、雙控制器,但是發(fā)生故障時(shí)仍然可能影響到當(dāng)天節(jié)目的制作,因此通過可以通過第三方軟件定時(shí)備份部分素材,確保當(dāng)天節(jié)目制作的安全。
(3)計(jì)算機(jī)病毒的防治
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,廣電行業(yè)也越來越多的使用數(shù)據(jù)文件來交換節(jié)目,因此嘉定臺的高清制作系統(tǒng)也需要有數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入導(dǎo)出的接口。使用數(shù)據(jù)文件,就離不開移動存儲,同時(shí)帶來的也是病毒、蠕蟲等安全隱患,因此要在系統(tǒng)中專門設(shè)立了導(dǎo)入導(dǎo)出的工作站,設(shè)置相對安全的策略,杜絕計(jì)算機(jī)病毒的轉(zhuǎn)播。使用網(wǎng)閘并開放特定的端口,用于文稿系統(tǒng)和辦公網(wǎng)的互聯(lián)和訪問。同時(shí)關(guān)閉所有工作站上的光驅(qū)和無用的USB接口,杜絕私自使用移動存儲設(shè)備。
確定好系統(tǒng)的需求以后嘉定臺進(jìn)行了多次考察學(xué)習(xí),與多家非編廠商也進(jìn)行了多次的技術(shù)交流和研討,結(jié)合我臺的實(shí)際情況,最終確定了我臺高清非編制作網(wǎng)的方案,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1:
在線存儲采用主盤陣+擴(kuò)展柜的方式,中間通過SAS線進(jìn)行連接。每一個(gè)盤柜分為一個(gè)區(qū),采用RAID6+1的冗余機(jī)制,單個(gè)盤陣柜同時(shí)壞2塊硬盤數(shù)據(jù)不受影響,共配置了44塊900G的SAS硬盤,有效容量為27T。配置冗余控制器,每個(gè)控制器配置4個(gè)8Gbps光纖接口,總帶寬達(dá)到32Gbps,完全可以滿足我臺的實(shí)際需要。NAS盤陣采用類似的結(jié)構(gòu)和冗余方式。共配置了48塊3T的SATA硬盤,單個(gè)NAS盤陣的總?cè)萘窟_(dá)到了103T。數(shù)據(jù)庫和MDC服務(wù)器采用雙機(jī)熱備份,操作系統(tǒng)均采用Windows Server2008 R2中文標(biāo)準(zhǔn)版,數(shù)據(jù)庫采用Microsoft 的SQL 2012。最后未使用第三方軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的熱備,而是采用定時(shí)備份加異地備份的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)安全的保障。工作站均采用知名品牌的工作站,安裝Windows7 64位專業(yè)版操作系統(tǒng),配置4Gbps的光纖接口,部分搭載廣播級視頻處理板卡,連接藍(lán)光錄像機(jī),可以輸入輸出基帶信號。核心網(wǎng)絡(luò)分別采用2臺48口的光纖交換和3臺24口的以太網(wǎng)交換機(jī),交換機(jī)之間進(jìn)行級聯(lián)以保障網(wǎng)絡(luò)安全。辦公網(wǎng)和文稿系統(tǒng)之間通過網(wǎng)閘進(jìn)行連接,共配置了兩臺相同的網(wǎng)閘,一臺作為冷備份。網(wǎng)閘配置了較高的安全策略,只開放固定端口進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換,保障了訪問的安全性。還配置了一個(gè)USB網(wǎng)關(guān),用于導(dǎo)入和導(dǎo)出制作網(wǎng)中的視頻文件。
圖1
經(jīng)過半年多的安裝、調(diào)試和最終的測試、驗(yàn)收,這個(gè)高清非編網(wǎng)絡(luò)于2015年正式投入使用。由于此前已經(jīng)完成了高清攝錄設(shè)備和高清演播室的升級工作,我臺非常順利的從標(biāo)清制作過渡到了全高清制作的階段,有效提升了我臺的節(jié)目制作的效率和質(zhì)量。