于 靚
(吳江電視臺,江蘇 蘇州 215200)
電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究
于 靚
(吳江電視臺,江蘇 蘇州 215200)
視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是電視臺節(jié)目廣播的重要環(huán)節(jié),結(jié)合電視臺視頻加工制作和應(yīng)用管理要求,優(yōu)化和改進(jìn)電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),充分發(fā)揮視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢。本文分析了視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn),闡述了電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn),以供參考。
電視臺;視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);設(shè)計(jì)
近年來,電視臺節(jié)目越來越豐富,這對高效、實(shí)時的數(shù)字化制作播放提出了更高的要求,視頻資源和內(nèi)容的共享交換是視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最大的應(yīng)用特點(diǎn)是能夠長時間傳輸大數(shù)據(jù)帶寬,適應(yīng)瞬間的發(fā)送數(shù)據(jù)。例如,視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率約280Mb/s,通過MPEG-2進(jìn)行壓縮,然后視頻流視頻率下降到5~50Mb/s,應(yīng)用MJPEG壓縮方式,控制4:1的壓縮比,使視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)率達(dá)到40Mb/s。
電視臺在后期節(jié)目制作中,視頻圖像經(jīng)過編解碼和壓縮處理以后,會影響視頻素材質(zhì)量。當(dāng)前,很多電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)主要采用MPEG-2和M-JPEG壓縮編碼格式,這種壓縮編碼格式主要是單獨(dú)壓縮每一幀數(shù)據(jù),稱之為幀內(nèi)壓縮,精確進(jìn)行幀編輯。在實(shí)際應(yīng)用中,MPEG-2比M-JPEG的壓縮比較大,可以明顯減小視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬盤存儲容量,能夠更加快速地傳輸視頻素材,充分考慮到電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要采用M-JPEG壓縮編碼格式,最大限度地減少視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。
(一)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要基于媒體資源管理系統(tǒng),確保網(wǎng)絡(luò)視頻資料和素材的共享,便于重復(fù)利用和檢索有價值視頻素材。電視臺的節(jié)目制作必須設(shè)計(jì)清晰明了的結(jié)構(gòu),在共享素材和資源條件下并行工作,以數(shù)字框架為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)電視臺節(jié)目的無帶播出,支持用戶點(diǎn)播節(jié)目服務(wù),并且可以在外網(wǎng)上通過不同方式進(jìn)行交流和發(fā)布。電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要設(shè)置電視播出系統(tǒng)、演播室播出系統(tǒng)、媒體系統(tǒng)和資產(chǎn)管理、節(jié)目編輯系統(tǒng)、采集系統(tǒng)等,利用通信網(wǎng)絡(luò),使視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)播出、生產(chǎn)和管理的一體化操作,網(wǎng)絡(luò)化的視頻系統(tǒng)可以有效降低節(jié)目加工制作成本,提高電視臺節(jié)目制作播出效率。
(二)視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)置
(1)服務(wù)器。服務(wù)器是電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,結(jié)合雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用要求,可以設(shè)置數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、域控制器和MDC元數(shù)據(jù)控制器,利用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于管理視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的語音視頻數(shù)據(jù),域控制器主要是通過以太網(wǎng)管理系統(tǒng)用戶,采用元數(shù)據(jù)控制器,經(jīng)過FC光纖通道,管理視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)文件。同時,對于元數(shù)據(jù)控制器,結(jié)合電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,選擇智能化、高透明度的虛擬存儲設(shè)備和VIEWGOOD視頻直播系統(tǒng),通過MDC來控制LUN映射,VIEWGOOD視頻直播系統(tǒng)支持當(dāng)前最新的H264、MPEG-4編解碼技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)多流通屏直播和直播時移,達(dá)到音視頻的同步,明顯地縮短系統(tǒng)時延。對于視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的域控制器,一旦系統(tǒng)發(fā)生故障,VIEWGOOD視頻直播系統(tǒng)會使各個工作站點(diǎn)自動化尋找域控制器。電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,應(yīng)用雙機(jī)熱備方式,通過專線將兩臺服務(wù)器連接起來,若備用服務(wù)器檢測到主服務(wù)器無法正常運(yùn)行,備用服務(wù)器會自動接管主服務(wù)器。
(2)存儲系統(tǒng)。電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用一體化虛擬存儲方式,通過獨(dú)立軟硬件,捆綁硬盤陣列,提高視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的訪問帶寬,增強(qiáng)其安全性。視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成獨(dú)立接口、緩存和控制器,配合硬盤分離,構(gòu)成新型控制器,通過數(shù)據(jù)傳輸通道,交換機(jī)和控制器、硬盤相連,硬盤和控制器之間的連接應(yīng)用并行連接方式,對于各個TIER設(shè)置RAID,在雙控制器之間存設(shè)同步器,實(shí)現(xiàn)視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的存件數(shù)據(jù)實(shí)時影像傳輸。一旦內(nèi)存或者HSTD出現(xiàn)故障,利用故障控制器讀出或者寫入數(shù)據(jù)。硬盤系統(tǒng)和雙HSTD之間采用FC-AL冗余連接方式,兩臺HSTD和各個光纖硬盤連接,在同一個交換機(jī)上連接HOST,HSTD主機(jī)端口和交換機(jī)主機(jī)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)S2A全冗余連接,為視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)訪問管理,在LUN底層設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)訪問模板,提供網(wǎng)絡(luò)管理授權(quán)的專用口令和用戶名,提高電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性和安全性。
(3)用戶權(quán)限管理。為了保障電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行,應(yīng)構(gòu)建一套科學(xué)合理的用戶權(quán)限管理制度,當(dāng)前視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的用戶權(quán)限管理主要采用以下兩種方式:其一,通過視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫,存儲用戶權(quán)限數(shù)據(jù),用戶通過節(jié)目編輯系統(tǒng),隨時調(diào)取視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)限管理。其二,通過視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)操作模塊,為用戶提供專門管理工具,例如NI域用戶管理器,嚴(yán)格限制視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用戶權(quán)限。
(三)采用非線性關(guān)鍵技術(shù)
電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用非線性關(guān)鍵技術(shù),基于媒體資產(chǎn)管理軟件系統(tǒng),應(yīng)用虛擬網(wǎng)絡(luò)存數(shù)技術(shù),優(yōu)化FC-SAN網(wǎng)和以太網(wǎng)的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu),采取主流的MPEG-2壓縮技術(shù)。視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用合適的數(shù)據(jù)壓縮格式,視頻信號應(yīng)滿足視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)再利用和編輯制作的要求,保障視頻信號質(zhì)量,提高壓縮效率,減少視頻數(shù)據(jù)傳輸和存儲成本。當(dāng)前,視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)適宜標(biāo)準(zhǔn)包括MPEG-2HE和DV、MJPEG標(biāo)準(zhǔn),對于節(jié)目制作網(wǎng)的數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu),采用FC網(wǎng)和以太網(wǎng)雙網(wǎng)結(jié)構(gòu),對應(yīng)雙碼率,合理設(shè)置粗編/精編工作站,利用存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò),將視頻網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲和控制管理分離開來,緩解系統(tǒng)規(guī)模和數(shù)據(jù)帶寬的矛盾,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和視頻音頻素材的共享。另外,基于SAN存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò),利用光纖頭互聯(lián)系統(tǒng),組成虛擬化雙網(wǎng)結(jié)構(gòu),將物理存儲設(shè)備轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)邏輯鏡像,打破視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中物理設(shè)備之間的局限性,有效提高電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。在視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)管理和傳輸媒介之間采用光纜和雙絞線,通過100/10Mbps以太網(wǎng)連接雙絞線,經(jīng)過FC網(wǎng)絡(luò)和1000Mbps以太網(wǎng)連接光纜,確保電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高速的數(shù)據(jù)傳輸。
視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合電視臺節(jié)目制作應(yīng)用要求,加強(qiáng)視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),優(yōu)化和改善系統(tǒng)設(shè)置,提高電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用性能。
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