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全媒体制播技术介绍-全媒体制播技术

时间:2023-11-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:图9-3网络制播系统组成图中,中央存储体保证素材共享要求,并有足够带宽,使其在网络中协同工作成为可能。从部署和维护成本比较,在绝大多数FC架构的非编网络中必须额外部署一套以太网用于元数据及控制信息的传输,这就是常见的双网架构,成本比单以太网架构要高许多。除了MDC服务器外,网络制播系统一般还包含一些其他重要的服务器。

全媒体制播技术介绍-全媒体制播技术

网络制播系统按功能模块划分,主要由中央存储体、网络及网络管理、各种工作站组成,如图9-3所示。

图9-3 网络制播系统组成

图中,中央存储体保证素材共享要求,并有足够带宽,使其在网络中协同工作成为可能。网络架构物理通道划分,有FC(Fiber Channel)通道和以太网(Ethernet)通道两种架构。对应的路由设备有FC交换机和以太网交换机。网络管理部分主要由各种服务器组成,为系统提供持续的后台服务,保证整个网络协调、有序地工作,能有效地管理共享的素材。工作站是直接面向应用的设备。

按硬件模块划分,主要的网络硬件设备有网络交换机、共享存储系统、服务器、工作站等。

1.网络交换机

网络交换机是整个网络系统的核心,是连接网络的通道。所有服务器、存储体和工作站都与其连接。其中常用的是FC交换机和以太网交换机。

(1)FC交换机

与所有需要SAN连接的服务器、存储体和编辑工作站直接连接,保证系统的高带宽,使大数据量的视音频文件能够被网络中的各工作站实时访问。这种直接连接在最大程度上消除了性能瓶颈,是SAN区别于NAS或传统DAS的主要特点。

(2)以太网交换机

从部署形式上看,基于以太网的非编网络可以部署成多种形式,如NAS、IPSAN、分布式或网格式等,而FC只能部署成FC-SAN一种形式。从部署和维护成本比较,在绝大多数FC架构的非编网络中必须额外部署一套以太网用于元数据及控制信息的传输,这就是常见的双网架构,成本比单以太网架构要高许多。从网络规模比较,依靠FC技术实现的SAN在一个Fibric内通常不会超过20个高清精编工作站,超过这个规模会增加许多成本。而采用以太网技术实现的非编网络则可得到几十甚至上百个站点的规模。为解决互联互通问题,基于以太网架构的非编网络可以依靠TCP/IP协议完成交互。

2.共享存储系统

在网络制播系统中,共享存储系统主要支持节目生产、节目保存和节目交换等应用。共享存储系统主要由存储体(如硬盘阵列、数据流磁带库、光盘库存储设备)、FC/Ethernet网络、存储管理服务器、存储管理软件等部分组成,如图9-4所示。

图9-4 共享存储系统组成

共享存储系统中,常见的存储方式有三种:离线、在线、近线。

(1)离线存储

离线存储包括磁带、光盘等存储介质,特点是需要间接访问、成本低廉。它实际上只是一种虚拟存储形式,严格地说并不属于共享存储系统的一部分,但是它有不可忽视的作用。它可以作为灾难性备份以保证存储信息的安全,还可以增加共享存储系统的存储容量、相对降低共享存储系统的成本。

(2)在线存储

通常是指可以高速访问的硬盘阵列(包含数量众多的硬盘单体)或硬盘阵列组,特点是访问速度快、成本高。它可以用来支持实时任务,保证成品节目及素材的即时可用性,有时也可以有近线存储缓冲池的作用。

因为在线存储需要保存大量的视音频素材,同时还要满足大量非编工作站的读写请求,系统应用RAID技术,有RAID0、RAID1、RAID3、RAID5、RAID10等,可以按照容量需求、安全需求、性能需求等多方面的条件进行权衡,选择最合适的RAID方案。

要满足高持续数据流的吞吐量,不能使用单硬盘阵列,一般都要使用硬盘阵列组捆绑技术和内部FC交换技术,但同时满足高吞吐量和高并发I/O两个条件时设备成本高。多磁盘阵列的存储方式可以选择不同阵列应对不同存储需求,如配置高速FC阵列支持高码率应用、一般FC阵列或普通磁盘阵列支持中、低码率应用。

(3)近线存储

用来作为节目实体对象长期保存的方式,特点是存储容量大、访问较为快速、成本适中。近线存储是用降低成本实现以海量存储支持实时业务的一种手段,通常只有在线存储支持实时业务,当需要近线存储参与实时业务时,只能在存储管理系统的调度下,采用批量作业等方式,根据LAN产生的虚拟任务中的映射关系将保存在近线存储的节目实体对象迁移到在线存储,通过在线存储缓冲池支持实时任务。因此,当共享存储系统整体支持实时业务时,需要考虑近线——在线迁移所引起的延时,延时量由绝对延时和I/O排队延时两部分组成。为了有效地解决在线和近线之间的连接间隙问题,在共享存储系统中采用了三级存储方式。三级存储由FC高速硬盘阵列、普通硬盘阵列和自动化数据流磁带库组成,这是一种由在线存储、准在线存储(或称为缓冲存储)和近线存储组成的共享存储系统。这样,利用准在线存储与在线存储共同充当近线存储的缓冲存储,既提高了系统的可用性,又避免了因扩大在线存储规模而引起的成本大幅增加的问题,如图9-5所示。

图9-5 三级存储系统组成(www.xing528.com)

图9-5中,普通硬盘阵列与FC阵列的作用一样,不用于节目实体对象的长期保存,而用于在线到近线之间的缓冲。

在三级存储系统中,如何解决设备之间互相连接的方式、数据存储位置、迁移效率、迁移路由、节目实体对象的部分调用等问题,从而使共享存储系统可以成为一个具有设备无关性的虚拟存储域,是存储管理系统的任务。对于上层应用,存储管理系统根据任务解析实现节目实体对象在存储系统内及存储系统与其他系统之间迁移调度,把三级共享存储系统面向所有的外围应用映射成一个虚拟存储域,实现上层应用对整个共享存储体的透明访问,也就是为系统提供一种能充分发挥硬件能力的高效的存储访问机制。

3.服务器

服务器是网络系统的核心组成部分,为整个系统提供不间断的各种服务,相当于整个系统的“大脑”,对稳定性要求高。一个工作站出现故障不会影响整个系统,一个服务器出现问题将会影响到访问其服务的所有工作站,因此,通常会对一些提供重要业务的核心服务器,采用热备份或冗余方式,以免网络出现单点故障。

MDC(Meta Data Controller,元数据控制器)服务器是网络系统中一种最重要的服务器,其作用是SAN共享存储管理服务器,其他站点通过MDC服务器获得SAN存储中共享素材的文件名称、文件大小、访问控制表等有关数据,通过FC通道直接进行读写访问。

除了MDC服务器外,网络制播系统一般还包含一些其他重要的服务器。

(1)数据库服务器(DB Server):在系统内是一个中心数据库,为整个系统提供共享数据服务,当整个网络工作时,数据库服务器必须提供持续、不间断的可靠服务,因此,为了不对数据库造成威胁,通常各终端不能直接访问数据库,而是通过数据库访问中间件的方式实现。

数据库服务器的功能:电视节目播控系统离不开准确翔实的数据,如硬盘素材逻辑属性的管理和存储,整个系统用户管理、权限管理,编单、上载、播出、各种日志等,数据库作为数据存储中心,为数字化播控系统提供了一个数据平台,为节目的安全播出提供支撑,是数字播控系统的基础,是从编单到上载、播出全流程协调运作、安全运行的基础。这些数据种类繁多、数据量大,很多是实时更新的。

(2)应用服务器(Application Server):通常也称为组件服务器,因为对其部署的内容通常都是各种应用组件,如数据库服务器一样,各种应用服务通常也不能被直接访问,而是采用中间件方式实现。

(3)归档服务器(Archive Server):与近线设备(磁带库、光盘库)实现数据直接交换的“近线门户”,通常所说的近线访问,其实是通过本服务器完成的。

(4)播出服务器(Playout Server):是一种要求高可用性的完成视音频输出的服务器,通常用于播出领域,如频道播出和演播室播出等应用,广泛采用视频服务器或媒体服务器。

(5)收录服务器(Ingest Server):是一种提供长时间持续不间断视音频采集服务的高可用性服务器,通常用于需要长时间采集素材的场合,如卫星信号收录、约传收录等,也可以采用视频服务器或媒体服务器。

(6)存储管理服务器:通过分级存储管理,实现将所有存储资源统一管理,提高每种存储设备的利用率,做到在满足用户需求的前提下节约整体的存储成本。

(7)打包转码服务器:文件级的互联桥梁角色。文件转码服务器按照制播双方约定的消息通信机制、通过文件的转码和打包,将制作环境下MEPG2 I帧成品节目文件转换为满足播出要求的MPEG 2 IBP帧文件,提高了制、播两个环节的素材交换效率。分辨率转换、语法转换和其他转换(如视频摘要、文本摘要、多模式转换等)。服务器支持不同码率的MPEG4∶2∶0和4∶2∶2文件编解码,也提供DV、DVCAM、DVCPRO25/50、IMX等多种文件格式支持。每一条素材由三个文件组成。后缀不同,文件名均相同。文件名=节目名称+GUID(与播出串联单节目的ObjectID有对应关系)。AVI文件,保存视频信息。WAV文件,保存音频信息,采用48K采样,16/20/24bit的格式。XML文件,保存素材元数据描述信息,其中包括素材的内容描述元数据、技术元数据、管理元数据。

(8)迁移服务器:可以把大量不经常访问的数据存放在磁带库、光盘库等近线与离线介质上,只在磁盘阵列上保存少量访问频率高的数据。当磁带等介质上的数据被访问时,系统自动地把这些数据回迁到磁盘阵列中。

4.工作站

工作站是网络系统的终端设备,是根据不同的工作任务配置不同操作软件的计算机系统。

(1)非编工作站:具备所有非线性编辑系统的功能,是节目制作的主要设备。根据不同需要,有的工作站安装FC网卡通过光纤连接到制播网络中,有的工作站安装高速以太网卡通过以太网连接到制播网络中,主要用于电视节目素材的上载、编辑、图文字幕、下载或传送。

(2)文稿工作站:用于文稿的线索、选题、稿件以及串联单的选择、创建、写作、查询、检索与编辑。文稿系统可嵌入精编工作站、粗编工作站中,使用文稿系统可以进行与节目内容相关的文字处理工作。如果非编工作站使用率较高,可以考虑单独配置文稿工作站,其配置要求比非编工作站要低得多。

(3)配音工作站:用于在网络中编辑制作节目的配音,主要任务是配音稿件浏览、配音素材浏览、节目配音与修改、任务保存及提交。由于只传输音频素材,因此可用以太网连接。与文稿系统配合,能够实现无纸化配音。

(4)转码工作站:为进出系统的各种格式的视音频文件提供转码服务,为系统内不同应用之间提供转码服务,同时完成节目制作过程中初编审核和成片输出时必要的转码服务。

(5)后台合成工作站:为尽量减少非编工作站的等待时间,对于一些需要生成的工作交由合成工作站处理,完成视频节目特技效果处理,常用于字幕制作以及将配音片段同视频节目合成的工作。

(6)包装工作站:比普通非编工作站具有更强的节目深度制作能力,在效果、实时性能等方面,将非编功能发挥到极致,通常用于节目的深度编辑。

(7)播出控制工作站:用于广告宣传片和制播网络中成片等播出内容的编排和控制。

(8)收录控制工作站:用于收录任务和收录系统的控制。

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