數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)

盧英鎖

（北京電視臺，北京 100022）

1 引言

演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)的建設思路是由最初的單套或者多套演播室播出系統(tǒng)與制作系統(tǒng)緊密結(jié)合的思路演變而來，整合多個分散的演播室播出系統(tǒng)，提煉共性資源給多個演播室共享使用的方式，例如存儲設備、網(wǎng)絡交換設備、數(shù)據(jù)庫設備及錄放設備等，組成與制作相對獨立的演播室業(yè)務專用網(wǎng)絡系統(tǒng)。北京臺演播網(wǎng)絡系統(tǒng)正是基于此方式規(guī)劃設計，將演播室播出系統(tǒng)作為一個相對獨立的、服務性的業(yè)務子系統(tǒng)。提取共性設備集中部署，同時為每個演播室單獨部署常用設備，簡化演播室的控制操作流程和設備數(shù)量，最大化地利用軟硬件資源，滿足網(wǎng)絡化、流程化、數(shù)據(jù)化的非新聞類演播業(yè)務需求。

在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)設計中，采用多種優(yōu)化的技術重點解決了演播室播出中的安全性問題，例如主備同步播出、播出控制專用網(wǎng)絡、獨立的預監(jiān)通道、3層結(jié)構(gòu)播出/控制、循環(huán)墊播等關鍵技術手段，最大程度地保證演播室播出的安全性與穩(wěn)定性。在靈活性、時效性的設計方面，我們在數(shù)字電視中心制播網(wǎng)絡系統(tǒng)總體規(guī)劃的基礎上，采用了邊遷移邊播出、延時播出、邊采集邊編輯等相關技術，在保證安全性的前提下提高了節(jié)目制播的整體效率；在先進性、發(fā)展性方面，采用了多通道媒體網(wǎng)關、MOS互連網(wǎng)關等相關技術，保證了本次建設的演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)的先進性與可持續(xù)建設。

數(shù)字電視中心演播室播出系統(tǒng)不再是使用磁帶作為主要介質(zhì)，而是將節(jié)目文件自動遷移到演播共享存儲中，采用可靠的錄放服務器進行自動化播出。通過矩陣控制服務器的調(diào)度視音頻信號，錄放服務器的輸入/輸出通道可以靈活分配給相應的演播室使用。

2 系統(tǒng)可提供多種平臺服務

數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)是北京臺制播網(wǎng)絡系統(tǒng)的組成部分之一，按照應用系統(tǒng)實施規(guī)范說明，主干系統(tǒng)的業(yè)務支撐提供了多種平臺服務，以滿足演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)接入到主干系統(tǒng)。作為全臺業(yè)務系統(tǒng)的組成部分之一，與全臺其他業(yè)務系統(tǒng)實現(xiàn)互連互通。圖1給出了數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)。

1）核心服務：演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)將調(diào)用業(yè)務支撐平臺提供的核心服務的訪問接口，包括服務注冊、服務調(diào)用、服務查找、服務注銷。演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)將本系統(tǒng)提供的服務注冊到業(yè)務支撐平臺，并按照服務注冊接口的規(guī)范進行注冊。演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)查找、調(diào)用平臺公共服務或其他應用系統(tǒng)服務時，遵守服務查找、服務調(diào)用接口規(guī)范。

2）公用服務：演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)調(diào)用主干系統(tǒng)提供遷移、網(wǎng)絡校時公共服務，并提供調(diào)用公共服務的標準接口規(guī)范，應用系統(tǒng)如需使用主干系統(tǒng)提供的公共服務，應嚴格按照主干系統(tǒng)的標準服務規(guī)范進行調(diào)用。演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)遵循標準的網(wǎng)絡時鐘協(xié)議NTP，向主干系統(tǒng)獲取時鐘同步信息。

3）網(wǎng)絡監(jiān)控：演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)將以SNMP形式提供業(yè)務系統(tǒng)的運行情況，并設置相關服務器負責收集演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)的各種運行數(shù)據(jù)。并且將該服務器模擬成一個標準的SNMP設備，且保證該設備的高可用性。同時該服務器應該提供SNMP Trap功能，當系統(tǒng)或關鍵服務狀態(tài)改變時提供主動通知機制。

4）統(tǒng)一認證：演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)登錄時將先通過統(tǒng)一認證服務進行身份認證。同時，演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)也將實現(xiàn)必要的認證信息和服務備份。

3 系統(tǒng)特點

3.1 實用性

實用性是系統(tǒng)設計的基本前提。本次規(guī)劃設計的演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)是在全面了解北京電視臺實際應用需求的基礎上，采用一切面向應用的設計方式，從網(wǎng)絡、存儲、主機、軟件等各個方面為演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)定位所提供的實用的解決方案[1-2]。

在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)設計中，從演播資源共享方式、多通道錄放服務器技術、邊采邊播技術、延時播出技術、本地快編輯技術等關鍵技術點體現(xiàn)出了遵循實用性的設計原則。

3.2 安全性

數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)將承擔北京電視臺非新聞類節(jié)目、體育節(jié)目的演播室直播、錄制以及準直播業(yè)務，其安全性至關重要。在本次演播室共享網(wǎng)絡系統(tǒng)的解決方案中，主要從以下3方面考慮安全性內(nèi)容：

1）無單一崩潰點。演播室共享網(wǎng)絡系統(tǒng)需要從硬件、軟件、網(wǎng)絡構(gòu)件、通信介質(zhì)、布線規(guī)范和電源供給等多方面加以考慮。如數(shù)據(jù)庫、存儲、存儲管理等關鍵設備或系統(tǒng)采用冗余設計，允許系統(tǒng)單點故障的情況下可繼續(xù)工作。

2）系統(tǒng)級別備份。演播室共享網(wǎng)絡系統(tǒng)按照業(yè)務區(qū)域?qū)澐譃榫C合業(yè)務樓共享系統(tǒng)與演播中心樓共享系統(tǒng)2個子系統(tǒng)，系統(tǒng)之間將互相備份存儲數(shù)據(jù)庫，以實現(xiàn)系統(tǒng)層面的備份。在任何一套子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，均可采用另外一套子系統(tǒng)承擔當前的演播業(yè)務，而不會導致數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象。

3）系統(tǒng)應急預案。在系統(tǒng)出現(xiàn)緊急的、意外的故障時，考慮必要的應急預案，來完成緊急情況下的演播室播出業(yè)務。如在系統(tǒng)設計中考慮錄放服務器的本地直接上載、快編工作站的直接播出、系統(tǒng)級別的備份、自動隔離的防病毒措施等，都是應急預案所考慮的范圍。應急預案不是常態(tài)的工作手段，其目的是保證在緊急狀態(tài)下，犧牲部分靈活性和方便性，而保證業(yè)務的連續(xù)性。

3.3 先進性

在實用和安全的基礎上，數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)要有一定的前瞻性。必須考慮應用和需求的發(fā)展以及技術的進步，從而確保系統(tǒng)具備可持續(xù)發(fā)展能力。系統(tǒng)的先進性涉及多個方面，例如整體結(jié)構(gòu)、核心設備、流程管理、演播室播出技術等。

在整體結(jié)構(gòu)上，首先在基于北京臺采用“SOA結(jié)構(gòu)”建設整個制播網(wǎng)絡系統(tǒng)框架體系的指導思想下，實現(xiàn)演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)以服務提供者或者服務實用者的方式接入主干系統(tǒng)；在實現(xiàn)技術上，采用國內(nèi)先進的演播共享技術，利用3層結(jié)構(gòu)的播出控制技術、多通道的播出或錄制技術以保證演播室共享網(wǎng)絡系統(tǒng)自身的先進性。

3.4 發(fā)展性

從建設和應用的角度看，按照北京臺的整體規(guī)劃，全臺制播網(wǎng)絡系統(tǒng)不是一步到位的。從技術進步、業(yè)務發(fā)展和功能擴展的角度看，建成的網(wǎng)絡也不可能靜止不變，還需要根據(jù)實際運行情況加以優(yōu)化調(diào)整，并隨著技術和應用的拓展而發(fā)展。因此，發(fā)展性原則是對演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)的重要要求，也是系統(tǒng)適應未來、適應發(fā)展的一個重要保障。

在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)方案設計中，采用整體規(guī)劃、分步建設的方式。首先，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上支持連續(xù)的業(yè)務擴展，例如播出通道、支持的演播室數(shù)量、存儲容量等都可隨著業(yè)務的發(fā)展而擴展。其次，在本方案設計中，核心存儲設備將支持北京臺整體規(guī)劃中對演播業(yè)務的需求，以保證在系統(tǒng)擴展時不更換核心存儲設備。最后，本系統(tǒng)設計中的核心設備、部署在演播室本地的設備都支持單元式的擴展方式，并且可以熱接入方式擴展，以保證在業(yè)務不中斷的情況下擴展業(yè)務處理能力[3-4]。

3.5 開放性

采用總線結(jié)構(gòu)解決各業(yè)務子系統(tǒng)之間的互連互通。在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)接口規(guī)劃上遵循應用系統(tǒng)實施規(guī)范，在數(shù)據(jù)格式上也同樣遵循。做到系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)格式等方面的開放性，并開放給制播網(wǎng)絡系統(tǒng)的主干系統(tǒng)，以實現(xiàn)與其他業(yè)務系統(tǒng)的互連互通。

4 系統(tǒng)設計要求

4.1 演播資源共享

在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計中，將演播室播出系統(tǒng)作為一個獨立的、服務性的網(wǎng)絡系統(tǒng)，提取共性設備集中部署，同時為每個演播室單獨部署常用設備，簡化演播室中控制操作流程和設備數(shù)量，最大化地利用軟硬件資源，通過網(wǎng)絡化、流程化滿足非新聞類演播業(yè)務的日常需求。

在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)設計中，采用目前先進的多通道技術、邊遷邊播技術，還增加基于I/O通道共享、視頻服務器共享、共享與專用結(jié)合等技術方式，使演播室共享技術更為先進、更為穩(wěn)定。數(shù)字電視中心演播室播出系統(tǒng)不再使用磁帶作為主要介質(zhì)，而是將節(jié)目文件自動遷移到演播共享存儲中，采用可靠的錄放服務器進行自動化播出。通過矩陣控制服務器的調(diào)度視音頻信號，錄放服務器的輸入/輸出通道可被靈活分配給相應的演播室使用，使得有限演播室資源可以靈活地為各種應用服務。

4.2 演播安全及穩(wěn)定

演播室播出的安全性、穩(wěn)定性一直是演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)需要解決的重點問題之一。演播安全穩(wěn)定不是一蹴而就即可解決的問題，只有積累了大量已經(jīng)實施的、客戶已經(jīng)正式使用的案例，才可保證演播安全，解決演播室播出中的多個技術難題，例如幀精確的控制、幀精確的主備同步、7×24 h的連續(xù)播出、邊遷邊播等技術。更為重要的是實現(xiàn)這些技術的高穩(wěn)定性，以保證數(shù)字電視中心的正常使用。

4.3 系統(tǒng)級別備份

按照整體規(guī)劃，數(shù)字電視中心演播室數(shù)量可達到20個以上，如果采用1套演播室共享網(wǎng)絡系統(tǒng)，必將帶來系統(tǒng)級別單點故障的出現(xiàn)。在北京臺的需求中，把演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)分為2套相互獨立的演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)，分別為綜合演播樓共享系統(tǒng)和演播中心樓共享系統(tǒng)。2臺演播共享系統(tǒng)可獨立運行，同時也是相互備份的關系，以在某一套系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，另外一套系統(tǒng)仍可提供演播室播出服務，做到業(yè)務不間斷。

4.4 兼容多演播業(yè)務

按照數(shù)字電視中心演播室共享系統(tǒng)規(guī)劃，系統(tǒng)需要承擔非新聞節(jié)目、體育節(jié)目的演播室直播、錄制、準直播等多種業(yè)務。另外，還要承擔諸如延時播的特殊業(yè)務需求。在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)設計解決方案中，可兼容多種業(yè)務需求。在系統(tǒng)設計的功能上，提供靈活的通道設置、主備同時播出、延時播出時間任意設定、播出格式直接采集等多種技術手段，以兼容各種演播業(yè)務需求。

4.5 接入主干系統(tǒng)

數(shù)字電視中心制播網(wǎng)絡系統(tǒng)是一個網(wǎng)絡化、數(shù)據(jù)化、流程化的全臺網(wǎng)系統(tǒng)，演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)是其組成部分之一，屬于主干系統(tǒng)之外的業(yè)務系統(tǒng)。各子系統(tǒng)需嚴格按照與主干接入的實施規(guī)范，設計子系統(tǒng)的基礎網(wǎng)絡連接、業(yè)務流程、系統(tǒng)接口等[5]。

因此，在數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)方案設計中，將嚴格遵循臺方提出的應用系統(tǒng)實施規(guī)范接入到主干系統(tǒng)中，實現(xiàn)演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)的各種對外交互流程，滿足臺里的統(tǒng)一規(guī)劃。另外，能否按時完成接入，實現(xiàn)全流程的網(wǎng)絡化工作模式將成為系統(tǒng)設計的關鍵。

4.6 與傳統(tǒng)設備結(jié)合

北京臺目前演播室播出系統(tǒng)中，大部分是采用傳統(tǒng)的視音頻設備、磁帶、錄/放像機等結(jié)合的方式播出。在新臺制播網(wǎng)絡系統(tǒng)的全局規(guī)劃考慮下，演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)將采用網(wǎng)絡化、數(shù)據(jù)化的方式實現(xiàn)演播室播出業(yè)務。但采用網(wǎng)絡化方式，并不意味著全部拋棄傳統(tǒng)設備，而是利用網(wǎng)絡化及數(shù)據(jù)化快捷、靈活、方便的特性，同時結(jié)合傳統(tǒng)設備的穩(wěn)定、技術熟悉等方面優(yōu)勢，以保證播出的安全、穩(wěn)定、靈活、快捷。

數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)中的播控就同時支持錄放服務器、視頻服務器、錄像機的控制，采用MOS網(wǎng)關技術支持字幕機的聯(lián)動，另外也支持網(wǎng)絡系統(tǒng)與外接時鐘信號的連通等，這些都是網(wǎng)絡與傳統(tǒng)結(jié)合的體現(xiàn)。表1給出了數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)的功能介紹。

5 小結(jié)

演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)整合了多個分散的演播室播出系統(tǒng)，將共性資源提供給多個演播室共享使用，組成與制作系統(tǒng)相對獨立的演播室業(yè)務專用網(wǎng)絡系統(tǒng)，簡化了演播室的控制操作流程和設備數(shù)量，最大化地利用軟硬件資源，滿足網(wǎng)絡化、流程化、數(shù)據(jù)化的非新聞類演播業(yè)務需求。

表1 數(shù)字電視中心演播共享網(wǎng)絡系統(tǒng)的功能簡介

[1]雷振甲.計算機網(wǎng)絡管理及系統(tǒng)開發(fā)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2002.

[2]TANENBAUM A.計算機網(wǎng)絡[M].潘愛民，譯.4版.北京：清華大學出版社，2004.

[3]方德葵，張琦，張衡.電視數(shù)字播控技術[M].北京：中國廣播電視出版社，2005.

[4]方德葵，王明臣，姜秀華，等.數(shù)字電視與高清晰度電視[M].北京：中國廣播電視出版社，2005.

[5]盧英鎖.數(shù)字電視中心總編室編播網(wǎng)絡系統(tǒng)[J].電視技術，2010，34（2）：61-64.