論哈爾濱電視臺非線性編輯制作網(wǎng)的構(gòu)建

李道寰

(哈爾濱電視臺，黑龍江 哈爾濱 150036)

論哈爾濱電視臺非線性編輯制作網(wǎng)的構(gòu)建

李道寰

(哈爾濱電視臺，黑龍江 哈爾濱 150036)

數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展給廣電系統(tǒng)帶來了深刻的變革。建設(shè)非線性編輯制作網(wǎng)已成為各大電視臺建設(shè)數(shù)字電視的核心。哈爾濱電視臺在建設(shè)中采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)和雙壓縮率的技術(shù)，實現(xiàn)了素材上傳、素材管理、節(jié)目編輯和節(jié)目下載(播出)等功能，大大提高了電視節(jié)目的圖像質(zhì)量和制作能力。

電視臺；非線性編輯制作網(wǎng)；結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電視臺的編輯制作工作已經(jīng)進入了數(shù)字時代。傳統(tǒng)的線性編輯系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化智能化的需要，非線性編輯系統(tǒng)以其強大的制作能力、高效的共享能力、超大容量的中心存儲能力以及可靠的安全性能正日益成為各大電視臺建設(shè)的重點。哈爾濱電視臺采用中科大洋公司的非線性編輯系統(tǒng)于2002年末建成了非線性編輯制作網(wǎng)。本文就以哈爾濱電視臺為例，探討電視臺如何構(gòu)建非線性編輯制作網(wǎng)。

一 非線性編輯制作網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用流行的FC網(wǎng)(光纖網(wǎng))和以太網(wǎng)相結(jié)合的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)信息主要通過兩種方式進行傳輸。光纖主要以高質(zhì)量的素材信息為主(哈爾濱電視臺采取DV50格式①)，當(dāng)編輯時精編站點一方面通過以太網(wǎng)訪問服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫的素材信息，然后直接通過FC網(wǎng)訪問SDD盤塔。粗編站點只在以太網(wǎng)之中，所以它的各種信息只能通過以太網(wǎng)進行訪問，它一方面通過以太網(wǎng)訪問服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫的素材信息，得到素材信息后，再通過MDC(SDD盤塔管理服務(wù)器)訪問SDD，因為它訪問的是低畫質(zhì)的素材(MPEG4的格式②)，所以它能滿足傳遞的信息的帶寬的需求。該網(wǎng)絡(luò)還能提供上下載素材，哈爾濱電視臺有三臺精編站點能進行上下載素材，其中一臺是倍速上下載工作站，另兩臺是正常的上下載工作站。在直播室有三臺上載工作站，它在節(jié)目錄制時進行實時的素材上載。還有一臺精編站點用于播出的下載使用。當(dāng)節(jié)目制作完成之后，還可以通過光纖網(wǎng)傳輸?shù)讲コ霾窟M行下載，然后直接在播出部進行硬盤的播出，這樣省去了傳統(tǒng)的下載入帶的過程。

二 非線性編輯制作網(wǎng)的構(gòu)成

該網(wǎng)絡(luò)由上下載工作站、編輯工作站、FC交換機和以太交換機構(gòu)成。

1.上下載工作站(三個)。

為配合DV50格式的使用，本方案采取一臺上下載工作站采用DTV+SDTI板卡作為倍速上下載，從而通過DVCPRO-50的SDTI接口素材的多倍速上下載。對于普通的上下載站點，另兩臺采用DTV+SDI接口卡作為工作站的采集卡滿足用戶上下載SDI信號的需要。同時系統(tǒng)內(nèi)備的所有上下載工作站均支持自動定時上下載。上載工作站在直播節(jié)目時用于節(jié)目的實時錄制，錄制的素材自動存到指定的SDD盤塔目錄中，共三臺。一臺專門用于播出進行節(jié)目的下載工作，下載到播出的服務(wù)器中進行節(jié)目的播出。

2.編輯工作站(有卡16臺，無卡14臺，配音工作站1臺)。

有卡工作站：我們采取的是DTV+MAX板卡。它可以進行普通的視音頻編輯，二三維實時特技的制作。

無卡工作站：由于無卡工作站本身只處理MPEG4的低碼流數(shù)據(jù)，所以本系統(tǒng)采用高檔的大洋品牌機+大洋非線性編輯軟件作為預(yù)編工作站和審片工作站的使用。本工作站可進行素材視音頻的粗編，字幕及審片等。

配音工作站：本系統(tǒng)采用專用的有卡編輯工作站+DIGIGRAM音頻處理卡作為配音工作站使用。本工作站支持四路音頻輸入，四路音頻輸出及多層音頻編輯。同時可以實現(xiàn)部分音頻特效處理。

3.FC交換機。

鑒于本系統(tǒng)中的FC站點總數(shù)為17個，此外與硬盤存儲部分的連接還需四個FC接口。所以總共需要23個FC接口。因此我們選用一臺VIXEL8口交換機和一臺VIXEL16口交換機。

4.以太交換機。

鑒于本網(wǎng)絡(luò)中對百兆以太網(wǎng)接口的需求為35個，對千兆以太網(wǎng)接口的需求為三個，所以本方案采用一臺3COM(48個百兆口，4個千兆口)以太交換機。

三 非線性編輯制作網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

1.域管理。

域是NT活動目錄的核心單元，是對象(如計算機、用戶等)的容器，這些對象有相同的安全需求、復(fù)制過程和管理。哈爾濱電視臺的這個非線性網(wǎng)絡(luò)也采取域管理的方式進行各種管理。我們建立了一個名為HARBINTV的域，域控制器名為PDC，域控制器也采取熱備份的方式，即一臺是主域控制器，另一臺是備份的域控制器。其他的工作站全部加入到該域中，以達到由域控制器進行管理。域控制器對域內(nèi)的各個工作站可進行用戶的管理、組策略的管理等操作，當(dāng)其中的一臺域控制器由于某種原因失靈時，另一臺備份域控制器接管其管理工作，這就達到了網(wǎng)絡(luò)的安全要求。

2.群集管理。

大洋網(wǎng)絡(luò)采用基于數(shù)據(jù)庫的管理方式，而數(shù)據(jù)庫中則保存著大量的數(shù)據(jù)信息。這樣一來，運行數(shù)據(jù)庫服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器變得十分關(guān)鍵。為了保證網(wǎng)絡(luò)的安全，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用了先進的雙機容錯技術(shù),也就是我們常說的群集服務(wù)技術(shù)。

Cluster(群集)是緊密連接的一組計算機，用來持續(xù)性地提供高性能的計算服務(wù)。Cluster的初衷在于以沒有單點故障的體系結(jié)構(gòu)來達到系統(tǒng)的高可用性和可伸縮性，而且要求采用通用標(biāo)準(zhǔn)的計算機，而不是特殊專用的計算機部件，從而能以較低的成本獲得較好的可伸縮性。Cluster中的計算機應(yīng)當(dāng)具有非常好的協(xié)同性。如果其中一臺發(fā)生故障，馬上就有另一臺去接替它的工作，如果一臺計算機的性能不足以完成某項任務(wù)，其他的系統(tǒng)成員就會加入進來，共同執(zhí)行這項任務(wù)。應(yīng)用實踐證明，由通用的計算機部件協(xié)同工作，完全可能使其運算能力超過大型主機、超級計算機和容錯系統(tǒng)，而且具有更低的成本。

哈爾濱電視臺也采用兩臺域控制器進行群集的管理，先在一臺服務(wù)器上建立群集服務(wù)，然后再在另一臺上建立群集服務(wù)，這樣這兩臺服務(wù)器就達到了數(shù)據(jù)庫的備份工作。這樣做的優(yōu)點是：兩臺服務(wù)器通過軟件建立一個虛擬的服務(wù)器名，數(shù)據(jù)庫資源掛在虛擬的服務(wù)器下，客戶機訪問數(shù)據(jù)庫時直接訪問虛擬機，而不關(guān)心后臺是哪一臺服務(wù)器在工作。兩臺服務(wù)器一主一備，一旦工作機癱瘓，備份機可以在一分鐘之內(nèi)接管數(shù)據(jù)庫服務(wù)，接管過程對客戶機是透明的，客戶機上的應(yīng)用程序感覺不到后臺發(fā)生的一切情況。這種技術(shù)作為成熟技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用并取得了較好的效果。

3.網(wǎng)絡(luò)中RAID技術(shù)的應(yīng)用。

在此非線性網(wǎng)絡(luò)中，我們的存儲體系多處都用到了RAID技術(shù)。RAID是Redundant Array of Inexpensive Disks的縮寫，中文簡稱為磁盤陣列。RAID就是利用若干臺小型硬磁盤驅(qū)動器加上控制器按一定的組合條件，而組成的一個大容量、快速響應(yīng)、高可靠的存儲子系統(tǒng)。由于可有多臺驅(qū)動器并行工作，大大提高了存儲容量和數(shù)據(jù)傳輸率，而且由于采用了糾錯技術(shù)，提高了可靠性。硬盤陣列是視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，硬盤陣列的容量、速度、穩(wěn)定性往往決定整個網(wǎng)絡(luò)的性能。RAID通常是由在硬盤陣列塔中的RAID控制器或電腦中的RAID卡來實現(xiàn)的。

4.SDD(SAN DataDirector)。

在傳統(tǒng)的非線性解決方案中，應(yīng)用光纖傳輸可將帶寬提高到100MB,但是，隨著網(wǎng)絡(luò)站點的進一步增多，100MB的帶寬是遠遠不夠的，所以我們使用SDD存儲設(shè)備來解決帶寬的問題。我們使用的SDD采用雙控制器共八個端口并行工作。每臺FC交換機共有兩個接口與SDD的控制器連線。FC通道為100MB，并行8個FC通道理論總帶寬為800MB，我們在此網(wǎng)絡(luò)中實際只用了四個端口并行工作，每個FC交換機接兩個SDD端口，所以我們在此網(wǎng)絡(luò)中各得到400MB的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

那么SDD是怎樣協(xié)同多塊硬盤工作的呢？

SDD中最多32個TIER可以是一個LUN，在系統(tǒng)中提供一個邏輯硬盤，我們在工作站中訪問的就是此邏輯盤。我們在此網(wǎng)絡(luò)中使用60塊73GB的硬盤，我們所定義的是每10塊硬盤一組，共6組。每組對應(yīng)位置上的硬盤和為一個TIER，我們把前三個TIER合成一個LUN0，另三個TIER為LUN1。我們在工作站上看到的就是這兩個邏輯盤，我們訪問的是組成LUN0和LUN1的邏輯盤。

注意我們在所定義的一個TIER中的10塊硬盤中，前9塊硬盤是RAID3方式，第十塊硬盤是熱備份盤(當(dāng)某一塊硬盤壞掉時可用此塊進行替換)，每一個TIER之間進行的是RAID0方式，所以SDD的總?cè)萘渴?×73×6=3504G。

四 結(jié)語

哈爾濱電視臺建成的非線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有素材上傳、素材管理、節(jié)目編輯和節(jié)目下載(播出)等功能。采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)和雙壓縮率的技術(shù)，在有效地降低了成本的同時還滿足了編輯的需要，并為系統(tǒng)的今后擴展留下了充足的空間。這一網(wǎng)絡(luò)的建成完全取代了傳統(tǒng)的編輯制作系統(tǒng)，使節(jié)目制作、節(jié)目提交、節(jié)目管理完全實現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。

注釋

①DVC50的壓縮格式：DVCPR050是采用兩組2：1：1芯片并行運算來達到4：2：2采 樣，即亮度信號Y采樣頻率為13．5MHz，色度信號R—Y和 B—Y采樣頻率為6．75MHz，數(shù)碼率為50Mbp。

②MPEG-4的壓縮格式：MPEG-4主要應(yīng)用于視像電話，視像電子郵件等。其壓縮率大，傳輸率要求較低，高壓縮比在4.8KB/s～64KB/s,MPEG-4的壓縮格式支持高傳輸率，在64KB/s～4MB/s。MPEG-4的壓縮格式利用很窄的帶寬，通過幀重建技術(shù)，壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求以少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。

[1]馬惠萍，惲碧蔚.Domino群集技術(shù)在青海省電力公司辦公自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].青海電力,2006(3).

[2]徐明欣,馬戰(zhàn)論.惠普公司的高可用性集群解決方案[J].散裝水泥,2004(4).

[3]蔡頂.鄭州電視臺新聞制作播出一體網(wǎng)[J].數(shù)據(jù)通信,2007(10).

[4]葉林.非線性編輯網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)[J].計算機與現(xiàn)代化,2003(12).

ClassNo.:TN948.4DocumentMark：A

(責(zé)任編輯：宋瑞斌)

ConstructionofNonlinearEditingSysteminHaerbinTVStation

Li Daohuang

Development of digital and network technology has resulted in the great changes of the Radio amp; Television Network . The core of the digital television business is the construction of the nonlinear editing system . Because of the application of double network structure and double rate of compression technology in the digital TV program in Haerbin TV station , the functions of uploading of the program materials , management for the program materials , editing for TV program and the downloading of TV program has been realized simultaneously . The nonlinear editing system has improved the images quality of the TV program and the production capacity considerably.

TV station； nonlinear editing system；structure；key technology

李道寰，工程師，哈爾濱電視臺制作中心。

1672-6758(2012)06-0051-2

TN948.4

A