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）

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。

一、視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)

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。

二、電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（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。

三、結(jié)語

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。

［1］ 楊曉禹.基于ASP.NET的視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.北京郵電大學(xué)，2012.

［2］ 馬玉霞，全東寧，趙蓬.新疆電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.廣播與電視技術(shù)，2014（10）：88+90-93.

G222.3

A

1674-8883（2015）20-0247-01