音頻工作站系統(tǒng)的制播分離

□閆 靚 曹迎軍 王 偉

近年來廣播事業(yè)飛速發(fā)展，對廣播技術(shù)提出了新的要求。過去大多數(shù)電臺就兩三個頻率，播出時間短，節(jié)目的制作播出量相對較少，全臺一個數(shù)據(jù)庫就可以包含所有的播出制作數(shù)據(jù)。隨著廣播播出頻率數(shù)量和播出時長大幅增加，由此對音頻工作站系統(tǒng)提出了更高的要求，需要其勝任更多更復(fù)雜的任務(wù)，需要其運(yùn)行更加安全穩(wěn)定。

山東廣播電視臺數(shù)字音頻工作站系統(tǒng)采用制作和播出的數(shù)據(jù)庫分離、數(shù)據(jù)儲存分離模式來實(shí)現(xiàn)制播分離。數(shù)據(jù)庫主要分為播出數(shù)據(jù)庫、制作數(shù)據(jù)庫。播出數(shù)據(jù)庫只存儲與播出相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，與播出無關(guān)的數(shù)據(jù)信息存儲在制作數(shù)據(jù)庫中。這樣做最大好處就是優(yōu)化了單個數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，把整個系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)載荷分散到多個不同的數(shù)據(jù)庫中，利用多個服務(wù)器處理不同的數(shù)據(jù)請求，從而提升整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)相對更為復(fù)雜多樣的系統(tǒng)功能。

音頻數(shù)據(jù)的存儲也分為播出存儲區(qū)和制作存儲區(qū)，分別存儲在不同的磁盤陣列中，實(shí)現(xiàn)了小播出庫、大制作庫的方案。根據(jù)二者不同的性能要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、安全冗余，分別配置硬件，設(shè)計數(shù)據(jù)的備份方案。數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)存儲分離后，整個系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)更加清晰，方便日常維護(hù)。若運(yùn)行中遇到故障，能夠比較快捷地查找問題節(jié)點(diǎn)。

在實(shí)際操作中，制作和播出系統(tǒng)硬件部分由四臺HP580G7 服務(wù)器組成，分別作為播出主備服務(wù)器和制作主備服務(wù)器。播出服務(wù)器中只搭建播出數(shù)據(jù)庫，制作服務(wù)器中組建節(jié)目制作數(shù)據(jù)庫、公共節(jié)目數(shù)據(jù)庫和日志數(shù)據(jù)庫，制播服務(wù)器系統(tǒng)軟件采用Windows2008 操作系統(tǒng)和SQLserver2008 數(shù)據(jù)庫。

播出庫相對較小，每個頻率分配的音頻數(shù)據(jù)存儲空間大概在2000 到3000 小時不等。這種設(shè)計可以極大地減少播出庫的數(shù)據(jù)容量，允許采用相對簡單的設(shè)備來構(gòu)建播出數(shù)據(jù)存儲陣列。播出服務(wù)器的存儲是由6 塊SAS 硬盤組建的RAID5 陣列，最大存儲容量為4T，它直接利用了HP580G7的硬盤架和RAID 控制器，這樣就減少了外部設(shè)備和環(huán)節(jié)，既增強(qiáng)了播出系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，便于我們?nèi)粘＞S護(hù)，又減少了硬件設(shè)備的投入。制作服務(wù)器存儲采用帶有EVA 技術(shù)的HP 存儲陣列組成，容量為30T，制作庫容量大，暫時不設(shè)空間限制，供編播人員存儲節(jié)目素材。選擇大容量的制作存儲，主要考慮主持人和記者需要大量豐富的音頻素材來制作高質(zhì)量的節(jié)目。在當(dāng)今大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)時代的背景下，盡可能保存高質(zhì)量的節(jié)目資料是十分必要的，播出存儲和制作存儲各有一個結(jié)構(gòu)容量相同的備份陣列，分別同播出和制作的備份服務(wù)器相連。

制作網(wǎng)絡(luò)與播出網(wǎng)絡(luò)由網(wǎng)絡(luò)防火墻（以下簡稱網(wǎng)閘）清晰的分成兩個部分。制作網(wǎng)絡(luò)包含了播出需要的前端數(shù)據(jù)，主要是音頻采集、音頻錄制、節(jié)目編排等；播出網(wǎng)絡(luò)主要包含了制作音頻數(shù)據(jù)儲存服務(wù)器、播出音頻數(shù)據(jù)儲存服務(wù)器、數(shù)字音頻的管理和播出站等核心設(shè)備。制作網(wǎng)和播出網(wǎng)分離主要是為了保證播出網(wǎng)的安全，同時保留制作網(wǎng)的使用靈活性和方便性。播出網(wǎng)擁有最高的安全級別，不允許接入移動存儲設(shè)備，不允許安裝任何與播出無關(guān)的軟件，不允許主持人更改任何計算機(jī)的配置等。制作網(wǎng)的安全要求相對較低，可以接入移動存儲設(shè)備，可以安裝各種音頻軟件。

網(wǎng)閘使用NetGap200 來實(shí)現(xiàn)兩個網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)信息高速交換。NetGap200 在隔離設(shè)備的兩端均監(jiān)控所有流經(jīng)的數(shù)據(jù)，任何通過該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都會被剝離成純數(shù)據(jù)，進(jìn)行格式驗(yàn)證之后，通過該系統(tǒng)傳輸?shù)搅硪欢?，然后重新生成新的協(xié)議，再發(fā)送到目標(biāo)地址，這樣就可以杜絕各種形式的網(wǎng)絡(luò)命令攻擊。為了截斷病毒的傳輸，網(wǎng)閘可以對音頻文件采樣數(shù)據(jù)中的冗余數(shù)據(jù)隨機(jī)性修改，在不改變音質(zhì)的前提下，杜絕了通常將代碼段隱藏在隨機(jī)數(shù)據(jù)中而通過檢驗(yàn)的可能性。

制播數(shù)據(jù)分離方便制作系統(tǒng)和播出系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理，兩套系統(tǒng)分別設(shè)置主備服務(wù)器，節(jié)目上單、音頻拷貝、數(shù)據(jù)庫備份等都由不同服務(wù)器來完成，使服務(wù)器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更加清晰，對于播出故障點(diǎn)的判斷也更加準(zhǔn)確。

制播網(wǎng)絡(luò)分離提高了播出的安全性，在音頻制作與音頻播出間增設(shè)網(wǎng)閘進(jìn)行隔離，使制作網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)只允許音頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)音頻防火墻與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，有效地阻止計算機(jī)病毒侵入。