新聞制播網(wǎng)的全流程高清化改造實踐

王彬+吳文怡+李寧斌

【摘要】蘇州廣播電視總臺在新大樓搬遷之際，對原有的標清生產(chǎn)網(wǎng)進行了全面改造，建立了全高清采編、高效、安全的高清新聞制播網(wǎng)絡系統(tǒng)。結(jié)合新聞高清制播網(wǎng)的改造與實施，介紹了系統(tǒng)升級的總體設計和改造思路，并對系統(tǒng)實施中出現(xiàn)的各種問題進行了總結(jié)和思考。

一.系統(tǒng)改造背景

2009年蘇州廣播電視總臺（簡稱為“蘇州臺”）自主搭建了標清新聞制播網(wǎng)，實現(xiàn)了標清新聞節(jié)目的采、編、審、播、存全流程文件化制播體系，并穩(wěn)定運行達6年時間。2016年借助蘇州臺新大樓建設的契機，滿足新聞節(jié)目高清化制播需求，蘇州臺在原有標清新聞網(wǎng)的建設基礎上，實現(xiàn)了新聞網(wǎng)從標清到高清的全面升級改造，將原有的系統(tǒng)中存在的設備與資源的問題進行了優(yōu)化，完美地實現(xiàn)了新聞制播網(wǎng)的高清化改造。

二.系統(tǒng)高清化設計要求

高清新聞編輯網(wǎng)絡是蘇州臺節(jié)目生產(chǎn)制作的核心業(yè)務，承擔著《蘇州新聞》《社會傳真》《新聞夜班車》等多檔新聞直播和錄播欄目共400分鐘左右的節(jié)目制作量，因此需要建設一個安全可靠、運行穩(wěn)定、兼具效率的高清制播網(wǎng)絡，在原有的標清系統(tǒng)上進行改造建設要求很高，綜合原標清系統(tǒng)的情況，蘇州臺提出了如下幾點建設目標：

（1）優(yōu)化非編、審片等軟件的高清制作能力與穩(wěn)定性，實現(xiàn)所有非編站點高清編輯視頻素材不少于四層以上、音頻素材不少于六層以上的實時編輯性能；

（2）制作網(wǎng)存儲滿足日常的高碼在線編輯需求，實時總帶寬不低于1200Mb/s，存儲物理容量70TB以上；

（3）大新聞中心的用戶管理與制作模式，實現(xiàn)單網(wǎng)多演播室送播流程；

（4）高安全性的數(shù)據(jù)保護與存儲能力，智能化的實時流程監(jiān)控預警機制；

（5）無縫對接升級后的媒資系統(tǒng)、收錄系統(tǒng)、媒體云系統(tǒng)等相關業(yè)務系統(tǒng)。

新聞制播網(wǎng)絡的升級改造立足蘇州臺實際情況和未來發(fā)展的要求，把系統(tǒng)的安全性放在首位，從硬件安全、網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全進行綜合考慮，以安全、高效為原則；保障在線生產(chǎn)系統(tǒng)不受影響的前提下，平穩(wěn)實現(xiàn)升級，且升級后的系統(tǒng)要具擴展性，在存儲空間和站點增加等方面有冗余的準備，構(gòu)建高標清兼容的制作平臺。

三.系統(tǒng)高清化改造措施

根據(jù)上述目標，從新聞制播網(wǎng)的流程入手，在每個環(huán)節(jié)逐個進行測試和驗證，進行了全網(wǎng)的高清化改造。

1.存儲設備架構(gòu)升級

高清制播網(wǎng)絡的視頻編碼格式從原DV25Mb/s碼率、分辨率720×576升級為MPEG-2 IBPLongGOP 15 35Mb/s碼率、分辨率1920×1080，編輯過程中需要實時讀寫網(wǎng)絡硬盤的素材，同時還有網(wǎng)絡并發(fā)的需求，這樣的編輯方式對存儲設備提出了很高的要求。經(jīng)計算要滿足建設目標提出的編輯性能，帶寬的需求應不低于1250Mb/s，峰值計算模型如表1所示。

原標清新聞網(wǎng)的存儲架構(gòu)使用的是IP-SAN存儲，而現(xiàn)有的編輯方式中由于對故事板的編輯讀取操作要多于對網(wǎng)絡存儲寫文件的操作，因此對存儲的讀取速度如果遠低于寫入文件速度，則很容易發(fā)生編輯卡頓、播放丟幀等問題。經(jīng)過前期測試發(fā)現(xiàn)，高性能的NAS存儲可以完全滿足帶寬及讀寫性能的要求，特別是讀取帶寬，滿足了高清編輯的生產(chǎn)效率。

圖1是蘇州臺在測試NAS存儲的系統(tǒng)拓撲圖。根據(jù)測試環(huán)境，通過人為手動干預，模擬集群存儲的各種應用故障及切換，以驗證集群存儲系統(tǒng)的應用高可用性及存儲及數(shù)據(jù)的高可靠性等方面的要求。通過模擬Cloud NAS存儲節(jié)點突然宕機、磁盤故障；模擬Cloud NAS集群節(jié)點突然宕機故障等等一系列的可能出現(xiàn)的問題，通過測試結(jié)果可以得知現(xiàn)有的NAS存儲無論從可用性、安全性、可靠性都可以滿足蘇州臺新聞網(wǎng)對存儲的要求。

2.高清編輯性能優(yōu)化

為了提高高清節(jié)目的編輯性能，除了后臺的存儲帶寬的提升，工作站本身的編輯性能也極為重要。蘇州臺主要從工作站硬件配置性能與現(xiàn)有非編軟件的編輯性能整體考慮，優(yōu)化高清節(jié)目的制作能力。

為了確定一款更適合現(xiàn)有非編軟件編輯的平臺，對常見的幾種機型的轉(zhuǎn)碼性能進行了測試，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有大洋編輯軟件的基礎上，CPU主頻提高對于轉(zhuǎn)碼效率更有幫助，最后決定使用HP T3610作為高清非編編輯工作站點。（高清源素材統(tǒng)一為時長3分30秒IBP 35Mb/s，目標格式是高碼IBP 35Mb/s中碼流為IBP 12Mb/s）

由于原先非編網(wǎng)的非對稱雙存儲和非對稱數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)機制，即單中央存儲盤陣中保存高、中碼流素材，本地工作站磁盤保存中碼流素材；網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫與中央存儲對應、本地數(shù)據(jù)庫與本地硬盤存儲對應，進行非對稱的完全備份，大大提升了非編網(wǎng)絡運行的安全可靠性。但這樣的運行機制在高清化編輯后帶來了數(shù)據(jù)處理層面中的問題，例如在測試中發(fā)現(xiàn)由于網(wǎng)絡與本地文件的讀取優(yōu)先機制不同，造成軟件需要對文件版本進行判斷和同步，耗費時間；軟件對故事板所有文件會進行掃描，而大量的掃描時間消耗在音頻與字幕等文件上，在標清下表現(xiàn)不明顯的問題在高清編輯下來了明顯的對比。

針對這些問題，蘇州臺提出了優(yōu)化軟件處理邏輯的做法：1）打開故事版或者字幕文件時，立即判斷文件版本，不考慮本地還是網(wǎng)絡，優(yōu)先打開新版本的文件進行編輯最后保存時再做同步，從而節(jié)省文件匹配時間。2）去掉對音頻文件的掃描，減少了對雙路文件是否存在的判斷語句，節(jié)省了對文件掃描判斷上的大量時間。通過優(yōu)化軟件處理邏輯以及軟件編輯性能參數(shù)設置，原軟件版本在高清下的編輯效率很好地滿足了高清節(jié)目制作的要求。endprint

3.全流程制播機制改進

蘇州臺的全媒體大采訪部模式的應用完全改變了原先頻道制欄目制的采制節(jié)目流程。記者跨欄目采訪及制作內(nèi)容的需求，單網(wǎng)多演播室送播的變化，對后臺網(wǎng)管設置、節(jié)目送播流程上提出了新的要求。

根據(jù)這些新的需求，蘇州臺打破了原先的欄目限制，通過增加文稿軟件對擬播欄目信息支持的修改，解決了用戶欄目屬性固化的問題。具體實現(xiàn)機制是：記者通過指定擬播欄目信息，在非編粗剪稿件后將擬播欄目信息繼承到故事板名稱中；粗剪完畢后提交送播流程，這樣工作流的名稱中也繼承了擬播欄目的信息，最后通過后臺演播室橋的配置文件來進行標識，每個擬播欄目定義不同的目標演播室、目標VIPS設備，并且由不同的遷移設備進行遷移工作。這樣就實現(xiàn)了不同欄目分發(fā)到不同演播室的需求。

4.數(shù)據(jù)安全與預警能力提升

在滿足了高清化制作能力及新聞全流程送播需求的基礎上，還必須充分考慮數(shù)據(jù)存儲的可靠性、新聞直播的安全性、流程運行的穩(wěn)定性。從這三方面提升整個系統(tǒng)的健壯性。

最核心的業(yè)務數(shù)據(jù)庫使用了安全性更高的DELL3800f存儲服務器，在數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡存儲過程中提供高容量的儲存空間，并且基于光纖通道加快數(shù)據(jù)的傳輸過程。使用的SQL2008 R2雙機熱備的集群服務加第三備的鏡像服務，可以最大程度上的保證數(shù)據(jù)服務安全；演播室直播除了使用主備播控工作站保證播出外，還采用了文件化備播手段，緊急情況下記者在編輯完成后可直接通過送播文件至演播室完成直播。這樣的備播手段對于整網(wǎng)的流程中斷、數(shù)據(jù)及存儲級的故障、網(wǎng)絡造成的故障等問題有極好的應急效果；新聞節(jié)目的文件化送播方式對系統(tǒng)流程的安全穩(wěn)定運行要求很高，同時對維護系統(tǒng)的技術要求也很高。目前的新聞直播量達到每天370分鐘，節(jié)目送播條目每天將近200條。為了快速有效地對流程故障進行定位和處理，蘇州臺部署了多節(jié)點的預警機制，分析業(yè)務流程，提出有效的監(jiān)控點，并實施監(jiān)控和預警，通過短信和微信平臺提示值班人員快速主動發(fā)現(xiàn)問題，保障節(jié)目制播的安全生產(chǎn)。

5.多格式支持的轉(zhuǎn)碼平臺建設

高清新聞制作比原來標清從拍攝、碼流、制作手段上來說都有了更高的要求，編輯的內(nèi)容除了外拍的高清視頻外，還有很多來源不同的視頻內(nèi)容，如網(wǎng)絡下載、手機拍攝等，由于素材的格式、碼率多種多樣，而大洋非編軟件對視頻處理的格式十分苛刻，不能兼容現(xiàn)下的多種格式，而且對于部門編碼格式雖然支持導入，但是由于對不同格式的編解碼處理能力不同，因此在編輯時，需要對不同格式、不同碼率的素材找到最優(yōu)化的處理方式。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)軟件對MPEG_IBP編碼格式的文件處理能力較好，因此通過搭建統(tǒng)一的轉(zhuǎn)碼平臺，給編輯人員提供轉(zhuǎn)碼的FTP入口和出口平臺，轉(zhuǎn)碼任務放在后臺按照設置好的標準格式進行轉(zhuǎn)碼處理。這套轉(zhuǎn)碼平臺支持多格式轉(zhuǎn)碼，可以對提交的不同文件夾、按照不同格式設定來進行處理，轉(zhuǎn)碼后的文件仍可按原文件夾名區(qū)分存放，大大提高了編輯人員對轉(zhuǎn)碼任務的體驗度和工作效率。

四.總結(jié)

高清新聞網(wǎng)建設歷時3個月完成搭建，目前已投入使用并安全制作節(jié)目至今，在這次的高清化改造中，經(jīng)歷了存儲的選型確定、素材資源的遷移，軟件卡頓問題的定位、修改，蘇州臺定制功能的修改測試，以及SXS卡導入格式的增加與優(yōu)化，打包中心對于高清故事版合成效率優(yōu)化等等；同時也從統(tǒng)一的全局用戶管理配置、靈活的文件化送審送播機制、安全可靠的數(shù)據(jù)備份方式和多格式支持的轉(zhuǎn)碼平臺建設等角度來考慮整個系統(tǒng)的部署與升級。雖然最初對于在原有軟件基礎上的高清化改造還存在疑慮，但經(jīng)過了對用戶的編輯習慣和編輯內(nèi)容進行了詳細分析，對業(yè)務流程進行充分的測試和研究，通過規(guī)范編輯要求和操作，提升軟硬件性能，統(tǒng)一編輯碼率和格式，實現(xiàn)了全網(wǎng)的高清化升級改造。這次改造為蘇州臺的生產(chǎn)系統(tǒng)建設工作積累了豐富的經(jīng)驗，在媒體融合發(fā)展的要求下為再造新的制作流程提供了更多的思路。B&P

參考文獻

1.徐儉，新一代非編網(wǎng)系統(tǒng)的設計與應用探析[J]；有線電視技術；2008年03期

2.周薇，羅蘊軍，淺析非線性編輯制作網(wǎng)絡的安全[J]；廣播電視信息；2012（12）：99-101

3.周障雯，基于雙讀雙寫技術的新聞制作系統(tǒng)[J]；中國有有線電視；2010（6）：720-722

4.劉海蘭，新聞高清非編網(wǎng)雙文稿系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]；視聽；2013年01期

5.程琳梅，新聞高清非編網(wǎng)的設計與實施[J]；新媒體研究；2016年01期endprint