多媒體及存儲(chǔ)技術(shù)在電視臺(tái)播控中心的應(yīng)用

陳小佳

（作者單位：河南廣播電視臺(tái)）

在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，現(xiàn)代電視技術(shù)也有了全面革新和優(yōu)化，過去基于磁帶的工作模式也逐漸被基于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)的非線性工作模式所替代，這預(yù)示著現(xiàn)代電視技術(shù)與信息技術(shù)的融合已成為未來電視臺(tái)播控中心的發(fā)展潮流。隨著視頻服務(wù)器在電視臺(tái)播控中心系統(tǒng)中的核心地位得以確定，則更需要重視其中多媒體技術(shù)與存儲(chǔ)技術(shù)的綜合應(yīng)用，唯有加強(qiáng)這方面的研究與合理應(yīng)用，才能充分發(fā)揮播控中心系統(tǒng)的優(yōu)勢，助力電視臺(tái)更好地發(fā)展。

1 現(xiàn)代電視臺(tái)播控中心概述

現(xiàn)代廣播電視技術(shù)的發(fā)展與信息技術(shù)息息相關(guān)，二者的不斷融合是一種基于多媒體存儲(chǔ)技術(shù)的新型工作模式，在現(xiàn)如今的電視臺(tái)播控中心建設(shè)中已得到廣泛應(yīng)用。在新型電視臺(tái)播控中心系統(tǒng)中，過去的錄像機(jī)設(shè)備成為系統(tǒng)應(yīng)急設(shè)備，所有節(jié)目的播出工作則主要由視頻服務(wù)器負(fù)責(zé)[1]。在以視頻服務(wù)器為核心的播控中心系統(tǒng)中，主要構(gòu)成為I/O接口設(shè)備、同步系統(tǒng)、編解碼板、存儲(chǔ)系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，等等。具體工作模式為電視臺(tái)將所要播出的電視節(jié)目預(yù)先上載到視頻服務(wù)器的存儲(chǔ)系統(tǒng)中，或是經(jīng)過非編網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)碼后再進(jìn)行存儲(chǔ)，之后便可由視頻服務(wù)器的自動(dòng)播控計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化控制，按照設(shè)定的播出順序?qū)⒐?jié)目內(nèi)容進(jìn)行解碼并播出。

2 多媒體技術(shù)在電視臺(tái)播控中心中的應(yīng)用

視音頻信號(hào)是非編服務(wù)器與視頻服務(wù)器播出的基礎(chǔ)，因此，存儲(chǔ)全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化改造已成為不可逆的趨勢。非編與視頻播放器作為新型電視臺(tái)播控中心的運(yùn)行基礎(chǔ)，在節(jié)目播出過程中需要先行對(duì)節(jié)目展開數(shù)字化處理，特別是現(xiàn)在大部分電視臺(tái)都屬于全年全天候工作模式，所以需要高度重視存儲(chǔ)子系統(tǒng)。鑒于此，磁盤列陣技術(shù)的應(yīng)用在電視臺(tái)播控中心顯得尤為關(guān)鍵，可選擇的磁盤列陣技術(shù)模式主要可分為以下幾種。

2.1 帶奇偶校驗(yàn)碼的并行傳送模式

在現(xiàn)代化電視臺(tái)播控中心系統(tǒng)中，雖然校驗(yàn)盤僅有單獨(dú)的一個(gè)，但數(shù)據(jù)卻是以字節(jié)為單位，將其分成條帶狀存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)列陣中。當(dāng)數(shù)據(jù)寫入后，數(shù)據(jù)列陣中不同級(jí)別的校驗(yàn)碼便會(huì)寫入到對(duì)應(yīng)位置當(dāng)中。當(dāng)數(shù)據(jù)啟用需要被傳送時(shí)，僅需要在調(diào)出條帶時(shí)檢驗(yàn)校檢盤中的編碼，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸。

2.2 分布式奇偶校驗(yàn)獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)

在運(yùn)用分布式奇偶校驗(yàn)獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)模式的過程中，數(shù)據(jù)依舊是以條帶的方式存儲(chǔ)的，然而，不同條帶會(huì)附帶獨(dú)立區(qū)域，而這一區(qū)域會(huì)單獨(dú)存儲(chǔ)奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)。從實(shí)際應(yīng)用效果來看，這一模式的優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)行大體量數(shù)據(jù)傳送是能夠針對(duì)單塊磁盤操作，緩解磁盤帶來的負(fù)擔(dān)；不足之處在于應(yīng)用過程中會(huì)出現(xiàn)損失問題，每次寫入操作都會(huì)同時(shí)產(chǎn)生四組數(shù)據(jù)操作，一定程度上會(huì)限制運(yùn)行效率。

2.3 帶共享校驗(yàn)磁盤獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)

這一模式與帶奇偶校驗(yàn)碼的并行傳送模式相類似，不同的是帶共享校驗(yàn)磁盤的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)模式在數(shù)據(jù)訪問時(shí)主要是數(shù)據(jù)塊進(jìn)行，即按照磁盤進(jìn)行，每次為一塊盤。具體來講，帶奇偶校驗(yàn)碼的并行傳送模式是每次一橫條，而帶共享校驗(yàn)磁盤的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)是每次一豎條。因此，帶奇偶校驗(yàn)碼的并行傳送模式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要對(duì)陣列中的所有磁盤進(jìn)行方位，而該模式只需要單獨(dú)方位有用磁盤便可，可明顯感覺讀取速度更快。然而，在寫入數(shù)據(jù)方面，由于需要將恢復(fù)的舊數(shù)據(jù)與新數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，才能將更新的數(shù)據(jù)及校驗(yàn)位寫入磁盤中，因此，相較于帶奇偶校驗(yàn)碼的并行傳送模式而言，該模式處理時(shí)間會(huì)更長。

3 存儲(chǔ)技術(shù)在電視臺(tái)播控中心中的應(yīng)用

存儲(chǔ)系統(tǒng)作為電視臺(tái)播控中心視頻服務(wù)器系統(tǒng)的核心構(gòu)成，不僅需要具備足夠的存儲(chǔ)容量，還應(yīng)擁有良好的數(shù)據(jù)訪問及傳送性能、數(shù)據(jù)管理及拓展性能等[2]。新型電視臺(tái)播控中心均基于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)體系建造，可見，存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量會(huì)對(duì)整個(gè)硬盤播出系統(tǒng)的運(yùn)行帶來直接影響。當(dāng)前，電視臺(tái)播控中心中的存儲(chǔ)體系主流有三種，分別為直接附加存儲(chǔ)（DAS）、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（NAS）以及存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)（SAN），下面便對(duì)這三種存儲(chǔ)技術(shù)的具體應(yīng)用展開分析。

3.1 直接附加存儲(chǔ)（DAS）

在PC機(jī)與早期服務(wù)器中多采用DAS存儲(chǔ)技術(shù)，由于成本所限，視頻服務(wù)器在發(fā)展早期，其磁盤陣列均以DAS方式與服務(wù)器內(nèi)部總線直接相連，也就意味著服務(wù)器節(jié)點(diǎn)數(shù)與磁盤陣列數(shù)相同。不過，相較現(xiàn)在來講，早期對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求并不高，視頻服務(wù)器也僅作為硬盤播放機(jī)使用，并且也沒有數(shù)據(jù)共享方面的需求。隨著現(xiàn)代電視臺(tái)播出需求的增加，存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器也不斷增多，這就導(dǎo)致DAS存儲(chǔ)技術(shù)中數(shù)據(jù)共享及存儲(chǔ)拓展等方面的不足暴露出來，服務(wù)器機(jī)箱內(nèi)的存儲(chǔ)插槽用完便無法拓展容量，加之服務(wù)器需要承擔(dān)大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)，性能同樣會(huì)被拖慢。因此，DAS存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用已呈現(xiàn)疲軟之勢，多應(yīng)用于小型電視臺(tái)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（NAS）

NAS以局域網(wǎng)為核心，基于以太網(wǎng)技術(shù)，采用UDP/IP、TCP/IP、ATM等協(xié)議提供文件訪問服務(wù)，利用專用文件服務(wù)器對(duì)文件存儲(chǔ)進(jìn)行管理[3]。NAS系統(tǒng)能夠根據(jù)應(yīng)用服務(wù)器或計(jì)算機(jī)所發(fā)出的指令去完成文件管理工作。相較于DAS存儲(chǔ)技術(shù)來講，NAS具有明顯優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在三個(gè)方面。第一，即插即用。由于NAS可作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中單獨(dú)存在，因此，具備即插即用的特性，容量拓展非常方便。第二，部署簡單。NAS服務(wù)器不依存操作系統(tǒng)，僅僅采用專屬服務(wù)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的簡化系統(tǒng)，內(nèi)置相關(guān)協(xié)議可簡化系統(tǒng)管理與設(shè)置，無需配置高水平網(wǎng)絡(luò)管理員。第三，存儲(chǔ)位置靈活。NAS服務(wù)器可放置在靠近數(shù)據(jù)中的應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)，也可放置在其他地方，只需通過物理鏈路鏈接網(wǎng)絡(luò)。NAS允許用戶在網(wǎng)絡(luò)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，縮減了對(duì)CPU的占用，改善了網(wǎng)絡(luò)性能。當(dāng)前，應(yīng)用NAS存儲(chǔ)技術(shù)已成為大型電視臺(tái)播控中心視頻服務(wù)器系統(tǒng)采取的主流存儲(chǔ)方案，不過在播出系統(tǒng)上載增多、數(shù)據(jù)吞吐量增大的情況下，NAS的劣勢便會(huì)暴露出來。

3.3 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)（SAN）

該存儲(chǔ)技術(shù)屬于目前最先進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)，人們更多將其定性為專用存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，主要原因在于其能夠?qū)? 600萬個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，采用光纖通道作為傳輸媒介，以光纖通道與小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口的應(yīng)用協(xié)議作為存儲(chǔ)訪問協(xié)議，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)的高速化與共享化。為保證節(jié)目播出安全，各大電視臺(tái)播控中心會(huì)選擇上載與播出分離的結(jié)構(gòu)體系，而這一結(jié)構(gòu)體系也對(duì)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)性能提出了更高要求。早期采用NAS存儲(chǔ)技術(shù)的播控中心系統(tǒng)，受限于傳輸速度與性能，只好采取數(shù)據(jù)遷移策略以避免存儲(chǔ)系統(tǒng)負(fù)荷過大，而SAN存儲(chǔ)技術(shù)憑借其高速存儲(chǔ)性能、良好的拓展能力及容錯(cuò)性能，與現(xiàn)如今電視臺(tái)播控中心的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相符，可見，SAN存儲(chǔ)技術(shù)會(huì)是未來電視臺(tái)播控中心建設(shè)中的最佳選擇。

4 結(jié)語

在當(dāng)前信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，廣播電視技術(shù)與信息技術(shù)相融的趨勢已不可逆轉(zhuǎn)，而多媒體技術(shù)與存儲(chǔ)技術(shù)在現(xiàn)代電視臺(tái)播控中心系統(tǒng)中屬于核心內(nèi)容，更是促進(jìn)電視技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的根本。上文通過對(duì)電視臺(tái)播控中心中多媒體及存儲(chǔ)技術(shù)的綜合應(yīng)用展開分析，以期進(jìn)一步提高我國電視臺(tái)播控中心的運(yùn)行水平與效率。