基于IP融合架構(gòu)的異地播出高清系統(tǒng)設(shè)計(jì)

潘炳順

（桐廬縣融媒體中心（桐廬縣廣播電視臺），浙江 杭州 311500）

0 引 言

視音頻技術(shù)以及媒體融合的快速發(fā)展，給當(dāng)前節(jié)目制作與監(jiān)控提供了新的方向與角度。原有的多種模式送播方式存在一定的播出風(fēng)險(xiǎn)，為了更好地保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，本文探索構(gòu)建一種基于IP融合架構(gòu)的異地播出高清系統(tǒng)，與當(dāng)前數(shù)據(jù)收集以及節(jié)目播出需求相結(jié)合，不斷運(yùn)用相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)異地異構(gòu)協(xié)同備份，優(yōu)化監(jiān)管方式。

1 基于虛擬化的基帶IP異構(gòu)備播整體設(shè)計(jì)概述

通過異構(gòu)備播的構(gòu)建，建立在播節(jié)目單的在線播報(bào)與管理，備播系統(tǒng)視頻服務(wù)器系統(tǒng)運(yùn)行過程中同時還具有離線播出功能，即使在運(yùn)行過程中出現(xiàn)播控機(jī)掉電或宕機(jī)現(xiàn)象，系統(tǒng)依然能夠按照節(jié)目單正常播放[1]。在布置過程中，構(gòu)建獨(dú)立于主播系統(tǒng)的異構(gòu)備播網(wǎng)絡(luò)，由此實(shí)現(xiàn)節(jié)目的有效播報(bào)與推送。對系統(tǒng)運(yùn)行中的故障情況制定相應(yīng)的處理方式，保證節(jié)目的正常播出。對系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)建節(jié)目單驅(qū)動AFD控制字技術(shù)，采用與主系統(tǒng)不同的AFD模式，以此對系統(tǒng)運(yùn)行情況建立相應(yīng)的應(yīng)對處理機(jī)制。針對緊急情況，可以實(shí)現(xiàn)對節(jié)目單的有效調(diào)整與應(yīng)用，建立對畫幅變換方式的在線控制方式，增強(qiáng)節(jié)目播報(bào)效率。

2 基于媒體云的異地IP災(zāi)備播出的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

異地IP災(zāi)備播出系統(tǒng)構(gòu)建過程中，建立了基于“中國藍(lán)”云技術(shù)的應(yīng)用平臺，能夠在全頻道進(jìn)行管理與播放。系統(tǒng)內(nèi)部建立了播出中心和影視中心總控管理方式，實(shí)現(xiàn)了對播出素材的有效管理與控制，構(gòu)建了磁帶上載素材、播出串聯(lián)單的運(yùn)行方式，并與下游相關(guān)單位進(jìn)行對接管理。同時，為各個直播系統(tǒng)運(yùn)行提供信號來源，構(gòu)建了異地災(zāi)備，有效集合了云平臺的計(jì)算、存儲功能，綜合運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)、傳統(tǒng)播出系統(tǒng)，由此實(shí)現(xiàn)了對各類資源的有效開發(fā)利用，降低了系統(tǒng)最終運(yùn)行成本[2]。

基于自動化設(shè)計(jì)方式，對系統(tǒng)運(yùn)行建立播控平臺、整備數(shù)據(jù)鏈路平臺、播出服務(wù)全鏈路，并設(shè)計(jì)各個環(huán)節(jié)的應(yīng)用接口。針對異地災(zāi)備自動導(dǎo)入素材，同時對不同的素材構(gòu)建相應(yīng)的管理方式，對大量素材進(jìn)行MD5值校驗(yàn)、技審以及入庫管理，并將各項(xiàng)素材管理的內(nèi)容融入全臺網(wǎng)之中。播控平臺利用數(shù)據(jù)庫能夠獲知在線節(jié)目單，并結(jié)合平臺的相應(yīng)安排進(jìn)行節(jié)目播出時間布置，實(shí)現(xiàn)對節(jié)目播出的有效管理與控制。優(yōu)化系統(tǒng)備播流程，加強(qiáng)單向鏈路素材遷移，并及時更新系統(tǒng)運(yùn)行中的節(jié)目單，從而實(shí)現(xiàn)有效的異地災(zāi)備鏈路的數(shù)據(jù)傳輸與隔離，將備播鏈路的接口網(wǎng)絡(luò)、主播鏈路進(jìn)行完全隔離，由此保證不同線路的獨(dú)立運(yùn)行，避免某一線路感染影響到其他線路運(yùn)行。在對多個系統(tǒng)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方面構(gòu)建工作流流程控制、USB擺渡、EMB文件校驗(yàn)技術(shù)，由此更好地保證系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)數(shù)據(jù)的完整性與獨(dú)立性。加強(qiáng)備播系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向控制流程的管理，保證各項(xiàng)環(huán)節(jié)的運(yùn)行均可控。

3 基于IP融合架構(gòu)的異地播出高清系統(tǒng)技術(shù)特征分析

3.1 實(shí)現(xiàn)了播出資源融合化

異地播出高清系統(tǒng)構(gòu)建過程實(shí)現(xiàn)了對多項(xiàng)資源的有效整合與利用，構(gòu)建了融合協(xié)同備播管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了節(jié)目的高清播出，同時在系統(tǒng)運(yùn)行過程中有效融合了異構(gòu)備播功能，對基帶IP技術(shù)進(jìn)行了有效利用，對系統(tǒng)運(yùn)行建立了虛擬化的管理方式。刀片服務(wù)器綜合具備了上載、技審、播出、編單及遷移的管理職能，實(shí)現(xiàn)了對各項(xiàng)內(nèi)容的有效整合與利用，以此促進(jìn)節(jié)目的有效制作與利用。另外，該平臺有效利用了云技術(shù)，為系統(tǒng)構(gòu)建了異地備播功能，在同一個運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)中能夠訪問任意一個IP節(jié)點(diǎn)，以此構(gòu)建系統(tǒng)化的管理運(yùn)行機(jī)制，利用虛擬化技術(shù)構(gòu)建私有媒體云平臺，為節(jié)目制作與播出構(gòu)建平臺服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，使得平臺運(yùn)行體系具有多種系統(tǒng)性的備播系統(tǒng)服務(wù)。對電視節(jié)目播出構(gòu)建三位一體備播管理方式，實(shí)現(xiàn)對節(jié)目播出的全方位、無死角管理，為節(jié)目制作建立了系統(tǒng)性的冗余、虛擬化異構(gòu)異地災(zāi)備，以此更好地保障節(jié)目播出效果，為節(jié)目制作建立了高清電視播出平臺。異地播出高清系統(tǒng)異構(gòu)災(zāi)備拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 異地播出高清系統(tǒng)異構(gòu)災(zāi)備拓?fù)鋱D

3.2 實(shí)現(xiàn)了播出應(yīng)用虛擬化

為系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)建VMware vsphere ESXi云操作系統(tǒng)，由此實(shí)現(xiàn)對各種資源的有效分配與利用，通過計(jì)算資源虛擬化進(jìn)行資源的有效調(diào)整與分配利用，通過這種操作方式將物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M資源。利用虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對虛擬設(shè)備、物理設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行情況的集中管理與有效分析，建立有效的系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行的動態(tài)化管理，由此實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)業(yè)務(wù)資源的集中統(tǒng)一管理與快速發(fā)放，以此促進(jìn)業(yè)務(wù)的有效運(yùn)行，縮短制作時間，在作業(yè)過程中具有較強(qiáng)的靈活性與可擴(kuò)充性，對系統(tǒng)運(yùn)行管理具有良好的支持作用。當(dāng)前系統(tǒng)作業(yè)布置中，利用云計(jì)算技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對大量資源的有效調(diào)配與組織，構(gòu)建豐富的分布式動態(tài)資源，同時系統(tǒng)運(yùn)行具有一定的機(jī)動性與靈活性，能夠結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行彈性伸縮，從而提升系統(tǒng)運(yùn)行效率，由此實(shí)現(xiàn)對作業(yè)運(yùn)行中業(yè)務(wù)與IT資源的有效整合，以此促進(jìn)系統(tǒng)的良好運(yùn)行[3]。

3.3 實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控管理智能化

針對系統(tǒng)播出的整體生命周期構(gòu)建相應(yīng)的監(jiān)督管理機(jī)制，將其貫徹到系統(tǒng)運(yùn)行的各個環(huán)節(jié)，包括監(jiān)督、管理、控制體系。利用相關(guān)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)遷移節(jié)點(diǎn)的有效整合與利用，以此全面提升并保證系統(tǒng)的質(zhì)量；對相關(guān)的管理文件進(jìn)行綜合整合、審核與比對，以此保證節(jié)目播出中的相關(guān)內(nèi)容與要求符合要求。加強(qiáng)對節(jié)目播出過程的有效管理與監(jiān)控，結(jié)合視頻信號不同異態(tài)的特殊性，完成相應(yīng)的算法匹配，針對系統(tǒng)全鏈路各節(jié)點(diǎn)信號數(shù)據(jù)進(jìn)行一一檢測分析，將得到的最終數(shù)據(jù)與異態(tài)報(bào)警閾值、異態(tài)檢測范圍參數(shù)進(jìn)行對比，分析運(yùn)行過程中的相關(guān)數(shù)值是否在檢測范圍之內(nèi)，在對各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上得出最終的異態(tài)檢測結(jié)果。聯(lián)合運(yùn)用多種比對技術(shù)，針對鏈路各節(jié)點(diǎn)信號按照小組的方式進(jìn)行對比檢測與分析，結(jié)合自動同步技術(shù)建立自適應(yīng)信號延時機(jī)制，對系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)建比對報(bào)警閾值參數(shù)，由此對系統(tǒng)運(yùn)行中的具體情況構(gòu)建系統(tǒng)性的分析機(jī)制，判斷視音頻信號是否處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，是否與系統(tǒng)運(yùn)行的最終數(shù)據(jù)情況一致。將收集到的檢測數(shù)據(jù)與一致性狀態(tài)進(jìn)行智能匹配與對比，由此自動定位故障源，縮短系統(tǒng)檢測時間，提升檢測效率。

3.4 實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)集成輕量化

將刀片服務(wù)器應(yīng)用于異地備播系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，基于集群模式，連接全部的刀片，對系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)建系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行過程中全部資源的有效開發(fā)與利用，并加強(qiáng)對服務(wù)器硬件資源的有效整合與利用。當(dāng)前，很多運(yùn)行中的系統(tǒng)均通過刀片服務(wù)器進(jìn)行電視頻道備播，提升節(jié)目設(shè)置與播出的整體效率，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行中的各項(xiàng)內(nèi)容，包括節(jié)目主題確定、素材選取、系統(tǒng)管理、素材文件導(dǎo)入、資源管理以及節(jié)目單編輯等，由此實(shí)現(xiàn)對節(jié)目制作與播出環(huán)節(jié)的整體管理與控制，在系統(tǒng)內(nèi)部建立系統(tǒng)性的高清異構(gòu)備播業(yè)務(wù)[4]。

3.5 實(shí)現(xiàn)了備播方式多樣化

隨著當(dāng)前技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對節(jié)目制作的要求提升，要求不斷精良節(jié)目的制作過程，實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)相關(guān)內(nèi)容的有效整合。為此，很多節(jié)目在制作整合過程中建立了B/S架構(gòu)的備播系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)對客戶端的有效利用。B/S架構(gòu)具有零安裝、零維護(hù)的應(yīng)用優(yōu)勢，能夠更好地促進(jìn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)的有效管理與集成，并結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行必要的整合與擴(kuò)充，以此優(yōu)化節(jié)目制作素材的存儲、遷移、技審及備播環(huán)節(jié)，同時對系統(tǒng)播出的各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行有效調(diào)取、修改、同步，由此在節(jié)目播出的同時即能夠進(jìn)行調(diào)整與分析，實(shí)現(xiàn)了對節(jié)目制作的智能化與自動化管理。備播系統(tǒng)能夠結(jié)合主播系統(tǒng)播出表節(jié)目的制作與運(yùn)行情況，在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置相關(guān)運(yùn)行程序與運(yùn)行參數(shù)，并結(jié)合具體的運(yùn)行要求，將近幾天之內(nèi)需要處理的節(jié)目轉(zhuǎn)入備播視頻服務(wù)器，并在相應(yīng)的時間內(nèi)完成播放；根據(jù)主播系統(tǒng)的播出表進(jìn)行節(jié)目播出與遷移，由此實(shí)現(xiàn)對節(jié)目制作的全自動化遷移[5]。

針對已經(jīng)制作完成的在播節(jié)目單，備播系統(tǒng)可以自動進(jìn)行管理與控制，并對節(jié)目單的具體制作過程進(jìn)行分析論證，以此得出與主播系統(tǒng)一致的備播節(jié)目單，實(shí)現(xiàn)對節(jié)目播出環(huán)節(jié)的有效管理與控制，對各項(xiàng)內(nèi)容與環(huán)節(jié)進(jìn)行全面把控與分析，實(shí)現(xiàn)在無人值守情況下的備播系統(tǒng)自動播出，實(shí)現(xiàn)對電視節(jié)目播出的有效管理與控制。對當(dāng)前電視系統(tǒng)管理與運(yùn)行構(gòu)建了新的管理形態(tài)，建立了新的備播技術(shù)架構(gòu)與流程手段，將管理過程中的各項(xiàng)內(nèi)容與要素進(jìn)行有效整合，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控、管理的有效統(tǒng)一，為節(jié)目的安全、優(yōu)質(zhì)播出創(chuàng)建了必要的條件。

4 結(jié) 語

異地播出高清系統(tǒng)的構(gòu)建與運(yùn)用，是當(dāng)前電視節(jié)目制作的重要方式與手段之一，對系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)建了多種送播模式。通過對系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況的分析可見，該系統(tǒng)在多種極端條件均能夠完成備播任務(wù)，形成了良好的備播管理手段，實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)異地不間斷跟播，有效完成了多項(xiàng)工作，在未來電視事業(yè)發(fā)展以及節(jié)目制作過程顯露了重要的應(yīng)用價值。