高清播出整備系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

陽建勛

[重慶廣播電視集團（總臺），重慶 401147]

導語

高清播出總控系統(tǒng)是重慶廣播電視集團（總臺）高清制播體系的最終環(huán)節(jié)，它涵蓋整備、播出、總控、監(jiān)控等功能系統(tǒng)，對接制播、送播、廣告等業(yè)務系統(tǒng)，實現(xiàn)了全頻道高清化播出。

1. 概述

如圖1所示，高清播出整備業(yè)務流程跨越送播系統(tǒng)和播出系統(tǒng)，起到了承上啟下的重要作用，是確保安全播出的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在以文件為主要送播方式的高清播出總控系統(tǒng)中，高清播出整備系統(tǒng)主要負責播出節(jié)目文件的整備以及節(jié)目生命周期的管理，以基于媒資中心的送播系統(tǒng)作為一級存儲，節(jié)目文件整備進入播出二級存儲的過程稱為二級整備，節(jié)目文件從二級整備到播出視頻服務器待播的過程稱為三級整備。從系統(tǒng)存儲容量設計出發(fā)，二級整備根據(jù)二級存儲的容量設置為15天，三級整備根據(jù)播出服務器存儲容量設置為3天。

圖1 播出體系總體架構(gòu)

2. 系統(tǒng)

高清播出整備系統(tǒng)，具備全流程整備任務管理、整備任務進程監(jiān)看、整備故障應急處理等功能，承擔了節(jié)目文件技術(shù)審核、校驗、文件化自動備播處理等任務，能夠按照播出時間或者其他順序要求將待播出節(jié)目文件整備進入播出系統(tǒng)，在確保節(jié)目文件及時到位的同時確保文件合法、正確。

如圖2所示，高清播出整備系統(tǒng)由上載、備播（GMP）、策略服務、同步遷移、自動技審、人工復檢、頭尾審看和提前播等功能模塊組成。其中，GMP是整備系統(tǒng)的主體功能模塊；同步遷移實際執(zhí)行播出系統(tǒng)內(nèi)部所有的節(jié)目文件管理任務，包括GMP、策略和上載軟件生成的各類節(jié)目文件遷移、刪除任務，而策略服務主要承擔了播出系統(tǒng)內(nèi)部節(jié)目文件的生命周期管理；頭尾審看可以對自動技審未通過的節(jié)目實現(xiàn)人工審看，可以自動對編播單中包含并且已經(jīng)遷移到視頻服務器上的節(jié)目文件進行自動頭尾播放，以便確認節(jié)目文件的可播性和完整性；提前播則主要部署在衛(wèi)視頻道，可以按照設定提前對整張編播單進行播出控制，以便確認編播單的整體播放效果，若有問題也能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決。

圖2 整備系統(tǒng)構(gòu)成及主要功能

2.1 上載

上載負責實現(xiàn)介質(zhì)節(jié)目的上載功能，主要處置應急上載節(jié)目和常態(tài)的廣告節(jié)目上載，分為本地上載和通道上載兩種類型，具體如表1所示。

表1

序號 功 能4支持磁帶上載，對同一盤磁帶支持批量上載5支持線路上載，支持不定長的線路上載任務（最大上載時長與服務器支持有關(guān)）支持通道審片，控制視頻服務器的審片通道對服務器中上載完成的節(jié)目進行審片操作7 對審片完成的節(jié)目，自動提交遷移至二級存儲的遷移任務8 對審片完成的節(jié)目，發(fā)送節(jié)目上載完成消息給GMP服務本地上載1控制本機上載通道進行上載操作2控制上載錄機進行播放操作3 提供編播單上載功能，以編播單為對象查看未上載節(jié)目，并提取生成上載任務6 4支持磁帶上載，對同一盤磁帶支持批量上載5支持線路上載，支持不定長的線路上載任務（最大上載時長與服務器支持有關(guān)）6 支持文件審片，直接播放本地上載完成的節(jié)目并進行審片操作7 對審片完成的節(jié)目，自動提交遷移至二級存儲的遷移任務8 對審片完成的節(jié)目，發(fā)送節(jié)目上載完成消息給GMP服務9 支持節(jié)目替換上載功能，按需對已有節(jié)目進行替換上載，并在上載完成后通知GMP服務處理

2.2 GMP

GMP負責生成、調(diào)度二級整備和三級整備任務，支持查看、查詢整備執(zhí)行情況和狀態(tài)，可以在需要素材替換上載時發(fā)起新節(jié)目的三級整備并通知播出控制工作站完成任務。GMP部署在播出系統(tǒng)的備播管理服務器上，分為服務端和客戶端，具體功能如表2所示。

表2

序號 功 能8對完成整備的節(jié)目，進行實際節(jié)目信息和編播單信息對比，若不一致，可發(fā)送節(jié)目信息更新的消息，并通知相關(guān)工作站9 可接收素材刪除的消息，自動觸發(fā)素材重新整備的動作10支持素材替換上載功能，當收到上載軟件發(fā)送的替換上載消息，可重新發(fā)起新來節(jié)目目的三級整備，并在三級整備結(jié)束后，發(fā)消息通知播出控制工作站GMP客戶端1 以天為單位展現(xiàn)各個編播單中節(jié)目的備播狀態(tài)2 接收GMP服務的消息，實時刷新各個節(jié)目的備播狀態(tài)3支持多種條件查詢過濾節(jié)目4展現(xiàn)關(guān)門時間報警等信息5支持手工重試失敗任務

2.3 自動技審

自動技審主要針對進入播出系統(tǒng)的節(jié)目文件，實現(xiàn)自動技審任務的生成調(diào)度，以及文件自動技審任務的實際執(zhí)行，確保節(jié)目文件的封裝、編碼格式正確且視音頻技術(shù)指標符合要求，保證所有進入播出系統(tǒng)節(jié)目文件的可用性。

自動技審流程由自動技審服務在節(jié)目文件完成二級整備后發(fā)起，如果自動技審沒有通過，則由人工復檢生成復檢任務，通過人工對相關(guān)節(jié)目進行復檢操作確認節(jié)目是否可播，如果人工復檢通過，節(jié)目可以正常播出，若人工復檢沒有通過則需要與節(jié)目制作部門確認可播性。

3. 流程

如圖3所示，二級整備從流程上劃分[1]，主要包括送播系統(tǒng)整備（全文件化備播）和介質(zhì)上載整備（應急上載備播）兩種，三級整備主要圍繞播出視頻服務器做好待播準備展開。

3.1 送播系統(tǒng)整備（全文件化備播）

送播系統(tǒng)整備[2]（全文件化備播）是常規(guī)整備流程，根據(jù)發(fā)起依據(jù)的不同又分為依據(jù)預播時間整備和依據(jù)編播單整備。依據(jù)預播時間整備，主要是送播系統(tǒng)將節(jié)目文件準備就緒后，調(diào)用 “備播就緒通知”接口將就緒節(jié)目的相關(guān)信息告知GMP，GMP依據(jù)節(jié)目信息中攜帶的預計播出時間屬性，對15天內(nèi)預計播出的節(jié)目發(fā)起二級整備流程。設計這種整備方式，是考慮到頻道編單人員一般情況下只會編排幾天范圍內(nèi)的編播單，而不會提前15天編排和發(fā)送頻道編排編播單，因此為了能將15天范圍內(nèi)計劃播出的節(jié)目盡早整備進入播出系統(tǒng)，增加了依據(jù)預播時間整備的方式。對使用預播時間方式整備進播出系統(tǒng)的節(jié)目，GMP會將預播時間保存到節(jié)目屬性中，后續(xù)策略服務進行素材生命周期管理時再依據(jù)編播單和預播時間兩個屬性判斷節(jié)目文件是否需要刪除。

不管依據(jù)哪種方式發(fā)起送播系統(tǒng)整備，主要整備環(huán)節(jié)都是以GMP為核心進行，同時為了均衡主備二級存儲的負載，GMP在進行二級整備時采用了負載均衡的原則，動態(tài)分配遷移任務。主要整備環(huán)節(jié)如下。

（1）GMP通過送播系統(tǒng)提供的“節(jié)目詳細信息查詢”接口，查詢節(jié)目文件是否可用以及獲取節(jié)目的詳細信息。

（2）送播系統(tǒng)接到查詢請求后，如果對應節(jié)目不可用，返回節(jié)目不可用狀態(tài)；如果對應節(jié)目可用，則返回節(jié)目可用狀態(tài)，同時返回完整的節(jié)目信息。

（3）如果送播系統(tǒng)反饋節(jié)目狀態(tài)可用，則：

GMP從送播系統(tǒng)返回的信息中獲取節(jié)目詳細信息，包括節(jié)目存儲路徑、節(jié)目物理文件名、節(jié)目MD5值、實際時長、入出點、插播點等；

GMP依據(jù)獲取的存儲路徑和物理文件名信息提交遷移任務，由同步遷移負責將節(jié)目文件從送播系統(tǒng)遷移到播出二級存儲；

遷移完成后立即進行MD5校驗確認文件是否損壞，如果MD5校驗成功，則GMP標識二級整備任務完成，否則標識二級整備任務失敗。對失敗的任務通過手工重試依然無法成功時，需要聯(lián)系送播系統(tǒng)排查原因；

二級整備任務完成后（不管是成功還是失?。?，GMP均要調(diào)用送播系統(tǒng)提供的“備播狀態(tài)反饋”接口將備播結(jié)果反饋給送播系統(tǒng)；

二級整備任務成功完成后，GMP在播出數(shù)據(jù)庫中更新獲取到的節(jié)目詳細信息，并作節(jié)目進入播出系統(tǒng)的標識，同時對比播出數(shù)據(jù)庫中原有的空節(jié)目信息和送播系統(tǒng)提供的詳細節(jié)目信息，查看如時長、入出點等是否有變更，若節(jié)目信息出現(xiàn)了變更，GMP發(fā)送節(jié)目信息變更消息至播出系統(tǒng)，提示立即進行對應節(jié)目信息的刷新操作；

（4）如果送播系統(tǒng)反饋節(jié)目文件不可用，則：

GMP定時輪詢送播系統(tǒng)，如果對應節(jié)目文件進入了送播系統(tǒng)，GMP可以立即觸發(fā)以上的節(jié)目整備流程；

節(jié)目文件進入播出二級存儲后，標志著二級整備流程結(jié)束。

3.2 介質(zhì)上載整備（應急上載備播）

如圖3所示，常態(tài)下，除了新聞類和廣告，節(jié)目制作完成后都應該先提交送播系統(tǒng)，播出系統(tǒng)再從送播系統(tǒng)將節(jié)目文件整備進入播出系統(tǒng)，但是由于時間、審片、臨時修改等特殊原因，當不能以文件方式通過送播系統(tǒng)整備進入播出系統(tǒng)時，適用介質(zhì)上載整備（應急上載備播）流程，以應急上載方式提交到播出系統(tǒng)。

圖3 主要業(yè)務流程

（1）如果待上載的節(jié)目已經(jīng)在頻道編排編播單中包含，則需要在上載工作站上選擇頻道編排編播單中對應的節(jié)目，生成上載任務，上載任務可以繼承編播單中攜帶的節(jié)目相關(guān)信息；

（2）如果待上載的節(jié)目屬于臨時添加的節(jié)目，沒有包含在頻道編排編播單中，則需要在上載工作站上手工添加上載任務后進行上載；

（3）上載完成后，若有需要，可以在上載工作站的節(jié)目審核界面進行人工審核操作，以便確認上載節(jié)目內(nèi)容的正確性；

（4）如果在緊急情況下，也可以手工選擇將節(jié)目文件直接遷移到播出視頻服務器（三級整備），不再經(jīng)過二級存儲，如直接錄制節(jié)目到介質(zhì)（如藍光盤）上，對照編播單生成或者手工添加上載任務，由播出系統(tǒng)應急上載并更新節(jié)目信息后播出。

上載完成時，若播出庫中原有的空節(jié)目信息與上載完成的節(jié)目信息不一致，將根據(jù)節(jié)目信息變更消息人工完成節(jié)目信息刷新操作。

3.3 三級整備

（1）GMP過濾出3天范圍內(nèi)所有編播單中視頻服務器方式播出的節(jié)目，然后根據(jù)頻道查詢節(jié)目是否存在于對應的視頻服務器中；

（2）如果節(jié)目不存在于對應的視頻服務器中，且節(jié)目尚未完成二級整備，則GMP等待二級整備完成后觸發(fā)三級整備；

（3）如果節(jié)目不存在于對應視頻服務器中，且節(jié)目已經(jīng)存在于二級存儲，則GMP提交遷移任務，由同步遷移將節(jié)目文件從二級存儲遷移到對應視頻服務器中，并檢驗遷移前后的文件大??；

（4）節(jié)目進入視頻服務器存儲區(qū)后，節(jié)目的三級整備流程結(jié)束。

4. 保障和管理

4.1 節(jié)目替換上載

整備流程完成后，由于內(nèi)容變更等原因，在播出前可能需要緊急重新整備，這種特殊的應用場景可以通過節(jié)目替換上載實現(xiàn)，具體流程如下：

（1）在上載工作站查詢已上載完成的節(jié)目，選擇“重新上載”操作；

（2）依據(jù)新生成的空素材信息提交上載任務，在上載完成后發(fā)送消息通知GMP；

（3）GMP接到消息后，向?qū)?jié)目添加一個特殊標記，并立即發(fā)起對應節(jié)目的三級整備；

（4）三級整備完成后，核對節(jié)目是否配置特殊標記，并向播出工作站發(fā)送節(jié)目替換上載消息；

（5）根據(jù)收到的節(jié)目替換消息，播出系統(tǒng)提示人工完成素材刷新操作，將新上載完成的節(jié)目信息刷新到播出編播單中（如刷新物理節(jié)目文件名、時長信息等）。[3]

4.2 播出文件的管理

在播出節(jié)目文件整備過程中，由于待播節(jié)目文件遷移到視頻服務器的時間和途徑不同，需要通過GMP客戶端及時掌握節(jié)目文件的整備情況，當整備任務出現(xiàn)錯誤或者到達關(guān)門時間尚未完成整備時，GMP將及時提示人工盡快干預和處理，確保安全播出。

4.2.1 主備二級存儲上的鏡像管理

根據(jù)設定的策略，由策略服務器在系統(tǒng)空閑時段提交鏡像任務，完成廣告、節(jié)目等在主備二級存儲上的鏡像拷貝。[4]

鏡像策略包括如下策略：

（1）主二級存儲→備二級存儲鏡像策略：將主二級存儲存在但備二級存儲上不存在的節(jié)目或廣告文件鏡像拷貝到備二級存儲上；

（2）備二級存儲→主二級存儲鏡像策略：將備二級存儲存在但主二級存儲上不存在的節(jié)目或廣告文件鏡像拷貝到主二級存儲上。

4.2.2 播后各個存儲區(qū)上節(jié)目文件的管理

根據(jù)設定的管理策略，由策略服務軟件定期從視頻服務器存儲以及二級存儲中刪除，具體的刪除策略如下：

（1）二級存儲素材刪除策略：主要目的是刪除主備二級存儲上15天范圍內(nèi)不再播出的節(jié)目文件拷貝；

（2）視頻服務器素材刪除策略：主要目的是刪除各個視頻服務器上播放完成且未來3天范圍內(nèi)不再播出的節(jié)目文件拷貝。

4.2.3 自動技審相關(guān)策略管理

（1）針對主備鏡像的二級存儲，僅進行一次自動技審，具體是指在通過主鏡像存儲區(qū)的自動技審后同一節(jié)目即標記為技審通過，不會對此節(jié)目在其他存儲區(qū)的拷貝再次進行技審。

（2）自動技審/人工復檢流程和三級整備流程是并行流程，相互之間不會有影響。

4.3 系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)看

系統(tǒng)監(jiān)控的總體架構(gòu)采用分級、分布式監(jiān)控的模式[5]，即設計為監(jiān)控代理（負責將各種設備信息翻譯成SNMP協(xié)議信息并提交采集服務器）—監(jiān)控采集—監(jiān)控匯聚（匯總、處理監(jiān)控信息并采集不同的報警，對不支持SNMP協(xié)議的設備則通過監(jiān)控代理來間接實現(xiàn)監(jiān)控信息的獲?。┑男问?，在實現(xiàn)系統(tǒng)間松散耦合的同時負責系統(tǒng)內(nèi)部設備、信號、軟件、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡等資源的工作狀態(tài)監(jiān)控，下設若干監(jiān)控代理，實現(xiàn)對不同類型、不同數(shù)量監(jiān)控對象監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和控制。

對整備系統(tǒng)的監(jiān)控，主要是通過GMP客戶端實現(xiàn)，以天為單位對待整備節(jié)目進行組織，統(tǒng)一查看每天所有頻道節(jié)目的二三級備播狀態(tài)，如果出現(xiàn)整備錯誤或者關(guān)門報警，將在C/S界面上及時給出提示，人工根據(jù)提示信息進行必要的重試或者錯誤排查工作，如果確認問題原因是來自播出外系統(tǒng)，則需要及時聯(lián)系外系統(tǒng)進行處理，或者聯(lián)系頻道節(jié)目編排人員修改編播單編排，同時可以人工更改節(jié)目的審核狀態(tài)，便于后續(xù)查詢處理。

結(jié)語

自高清播出總控系統(tǒng)建成投入運行以來，高清播出整備系統(tǒng)注重流程優(yōu)化、環(huán)節(jié)保障，與送播系統(tǒng)、播出系統(tǒng)、廣告系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)緊密結(jié)合、無縫銜接，實現(xiàn)了高可用、高質(zhì)量、高管控，最大程度確保了播出業(yè)務流程安全、高效、平穩(wěn)運行。