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标题: 格非MagiLIVE硬盘播出系统的组成与应用 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-13 07:50
标题: 格非MagiLIVE硬盘播出系统的组成与应用
随着数字技术、多媒体技术和计算机网络技术的发展，以视频服务器为核心的数字硬盘自动播出系统，具备了传统播出系统无法比拟的优点。传统的播出系统以切换台为信源切换中心，录像机为主要信源，实际使用时易出现因录像机机械故障而造成停播与劣播事故，同时占用较多的录像机、录像带；且由于实时播出，磁带内容中存在的问题不易弥补。与之相比，硬盘播出系统具有以下优点：

      * 安全性高。采用硬盘播出可以克服磁带系统中存在的不确定故障，将在线实时可能发生的事故降为离线故障，大大降低停播率；

      * 显著提高效率。对于重播率高的节目及多频道播出需共享节目时，不仅减少磁头磨损和大量的人力劳动，而且节目调整更加灵活；

      * 视频服务器采用开放式的软硬件平台和标准的接口协议，系统扩展能力强，能够与未来全数字、盘基化、网络化、和多频道节目共享，并与非线性节目制作、编辑网络互联。

      南京广播电视台于2002年4月引进了美国Seachange公司BMC-1236大规模集群视频服务器作为六个频道的自动播出。其硬盘服务器每个节点单机可提供最多6个广播级质量的视频通道（3个编码＋3个解码通道）。按每个集群3个节点、共两个集群计算，可有多达36个广播级质量视频通道。实际使用中，按每个频道占用2路解码通道（分别设定在两个集群中，互为主备），上载审查占用3路解码通道计，此系统已经得到较为充分的利用。随着事业建设的不断发展，少儿频道开播及移动数字频道（地铁频道、公交频道）的即将开通，此套数字播出系统已不能满足更多频道的安全播出任务。

      为更好地服务于事业发展，南京广播电视台于2004年底引入了格非公司MagiLive3.0数字硬盘播出系统。在学习使用过程中，因两套播出系统从设计理念到播出功能的实现上存在一定差异，格非公司对该系统进行了修改。修改后播出/上载软件的界面风格与现有软件较为接近，原系统具有的各项功能如离线编辑、在线编辑、在线播出、服务器数据查询、自动计算结束时间、时间逆推，主备服务器同步跟踪、自动播出、自动切换等功能均能顺利实现。与此同时，广告播出实现了按条目上载各档广告素材，由广告部在系统中进行串编的播出方式。

一系统特点

      格非MagiLive3.0数字硬盘播控系统利用网络将各个功能模块独立整合，通过百兆网络、千兆网络和光纤通道（FC）网络连接，实现了素材传输、数据传输以及外围设备控制的“三网结构”，并将分布式素材上载和集中式素材上载相结合，具备较大的灵活性和可扩展性。

      * 可靠性：系统的核心部件硬件部分采用MagiStream视频服务器、HP的部门服务器作为数据库服务器以及3Com公司的千兆交换机等。系统提供以下容错手段：主备机工作、素材硬盘采用冗余备份方式，主播通道、备播通道无缝切换；系统软件自动检测视频服务器的主机备机状态、网络交换机的主备机状态等，一旦主机发现问题，自动切换至备机工作，切换过程为无缝切换。
      * 充分的应急处理：系统提供实时的设备与素材文件数据监测，并提供声光报警，提示出现问题的设备和原因，利于播出人员排除故障。
      * 节目切换精确到帧，支持MPEG2 IBP精确到帧的编辑。
      * 支持分布式上载：素材可以通过服务器的输入通道上载，也可以通过异地的有卡上载工作站采集素材，并通过网络将素材传给服务器的素材硬盘。
      * 播出方式灵活安全：支持各种播出方式及24小时不间断播出。
      * 网络管理较为完善：基于SQL SERVER2000 数据库，系统提供完备的素材管理、人员管理、播出情况记录、与广告管理系统的互联等。

二系统硬件构成

      硬件构成如图1。

      系统采用了网络化的结构，主要由以下几部分组成：

1. MagiStream视频服务器（MS1/MS2）

      它是硬盘播出系统的核心硬件，是将Mpeg2编码器、解码器结合为一体的多通道视、音频服务器，可提供最多4路解码输出或者最多2路编码输入2路解码输出，支持精确到帧的搜索、剪切、播放，并支持不同码率的混合播放及边上载边播出的播出方式，支持标准的Mpeg2压缩格式、支持MPEG-2 MP@ML，1Mbps～15Mbps码率，在保证图像质量的同时，提供了更大的图像压缩效率，它也支持MPEG-2 4:2:2P@ML，比特率从10Mbps～50Mbps，配备5块146GB的SCSI硬盘，采用RAID-5磁盘阵列存储，可用硬盘存储空间约为545GB，按照12Mbps的采集速率，大约能存储97个小时的视音频素材。

      在网络方面,MagiStream服务器内置了1G光纤Ethernet 网络接口和100M Ethernet网络接口，可通过局域网，完成多种形式的素材上载。

2．级存储盘塔（RAID_1/RAID_2）

      采用RAID-5＋SPARE技术，各配备12块200GB的SATA硬盘，其中11块硬盘采用RAID-5磁盘阵列存储，可用硬盘存储空间约为1.81TB，按照12Mbps的采集速率，大约能存储664个小时的视音频素材，另一块硬盘作为热备份盘，通过光纤通道（FC）网络与迁移服务器（RaidServer）相连。

3. 四个主要工作站

      MAIN_1/MAIN_2为维护工作站，NetSys为网络管理工作站，Pgm_Edit为总编室节目单编辑工作站，Adv_Edit为广告单编辑工作站。

4. 上载及审片工作站（ENC_1/ ENC_2/ ENC_3/ ENC_4/ ENC_5/ ENC_6）

      上载工作站将录像机或其他节目源来的素材进行节目串编、完成素材的编辑，并将编辑完成的节目通过千兆网络将采集的数据流传送至服务器或盘塔，并通过百兆网络与文件服务器连接读取节目单信息。

5. 文件服务器（FS1/FS2）

      通过SQL SERVER2000数据库系统，实现素材管理、节目表编排管理功能。所有的终端设备均通过文件服务器实现资源共享。

6. 播出工作站（CTRL_1/CTRL_2）

      通过百兆网，播出机接受从文件服务器的节目列表，并转换为播出列表，按照播出列表控制视频服务器将素材从阵列中读出，并解码播出，同时与另一百兆网络连接控制外围设备。

7. 其他外部视音频设备

三系统软件流程

      系统软件流程，如图2。

四使用体会

      格非公司MagiLive3.0数字硬盘播出系统在传统自动播控的基础上，以盘基化为基础，以网络为手段，保证了系统网络及数据的安全性，实现了节目播出流水线的自动化操作、播出系统和周边设备的整体监控及系统的远程诊断和维护。同时，在系统扩充、更新等方面，对软、硬件的设计也作了较为充分的考虑：硬件方面，视频服务器内预留了两个扩展通道，当加入支持高清MPEG-2 4:2:2P@HL的编解码卡后，只需更换输入输出模块，即可升级为支持高清的视频服务器；软件方面，各功能和接口均有预留，支持实现真正的全台制播网络化管理。

      * 该系统具备离线播出、同步跟踪、实时恢复等功能：系统支持视频服务器的独立自动播出，即实现播控工作站离线，利于设备维护和应急处理。与此同时主、备视频服务器同步跟踪串联单播出状态，服务器出错需恢复播出时，可实时自动恢复播出，极大地提高了系统安全性。

      * 上载工作站通过专用接口板与录像机等设备连接，素材采集是以数据流的形式通过网络向主、备视频服务器同时发送，一台上载工作站只能对应一路上载通道，相对一台上载工作站控制多路上载编码板的方式，上载成本有所提高。但随着计算机技术的高速发展及硬件价格的快速走低，利用“工作站＋专用媒体采集播放卡”的方式对素材进行编码采集，然后通过网络传输数据流的方式，不仅省去了视频服务器内部编码板，降低系统整体成本，同时实现了异地上载，为分布式管理提供了方便，也使系统更具灵活性。

      * 播控工作站对视频服务器、文件服务器的访问和对外围设备的控制也都是通过网络实现的，大大降低了整个系统对播控工作站的依赖。

      * 二级存储盘塔只在盘塔内部采用RAID-5技术，在光纤通道（FC）网络上添加盘塔设备即可实现扩容，利于存储容量的多次扩展。
      * 垃圾素材管理功能较为完善。在播出、上载过程中，同时进行的各种操作及网络传输过程中偶然出现的数据丢失等，均不可避免会生成数据垃圾，如有素材无对应条目、有条目无对应素材或素材与条目内容不一致等等。这些垃圾数据的存在，虽然不影响安全播出，但日积月累占用的硬盘空间极为可观。该系统提供了对垃圾素材的搜索、查询、显示、同步刷新和手工清理功能，实现了硬盘空间更合理、充分的应用。

五结束语

      随着计算机技术的不断发展，用高性能的工作站＋专用采集播放卡的方式对视频信号进行编码转换并实时传输已经实现。在硬盘数字自动播出系统中，通过单一工作站即可完成数据的编码，既简化了系统的构成，又降低了系统成本，同时利于设备的应急处理与维护。但因为所有的设备均通过交换机连接，使得交换机必然成为整个播出系统安全运转的关键所在，也就对网络设备的性能、稳定性提出了更高的要求。如能做好交换机的热备份工作，保证整个系统的运行，硬盘自动播出系统必将得到更为广泛的应用。

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