電視播出二級(jí)存儲(chǔ)與備播系統(tǒng)模式分類與選擇探討

1、電視播出二級(jí)存儲(chǔ)與備播系統(tǒng)模式分類與選擇探討劉小豐（武漢市廣播影視局播送中心，高級(jí)工程師）一、前言國家廣電總局廣播電視安全播出管理規(guī)定 第二章第十一條規(guī)定：省級(jí)以上廣播電臺(tái)、電視臺(tái)、衛(wèi)星地球站應(yīng)當(dāng)配置完整、有效的容災(zāi)系統(tǒng)，保證特殊情況下主要節(jié)目安全播出。按照這一要求，這幾年來大部分省、市級(jí)臺(tái)在標(biāo)清播出上普遍采用了二級(jí)存儲(chǔ)及二級(jí)備播系統(tǒng)，有的甚至建立了全新的播出系統(tǒng)，將原播出系統(tǒng)負(fù)責(zé)次要頻道或作備播系統(tǒng)。我播出部將于今年建設(shè)二級(jí)存儲(chǔ)及二級(jí)備播系統(tǒng)。二、我局現(xiàn)有數(shù)字硬盤播出系統(tǒng)是2005年投入使用的，結(jié)構(gòu)與功能如下：數(shù)據(jù)庫及素材管理服務(wù)、上載系統(tǒng)1、系統(tǒng)整體框圖兩路視頻服務(wù)器輸出播出控制profi

2、le視頻服務(wù)器系統(tǒng)圖一：現(xiàn)系統(tǒng)整體框圖PROFILE視頻服務(wù)器系統(tǒng)為每個(gè)頻道輸出兩路信號(hào),頻道播出時(shí)絕大部分時(shí)間使用這兩路信號(hào)。2、播控視音頻系統(tǒng)2*1倒換主切換視頻分配器視頻服務(wù)器主 視頻服務(wù)器備 主PGM輸出其備切換他信號(hào) 備PGM輸出源圖二：現(xiàn)視音頻系統(tǒng)框圖播控系統(tǒng)采用播出切換臺(tái) + 應(yīng)急切換開關(guān) + 2x1自動(dòng)倒換開關(guān)方式，視頻服務(wù)器輸入、PGM輸出通道一主一備。3、視頻服務(wù)器系統(tǒng)視頻服務(wù)器由6臺(tái)GVG PROFILE1108視頻服務(wù)器組成，每臺(tái)服務(wù)器由8個(gè)雙向通道，可靈活配置編碼（上載用）和解碼通道（播出或?qū)徔从茫?，我們采用上載服務(wù)器和播出服務(wù)器分離的結(jié)構(gòu)，使得服務(wù)器功能趨于單一，播

3、出服務(wù)器壓力小，增加播出的可靠性。：4、播出控制系統(tǒng)圖三：單頻道播出控制系統(tǒng)圖播出控制采用雙機(jī)熱備的方式，主備播控工作站同時(shí)工作，經(jīng)過RS422二選一開關(guān)選擇控制播出切換臺(tái)、應(yīng)急切換開關(guān)、主備硬盤服務(wù)器、錄像機(jī)等設(shè)備。播出程序負(fù)責(zé)加載已經(jīng)編輯好的節(jié)目單，依照節(jié)目單對(duì)各播出相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制，協(xié)調(diào)各設(shè)備完成自動(dòng)播出。三、 二級(jí)存儲(chǔ)及二級(jí)備播系統(tǒng)作用1、二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)是指除視頻服務(wù)器本地存儲(chǔ)外，能存儲(chǔ)海量素材的獨(dú)立于視頻服務(wù)器之外的由存儲(chǔ)設(shè)備及其管理設(shè)備及軟件、通訊網(wǎng)絡(luò)組成的系統(tǒng)。2、二級(jí)備播系統(tǒng)目前多數(shù)電視臺(tái)采用各個(gè)子系統(tǒng)通過媒資網(wǎng)連接備播網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)目準(zhǔn)備的工作，再有備播網(wǎng)把節(jié)目發(fā)送給播

4、出網(wǎng)，再進(jìn)行節(jié)目播出，這種模式統(tǒng)稱為備播系統(tǒng)。一般而言，備播系統(tǒng)具有如下功能：節(jié)目代碼（全臺(tái)通用）、總編室編單、節(jié)目準(zhǔn)備（根據(jù)節(jié)目單）、節(jié)目轉(zhuǎn)碼、自動(dòng)技審、AFD和Douby音頻檢測、報(bào)警提示等功能。與這種備播系統(tǒng)不同的是，我局電視播出系統(tǒng)本次建設(shè)的二級(jí)備播系統(tǒng)是指能為每個(gè)頻道提供除主視頻服務(wù)器輸出信號(hào)、備視頻服務(wù)器輸出信號(hào)外，由第三個(gè)視頻服務(wù)器提供的輸出信號(hào)的新增視頻服務(wù)器及其管理、控制設(shè)備及相關(guān)軟件組成的系統(tǒng)，二級(jí)備播系統(tǒng)將極大增強(qiáng)播出的安全性。3、解決現(xiàn)階段使用存在的問題目前，我局硬盤播出系統(tǒng)主要存在以下問題：1）硬件設(shè)備趨近使用年限，一些硬件設(shè)備（比如PROFILE視頻服務(wù)器外掛硬盤陣

5、列的RAID控制卡、備切換器及其電源、播控工作站等）故障頻繁，經(jīng)常需替換，PROFILE視頻服務(wù)器維保合同2012年到期，設(shè)備提供商將不再續(xù)簽。系統(tǒng)中各設(shè)備軟故障頻率增大，系統(tǒng)整體安全性使人擔(dān)憂。2）系統(tǒng)性能不能滿足現(xiàn)階段使用需求a）視頻服務(wù)器素材存儲(chǔ)容量不足：系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)存儲(chǔ)容量為3天的素材，但實(shí)際播出中，大量的電視連續(xù)劇間隔一周或幾周需要換頻道重播，導(dǎo)致長期以來一些頻道重復(fù)上載工作繁重，我們系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作模式是“誰播出誰上載”，有些頻道上載時(shí)間占據(jù)當(dāng)班時(shí)間比例過大，影響其執(zhí)行播出值班最主要的職責(zé)：監(jiān)聽監(jiān)看播出信號(hào)。重復(fù)上載也加大了設(shè)備損耗及耗材消耗，費(fèi)效比不高。而且廣告部的素材也存儲(chǔ)在我部2

6、臺(tái)PROFILE視頻服務(wù)器中，廣告編播完全依賴這2臺(tái)視頻服務(wù)器，容量日益不足且安全性不高，一旦這兩臺(tái)視頻服務(wù)器故障，我臺(tái)廣告編播將完全陷入“無招”狀態(tài)。b）上載通道數(shù)量不足：實(shí)際工作中，節(jié)目部門是集中送帶，常導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)大量節(jié)目帶需要上載，導(dǎo)致上載通道數(shù)量不足。c)播控軟件BUG長期得不到修正：我們現(xiàn)在使用的播控軟件對(duì)PROFILE視頻服務(wù)器的控制存在固有缺陷，比如在服務(wù)器狀態(tài)不正常時(shí)，常不能自動(dòng)切換到備服務(wù)器通道；在主視頻服務(wù)器無播出素材的情況下，也不能自動(dòng)切換到備服務(wù)器通道等等，導(dǎo)致播出中發(fā)生靜幀的頻率過高，在廣電總局的網(wǎng)上監(jiān)測中常處于后10名的位置。由于現(xiàn)軟件提供商不積極繼續(xù)研發(fā)播出軟件

7、，該缺陷長期沒有解決。d）技審手段落后：我局播出技審工作由播出上載人員承擔(dān)，當(dāng)前國內(nèi)先進(jìn)的制播系統(tǒng)技審分為三個(gè)層次：文件結(jié)構(gòu)檢測、編碼合法性檢測、視音頻內(nèi)容檢測，對(duì)比國內(nèi)最新技審技術(shù)發(fā)展，我們的技審工作自動(dòng)化程度低，主要是靠人，即使發(fā)現(xiàn)節(jié)目質(zhì)量問題，也有很大的隨機(jī)成分（我們不要求播出人員從頭到尾完整審看節(jié)目，這也是不可能的）。新上二級(jí)存儲(chǔ)及二級(jí)備播系統(tǒng)可以針對(duì)性的解決或減少這些問題。4、為未來事業(yè)發(fā)展做準(zhǔn)備我局尚未啟動(dòng)全臺(tái)網(wǎng)項(xiàng)目，考慮到未來事業(yè)的發(fā)展，全臺(tái)網(wǎng)是必然的趨勢；我局還規(guī)劃了高標(biāo)清同播項(xiàng)目，對(duì)播出系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量要求更高。新上二級(jí)存儲(chǔ)及其相關(guān)管理系統(tǒng)，可以為全臺(tái)聯(lián)網(wǎng)和高標(biāo)清同播項(xiàng)目預(yù)作準(zhǔn)

8、備。四、我局對(duì)二級(jí)存儲(chǔ)及二級(jí)備播系統(tǒng)的具體需求1、增加二級(jí)存儲(chǔ)體，有效存儲(chǔ)空間應(yīng)可提供 8個(gè)頻道每天 20小時(shí)/頻道新增節(jié)目，存儲(chǔ)時(shí)間不少于 20天，同時(shí)需為將來的高清播出預(yù)留存儲(chǔ)空間，并綜合考慮到新建的第三備份播出系統(tǒng)，預(yù)留出交換緩存空間以及整體業(yè)務(wù)增長的冗余空間； 2、增加上載設(shè)備，采用 “工作站+應(yīng)急服務(wù)器上載”的架構(gòu)，在保證原有視頻服務(wù)器通道數(shù)量的基礎(chǔ)上，最少保證為每頻道新增 1臺(tái)設(shè)備；該設(shè)備應(yīng)具備審看及上載、輸出的能力，性能穩(wěn)定可靠，高標(biāo)清兼容；最好能加入自動(dòng)技審功能。 3、為 8個(gè)頻道增加第三備份播出通道，該通道應(yīng)與原主備通道同步播出（熱備），8個(gè)頻道共需 8個(gè)通道，擬增加高標(biāo)清兼

9、容的進(jìn)口視頻服務(wù)器不少于 2臺(tái)，提供不少于 8個(gè)解碼輸出通道，并支持外系統(tǒng)通過以太鏈路將待播文件遷入其在線存儲(chǔ)區(qū)域。4、為了滿足系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用，增加基礎(chǔ)設(shè)備，類如遷移轉(zhuǎn)碼、對(duì)外接口等；同時(shí)在原有業(yè)務(wù)流程基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，增加自動(dòng)技審、人工復(fù)審、MD5校驗(yàn)等質(zhì)量保障機(jī)制，完善播出系統(tǒng)功能。五、實(shí)現(xiàn)二級(jí)備播（即災(zāi)備系統(tǒng)）的幾種系統(tǒng)模式1、 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫、素材遷移及管理服務(wù)、播出控制(簡稱統(tǒng)一型)數(shù)據(jù)庫及素材管理服務(wù)、上載系統(tǒng)原兩路視頻服務(wù)器輸出二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)播出控制新增第三路備播視頻服務(wù)器輸出原profile視頻服務(wù)器系統(tǒng)新增備播視頻服務(wù)器系統(tǒng)新增備播視頻服務(wù)器系統(tǒng)圖四：統(tǒng)一型系統(tǒng)整體框圖如圖所示，該模式

10、要求原PROFILE視頻服務(wù)器與新增備播視頻服務(wù)器由同一套數(shù)據(jù)庫及相關(guān)管理服務(wù)器管理，原PROFILE視頻服務(wù)器與新增備播視頻服務(wù)器同頻道播出通道由同一個(gè)播控工作站控制；新增的二級(jí)存儲(chǔ)及備播服務(wù)器作為加入原系統(tǒng)中的新增設(shè)備使用，而不是單獨(dú)需要獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。由于我部現(xiàn)用播控軟件功能的限制，該方案可能需要用其他廠商成熟的播控軟件替換現(xiàn)用的播控軟件。優(yōu)點(diǎn)：1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單明了，整個(gè)系統(tǒng)改動(dòng)最小，人員需要的培訓(xùn)量小，人員工作量較原來明顯減輕；2）系統(tǒng)應(yīng)急能力強(qiáng)，當(dāng)主視頻服務(wù)器狀態(tài)不正常時(shí)，播控軟件自動(dòng)控制切換臺(tái)切換到3個(gè)視頻服務(wù)器中狀態(tài)正常的視頻服務(wù)器通道（需要廠家的播控軟件本身功

11、能支持）；可極大降低劣播率。缺點(diǎn)：1) 我臺(tái)原系統(tǒng)集成商的播控軟件不能同時(shí)控制原有主、備視頻服務(wù)器和新增的備播視頻服務(wù)器。若仍使用原播控軟件，新增的備播服務(wù)器不能與原PROFILE服務(wù)器實(shí)時(shí)跟隨同步播出，只能作為冷備（新增的備視頻服務(wù)器不能同步輸出信號(hào)，只能在確定主或備通道故障時(shí)，通過更改設(shè)置使其在下一條節(jié)目啟動(dòng)時(shí)輸出）。從安全播出角度看，冷備方式不能解決我臺(tái)原有Profile設(shè)備老化，一旦發(fā)生故障后的快速應(yīng)急播出問題。2) 由于現(xiàn)有系統(tǒng)不能支持增加第三備份服務(wù)器功能，在不替換播控軟件的條件下只能等待原系統(tǒng)集成商重新研發(fā)播控軟件，前提是他們?cè)敢庵匦卵邪l(fā)。即使開發(fā)完成后，采用新研發(fā)軟件因未經(jīng)長期

12、考驗(yàn)，也存在較大系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。3) 系統(tǒng)擴(kuò)展能力差：通過在原有系統(tǒng)打補(bǔ)丁的方式，很難從根本上提高原有系統(tǒng)對(duì)外擴(kuò)展能力，難以適配今后我臺(tái)全臺(tái)網(wǎng)建設(shè)和高清系統(tǒng)建設(shè)需要，并很有可能成為其瓶頸。4）就該方案我們也考察過其他集成商情況，例如，該方案還可以采用其他公司的播控軟件進(jìn)行替換，這也是最激進(jìn)的方案。該方式的可能帶來的結(jié)果：需更換16臺(tái)播控工作站和16套播控軟件，會(huì)產(chǎn)生一筆費(fèi)用；現(xiàn)有播出人員需要重新培訓(xùn)，更換過程中存在影響安全播出的可能，但我臺(tái)有2套備用播出系統(tǒng)，可以方便實(shí)施人員培訓(xùn)及替換操作。2、分離的數(shù)據(jù)庫、素材遷移及管理服務(wù)、播出控制（簡稱分離型）原數(shù)據(jù)庫及素材管理服務(wù)、上載系統(tǒng)原播出控制原pro

13、file視頻服務(wù)器系統(tǒng)原兩路視頻服務(wù)器輸出二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)新增第三路備播視頻服務(wù)器輸出新增備播控制新增備播視頻服務(wù)器系統(tǒng)新增備播數(shù)據(jù)庫及素材管理服務(wù)、上載系統(tǒng)圖五：分離型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖所示，該模式的設(shè)計(jì)思路是新建二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)及二級(jí)備播系統(tǒng)與原播出系統(tǒng)采取松耦合，數(shù)據(jù)庫、素材遷移及管理服務(wù)、播出控制單獨(dú)新建。優(yōu)點(diǎn)：1）新建系統(tǒng)單獨(dú)規(guī)劃設(shè)計(jì)，可在節(jié)目存儲(chǔ)管理、文件整備、自動(dòng)技審、人工復(fù)檢等功能方面不受限于原有播出系統(tǒng)，可充分驗(yàn)證和測試新業(yè)務(wù)模式和新增功能； 2）播出系統(tǒng)安全性方面，可實(shí)現(xiàn)與原有系統(tǒng)并行同步播出，增加了系統(tǒng)級(jí)備份，符合總局62號(hào)令安全播出要求；3）系統(tǒng)擴(kuò)展性明顯提高。在新建的二級(jí)存儲(chǔ)系

14、統(tǒng)及二級(jí)備播系統(tǒng)可方便地設(shè)計(jì)對(duì)外交互業(yè)務(wù)流程，便于我臺(tái)播出系統(tǒng)今后向文件化、網(wǎng)絡(luò)化和高清系統(tǒng)的過渡；4）該方案與原有系統(tǒng)集成商可完全剝離，可引其他國內(nèi)主流系統(tǒng)集成商和軟件供應(yīng)商參與，既把本系統(tǒng)技術(shù)方案論證更為充分，同時(shí)還可以降低我采購成本。缺點(diǎn)：1) 我臺(tái)使用原系統(tǒng)集成商的播控軟件已五六年，操作人員已經(jīng)熟悉原有系統(tǒng)的操作模式和應(yīng)急流程，一旦引入新系統(tǒng)同樣需要進(jìn)行全新的系統(tǒng)培訓(xùn)。2) 新建系統(tǒng)在提高播出系統(tǒng)安全性的同時(shí)，也將導(dǎo)致投入成本增加，需要綜合評(píng)估技術(shù)方案、設(shè)備選型，考慮性價(jià)比。3) 分離型不能實(shí)現(xiàn)“在正在播出視頻服務(wù)器通道狀態(tài)不正常時(shí)，播控機(jī)自動(dòng)控制切換臺(tái)切換到3個(gè)視頻服務(wù)器中狀態(tài)正常的

15、視頻服務(wù)器通道”這一功能。根據(jù)現(xiàn)階段和多個(gè)廠家技術(shù)交流的情況，多個(gè)的廠家都可以實(shí)現(xiàn)此套方案，可以做到新增備播視頻服務(wù)器的熱備份。但若采用其他公司軟件，則人員工作量較原來會(huì)增多，因?yàn)樗行律陷d的素材至少會(huì)有兩次審看和入庫操作，其他相應(yīng)的管理、維護(hù)工作也會(huì)增加。2、 先搭建分離型的備播系統(tǒng)，以后實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一型（簡稱先分后統(tǒng)）模式三并不是一個(gè)結(jié)構(gòu)模式，而是實(shí)施模式。由于分離型結(jié)構(gòu)的固有的缺陷，即不能實(shí)現(xiàn)“在正在播出視頻服務(wù)器通道狀態(tài)不正常時(shí)，播控機(jī)自動(dòng)控制切換臺(tái)切換到3個(gè)視頻服務(wù)器中狀態(tài)正常的視頻服務(wù)器通道”這一功能，且分離型的模式本身就是整個(gè)播出系統(tǒng)中的一個(gè)島，統(tǒng)一型的結(jié)構(gòu)形式是播出系統(tǒng)的終極目標(biāo)。但一步到位地實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一型的結(jié)構(gòu)模式對(duì)播出人員素質(zhì)、管理者及乙方人員執(zhí)行效率和質(zhì)量要求過高。可以考慮先搭建分離型的備播系統(tǒng)，日后擴(kuò)展足夠備播系統(tǒng)視頻服務(wù)器通道，增加足夠的播控站點(diǎn)，將備播系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為主播系統(tǒng)，原PROFILE視頻服務(wù)器系統(tǒng)作為備播系統(tǒng)或它用，自然地實(shí)現(xiàn)設(shè)備的升級(jí)換代和淘汰?？傊谌N模式中，假設(shè)各廠家同功能設(shè)備及軟件價(jià)格一致的情況下，現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一型模式中的播控軟件全替換方案，相對(duì)而言費(fèi)用最多，實(shí)施難度最大，但費(fèi)效比最低，日后播出中應(yīng)急使用效果最好，值班人員工作量最少，需要的維護(hù)量最小，是最激進(jìn)的選擇；現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一型模式中的播控軟