飛速發展的非線性編輯網絡技術

李建軍　許　穎　呂　濤

摘要：近年來非線性編輯網絡系統在國內縣級電視臺開始應用，隨之而來的是網絡的選型問題。本文從網絡的組建過程中遇到的問題出發，總結了組建非編網需要注意的各個環節，并做簡要介紹。

關鍵詞： 非線性編輯網絡;光纖通道；共享硬盤；Fibre Channel管理軟件

非線性編輯系統是在電視技術的數字化以及計算機技術在存儲容量、數據處理速度等方面發展到一定階段出現的。目前，國內有較多的省、市電視臺及節目制作單位已購置了非線性編輯系統，但是編輯記者和技術人員并不滿足與目前單機操作的低效率模式，也就是所謂的"非線性島"模式。他們更關心的是電視節目所需要的素材、節目和資源的共享，把目光更多地投向了適用于廣播電視后期制作和播出的多媒體網絡技術，也就是可以真正實現非線性工作組共享模式的非線性編輯網絡技術。為了讓技術人員能夠進一步認識非線性編輯網絡，有必要對該網絡中所涉及的一些相關技術與大家一起進行探討。

1 海量硬盤和數據傳輸率技術的巨大進步

增加硬盤容量的主要途徑是提高面密度，其中影響面密度的因素比較多，主要有存儲介質材料、磁頭、浮動機構、小信號處理技術及伺服定位技術等。近年來，隨著新技術和新材料的應用，硬盤容量得到了突飛猛進的發展，這種發展速度是其他存儲設備目前還做不到的。對于PAL制的視頻數據，如果不壓縮，其數據率為20MB/S(720×576×2×25)，雙通道音頻數據率為192KB/S（48×2×2），由此可以計算出在某個壓縮比情況下，一定素材量所需要的硬盤空間總和，如某個系統的總的素材量為8小時，在壓縮比為4:1時，則總的硬盤空間需要20×3600×8/4=144000MB，即約144GB（由于音頻數據相對視頻數據很小，通常可以忽略不計）。視頻網絡系統所傳輸的數據量是非常大的，同時，系統要求數據有很好的同步，即每秒嚴格25幀，因此在編輯回放和采集時，對硬盤的讀寫速度和網絡通道的帶寬要求比較苛刻，即要求速度高，而且高速度能夠持續穩定。通常，一個非線性編輯系統有兩個實時通道，假如系統壓縮比為4:1，則該編輯工作站最大占用的帶寬為10Mbps，如果網絡系統中有6套非線性編輯系統共享硬盤和網絡通道，則硬盤速度和網絡傳輸速度需大于60Mbps。

2 網絡及管理軟件

通常把Fibre Channel網絡簡稱FC。需要注意的是，這里Fibre Channel指光纖通道，并不是僅指光纖光纜。FC不僅試圖解決計算機和各種外設（RAID系統等）間的數據傳送速度問題，也解決網絡間數據傳送速度問題。FC的目標是在一定的時間和距離范圍內保持高的帶寬傳輸。Fibre Channel管理軟件的主要功能是保證共享硬盤陣列的文件和目錄信息對網絡中所有工作站保持一致，即某個工作站對共享硬盤陣列的文字寫入和刪除，必須在其他工作站得到及時反映，否則，便失去共享的意義。另外，管理軟件也被用來管理共享信息的讀寫權限控制和支持多種操作系統平臺。目前，國內一些非線性編輯網絡系統的開發商，比如索貝公司,主要采用了兩種Fibre Channel管理軟件：Transoft公司的FibreNET和Mercury 公司的SANergy。FibreNET是一種基于共享硬盤卷一級權限控制的管理軟件，即在同一時刻，某個共享邏輯卷只能被網絡中一個工作站擁有寫權限，其他工作站對該卷只讀，通過軟件切換可實現邏輯卷寫權限轉移到其他工作站，當一個工作站在其擁有寫權限的卷中寫入或刪除文件時，其他工作站需經過手動或自動定時刷新操作，才可保證文件和目錄信息的同步。SANergy是一種基于共享硬盤中文件一級權限控制的管理軟件，即在同一時刻，多個工作站可以往同一個邏輯卷中進行寫操作，但使用SANergy管理軟件要求系統必須是雙網結構，即FC網和以太網并存的網絡。

3 網絡中傳輸的介質

常用的通信介質有：雙絞線、同軸電纜和光纜。在視頻網絡中，通常使用的是雙絞線和光纜，雙絞線用于10/100Mbps以太網的連接，光纜用于1000Mbps以太網和FC網絡中站點與系統的連接。雙絞線分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線，屏蔽雙絞線相對非屏蔽雙絞線有更好的防電磁干擾特性和數據安全保障性能。雙絞線的傳輸速度可以達到100Mbps，傳輸距離一般不超過100m。使用光纜傳輸數據可以具有更高的帶寬和更遠的傳輸距離。使用光纜的數據傳輸速度可以超過1000Mbps。光纖由光纖結構和光反射傳輸方式分為單模光纖和多模光纖，不同的光纖其最大傳輸距離是不一樣的，如使用Fibre Channel網絡在1000Mbps的帶寬要求下，使用多模光纖，最大傳輸距離一般為500米，而使用單模光纖時，最大傳輸距離為10公里。當然，單模光纖以及相應的收發設備的價格會貴很多。在100Mbps以太網中，如果傳輸距離超過100m，傳輸媒體應使用光纜，而不能使用雙絞線，在光纜的兩端使用光收發器，再通過較短的雙絞線，連接到網卡和Hub或Switch上。使用Fibre Channel網絡時，當傳輸距離超過500m時，需使用單模光纖或由另一個Switch作為中繼設備，從而達到延長站點距離的目的。

4 網絡的穩定性和安全性

系統的穩定性、安全性是非常重要的，它直接影響到節目的生產制作和播出。通常在如下幾個方面的因素對系統的穩定性和安全性有比較大的影響。（單機的安全性指網絡中工作站點的安全性。一方面，主機本身的穩定性以及與各種板卡使用的兼容性是個很重要的因素，對此在主機或主板的選型方面會進行很嚴格和長時間的測試；另一方面，工作站點軟件的穩定性，包括各個非線性公司自主開發的編輯軟件和網絡管理軟件，在使用網絡功能，如網絡文件傳輸和調用網絡素材時，會形成站點安全性的隱患，因此，在軟件設計時，需充分考慮網絡突發異常的應急處理;共享硬盤的安全性共享素材硬盤是FC網絡的核心，共享硬盤的損壞意味著音視頻素材的丟失。與共享硬盤陣列安全性相關的因素有陣列的容錯功能、陣列控制器的質量、硬盤的質量以及陣列的設計工藝包括電源、風扇、機箱工藝、防震特性等。目前許多硬盤陣列提供備份部件，如備份電源、備份風扇等。在選擇硬盤陣列時，需根據其應用場合和資金預算進行綜合考慮，如在節目制作網絡中，其系統對硬盤的速度、容量要求比較高，可考慮使用非容錯硬盤陣列，而在節目播出網絡中，考慮更多的是安全性，所以通常會考慮使用容錯硬盤陣列;服務器的數據安全服務器負責的是網絡系統的管理，包括素材、節目、欄目、操作人員權限、生產、文稿等管理以及高壓縮比素材存儲，所有的數據庫都存放在服務器上，所以一旦服務器崩潰，整個系統的管理信息將會丟失。所以，服務器必須選用高性能名牌產品。在安全性要求極高的系統中，將采用服務器雙機備份方案。（4）網絡硬件的安全在網絡系統一系列的設備中，包括Hub、Switch、網卡、網絡電纜都可能成為系統的安全隱患。如果系統設計和布線合理、生產安裝符合規范，加上目前這些產品比較成熟，這方面的安全一般是可以得到保障的。

結束語

隨著數字視頻技術和多媒體技術的發展，非線性編輯網絡即將進入一個蓬勃發展的新階段。這些新技術主要表現在采用新型大容量硬盤，以不壓縮的方式在非線性編輯系統中記錄和處理素材；統一標準數字接口，可以真正實現從前期拍攝到后期制作到播出，視音頻信號一直以數字的形式存在，從而保證了高質量的圖像；新的視頻總線，提高了視頻數據傳輸速度和工作效率．相信在不遠的將來，非線性編輯網絡將成為電視節目制作與播出由模擬向數字化發展的一個主流方向

參考內容

[1]索貝時代

[2]慧聰廣電商情 http://www.broadcast.sinobnet.com

[3]雷特視頻網http://www.videostar.com

[4]多媒體技術 HTTP://MULTIMEDIA.ASNC.EDU.CN