縣級電視臺高清數字硬盤播出系統升級改造建設實踐

范浩明

（山東省招遠市廣播電視臺，招遠 265400）

1 引言

隨著縣級廣播電視臺標準化建設的推進，面對自辦節目頻道的減少和融媒體的沖擊，縣級電視臺發展面臨著前所未有的挑戰。傳輸高質量的電視節目，實現視頻資源價值的最大化，是縣級臺刻不容緩的重要任務。由于我臺目前高清節目資源的限制，實現高清播出的時機還不成熟，建設一套充分保證目前標清播出又能迅速過渡到高清播出的播控系統已迫在眉睫。2017年10月招遠廣播電視臺組織技術人員充分調研和論證，最終申請財政專項資金對綜藝頻道進行了高清硬盤數字化升級改造，為我臺高清播出進行了前瞻布局。

2 建設思想和原則

此次高清數字硬盤播出系統建設思想是“立足標清，面向高清”。主要遵循以下原則：一是安全性，系統具有完善的冗余備份和多重安全防護體系，應急手段豐富、操作簡單；核心設備不能用舊設備，再次利用的舊設備各項指標必須達到播出要求。二是實用性，面向應用，滿足需求，在網絡帶寬、存儲容量、軟件等各個方面對播出系統進行量化配置。三是兼容性，系統必須具備開放性和兼容性，滿足與全臺媒資系統、主干交換平臺以及其他業務無縫鏈接的需求。四是前瞻性，高清核心設備前瞻布局，充分考慮即將到來的高清播出。

3 系統總體架構

此次高清數字硬盤升級改造，視頻服務器、數據庫服務器等核心設備全部更新；原監視墻已淘汰更換為多畫面大屏幕智能監控系統，標清切換臺和交換機等設備保留再利用，如圖1所示，整個系統主要由以下幾個部分組成：（1）由2臺24口千兆核心交換機和防火墻組成一個物理隔離互聯網的星型以太網連接各功能服務器，各終端按規劃好的IP地址進行數據傳輸和交換。

（2）由2臺Dell R420數據庫服務器，為播出系統提供基礎數據、信息存儲、查詢檢索以及數據管理等功能。

（3）由2臺Dell R730播出視頻服務器接收系統遷移來的視音頻成品文件并將這些節目文件按照播出串聯單所設定的順序進行播出。

（4）由Infortrend生產的二級存儲系統完成播出流程中節目素材中轉、存儲、遷移。

（5）由2臺播控工作站根據節目播出單控制視頻服務器和相關切換設備完成播出所需的各種效果。

（6）實現信號轉換的A/D加嵌、D/A解嵌及GPS校時器、同步信號發生器、鍵混器等周邊設備。

（7）由多畫面分割器、電視墻等設備組成的智能監控系統。

4 系統核心設備

4.1 數據庫服務器

對于硬盤播出系統，數據庫系統是其核心，大量素材管理、播出節目單管理、用戶管理、設備管理及播后統計管理等信息都存儲在數據庫中，如果數據庫出現故障，將給電視安全播出造成難以估量的損失。因此，在二次硬盤播出系統建設中，我們對數據庫的建設十分關注。

圖1 系統組成部分

系統配置了2臺Dell R420服務器并采用主備數據庫架構，每臺服務器分別配置了6個300 Gbyte SISC硬盤，其中5個盤做RAID5磁盤陣列，剩余1個盤作為熱備份盤。系統選用數據庫軟件為SQL Server 2008，雙機熱備通過應用EMC AutoStart主備鏡像軟件的方式實現，主備服務器之間通過連接的心跳線實時監測，當主數據庫服務器遇到意外掉電、服務停止或網絡中斷等情況時，AutoStart首先監測主數據服務器的各項參數指標判斷是否需要進行倒換，如果符合切換條件，首先按順序停止主服務器上的服務，逐步釋放相關數據庫資源，并同時做好整個系統的同步，緊接著啟動備數據庫相關服務，使其獲得相關資源，開通應用和數據網絡通道，使備數據庫為整個播出系統提供相關數據服務，保證整個系統提供不間斷數據服務。

4.2 視頻服務器

視頻服務器作為硬盤播出系統最主要的視頻源，它一方面接收系統遷移來的視音頻成品文件，另一方面將這些節目文件，按照節目播出單所設定的播出程序順序進行播出。這次硬盤播出系統升級改造我們采用了Dell R730系列視頻播出服務器，Del l R730借助16個12Gb SAS硬盤和12Gb高性能PowerEdge RAID控制器（PERC9），從而實現高度可擴展的存儲，利用SanDisk?DAS Ca che應用程序加速技術，實現更快的數據訪問速度。

系統采用了2臺Dell R730播出視頻服務器，二臺播出視頻服務器配置完全一致，每臺服務提供8塊2TB熱插拔高穩定，高速SAS硬盤，完全主備熱備方式鏡像冗余播出；每臺播出視頻服務器具有四路高標清兼容編解碼通道，其中2個通道為雙向支持編/解碼通道，用于應急上載、審看及播前頭尾檢測等，另2個通道為單向播放通道，用于目前的標清播放和以后可通過軟件授權無縫升級高清服務。

4.3 素材存儲系統

素材存儲系統是重要的播出素材倉庫，系統采用Infortrend生產的二級存儲，標準2U機架式支持動態RAID在線擴容、多次智能化處理、GUI管理軟件和支持多種操作系統，配備兩個SAS擴展通道，支持SAS/SATAII硬盤混插，兩組雙冗余可熱插拔電源。

4.4 播出控制工作站

系統采用2臺播控機，通過播控軟件實現主備工作站的冗余及控制。播控計算機按照播出串聯單通過播出軟件控制視頻服務器、主備切換臺、錄像機以及字幕機等設備完成節目的播出和臺標、字幕疊加工作。同時配置主備RS422倒換器，當主工作站出現故障時，備工作站將會自動接管，并發出警報。

4.5 畫面智能監看系統

采用國內技術比較領先且同時具備多路監看的時代奧視多畫面設備，對于播出中比較重要的信號節點進行監看，包括主備視頻服務器、主備切換器、主備2選1切換器、數字編碼器、復用器、ASI分配器等重要節點的數字信號視頻及音頻監看，方便播出人員及時發現問題，判斷故障點，及時恢復信號。

5 系統特點

（1）系統從節目的制作、存儲、傳送到播出已經實現了數字化，高標清視頻服務器等核心設備進行了前瞻布局，只需少量的資金投入即可實現高清播出。

（2）系統中的高標清視頻服務器、數據庫服務器等核心設備冗余備份設計，確保播出安全可靠。

（3）系統中的非編工作站等各終端素材按規劃好的IP地址經過防火墻進行過濾，通過網絡安全機制實現素材導入，確保網絡安全。

（4）播出控制系統采用松耦合的軟件架構，系統加載節目單成功后，當主備數據庫同時發生故障時，視頻服務器也會按照已提交的節目單繼續播出，為安全播出又增加一道防線。

（5）完善的智能監控系統便于維護人員隨時了解系統的工作狀態，一旦發現問題可在第一時間內迅速處理。