佛山电视台数字硬盘播出系统

朱 波

佛山电视台，广东佛山 528000

广播影视自诞生以来，广播从调幅到调频、立体声，电视从黑白到彩色，电影从无声到有声、从黑白到彩色，传输从无线到有线、到卫星，每一次技术进步都使广播影视得到了很大的发展，但这些都限于模拟技术条件。数字技术的应用给广播影视带来的不仅仅是量的变化和外延的扩大，更是质的提高和方式的改变，使广播影视的频道资源大大丰富、信号质量显著提高、服务领域极大拓宽。

佛山电视台顺应国际广电行业趋势，充分结合本台未来发展情况，在电视台新大楼建设6+1频道硬盘播出系统。新系统建成后承担着6个频道一天近20小时的播出量，还有一个备份频道，用于六个频道中的一个出现不可逆的瘫痪时，可通过矩阵把备份频道的播出信号调给网络公司。在冗余设计方面考虑得非常充分。

播出系统中的视音频系统由信号源、播出切换台、字幕系统、系统周边、传输系统等五大结构构成。纵观全国省市电视台的数字播出系统，其视频系统结构与传统模拟播出系统相比其实没什么太大的区别，数字化改造主要是针对以上五大结构一一对应进行数字化改造升级。

当通信信息产业从模拟时代质变到数字时代时，注定这个产业要和IT结合得相当紧密。电视台的数字化改造，除了基本视音频的数字化外，更重要的是全台网络一体化管理。全台网包括非编网、播出网、媒资网、办公网。通过对其它省市电视台的对比学习，我们得到许多系统设计、安全播出、布线工程施工及系统管理等宝贵经验。下面以佛山电视台的硬盘播出系统为例，详细阐述硬盘播出系统的结构。

1 视频服务器

经过对比多个厂家的服务器参数、价格及使用口碑，我们从SONY、品尼高、汤姆逊、大洋、索贝等国内外知名厂家中最后选定汤姆逊Profile PVS1008视频服务器。汤姆逊是世界知名品牌，在视频处理领域是出类拔萃的，而且Profile服务器在国内省市电视台广泛使用，技术成熟，稳定性好，提供给第三方编程的接口很多。

考虑到7个频道的该服务器为八通道编解码服务器。经过详细讨论，共使用四台，分别为两台上载服务器、主备播出服务器。该服务器的具体参数如下：

视频数据采用MPEG-2压缩，完全支持MPEG-2 422P＠ML标准，采用4:2:2或4:2:0色度取样，码率从4Mbps～50Mbps可变且支持从1到16的图像组结构。主机上有3个由工厂定义的码率：分别为4Mbps，15Mbps和24Mbps，用户也可自行选择码率一般播出采用的码率在8Mbps～15Mbps之间。

PVS1008母板具有14个PCI插槽，配备各种板卡。主要包括以下几类：

视频I/O板卡：包括用于提供SDI输入/输出的SDI接口卡，以及提供模拟监看信号的监看卡。PVS 1000系列根据SDI输入/输出路数不同而细分为不同型号，如PVS 1022、PVS 1024等，后两位分别表示编码、解码的路数；

进行内部编、解码的板卡：可以有支持DVCPRO 25、HD MPEG等各种格式的编、解码卡，本台使用MPEG-2标清编码卡和解码卡；

与外部I/O板连接的板卡：包括连接音频I/O板PAC216的音频卡，连接扩展I/O板的RS422控制卡和LTC&GPI卡；

FC板卡：包括连接千兆交换机、组成FC网络的FC NetWork卡和连接外挂式视频阵列PFC 500的FC Disk卡。

2 数据库

数据库是硬盘播出系统的中心，所有素材的基本信息、系统配置信息、节目单、系统各环节的操作记录、播出统计数据等大量数据都在数据库里。因此数据库的运行正常是安全播出的大前提。

服务器方面我们选用两台DELL的2850服务器。双电源，双网卡，有6个SCSI硬盘插槽。RAID卡可实现RAID0、RAID1、RAID0+1磁盘冗余方式。安装Windows2000 Professional版本，采用RAID0+1把750G硬盘分两个区，一个系统盘，一个数据盘。数据盘尽量大些比较好。

数据库采用的是SQL2000数据库。Microsoft的SQL数据库使用广泛，没有Oracl的数据库复杂。维护起来方便简单。

为了保证数据库能安全稳定的运行，我们使用Legato同步软件，通过一根网线作为心跳线，架构双机热备份的安全结构。使用Legato软件的前提是两台机子的计算机配置必须一样。Legato把两台机子的数据盘共享，在网络中虚拟出一个盘，分配IP地址和赋予名字，Legato对两台机子同时写入数据，以保证两台机子的数据同步。这样在播出网中，看到的只是这个虚拟盘。两台服务器谁先启动软件，谁就能打开本机的数据盘，另一台进不了自己的数据盘。当主数据库服务器宕机，Legato软件检测到心跳线断开，自动启动备数据库的数据服务功能，保证系统数据库的畅通。整个切换过程不超过2min。

Legato同步软件实现了数据库的双机热备份。但是软件不是万能的，总会有失误的时候。因此我们还得利用SQL自动备份功能，采取冷备的方式，每天把数据库备份到数据库应急服务器上，万一主备数据库服务器都宕机，我们还能在应急服务器上还原数据库，把播出、编单、上载工作站的数据库指向数据库应急服务器，尽快恢复播出系统。

3 迁移服务器

迁移服务器作为播出系统文件传输的枢纽，同时承担着MDC、系统消息的传递、GXF转MPEG2的转码等等功能。这里要特别说说MDC。元数据控制器（Meta Data Controller，MDC）是基于每个卷（文件系统）的机器，负责硬安装及控制安全性和分配信息。安装光纤卡及SANergy软件后，经过相应的配置，二级存储的所有分区都成为MDC的硬盘。MDC是二级缓存的管理者，网络计算机想访问二级存储，就得通过MDC。在网络中其他计算机只能通过映射网络驱动器的方式从MDC上映射硬盘。简单说MDC就像个调度员，网络主机节点需要访问数据之前先问它数据在哪，但是访问数据的时候并不通过它，而是网络主机直接去存取。

4 二级缓存

为了配合日后全硬盘播出及媒资网的建设需求，电视台下购买了EMC公司的CLARiiON CX700。我们配备了45块硬盘320G/10000转的硬盘，共12T的容量，因受windows系统的限制，每个硬盘分区最大2T，根据频道的分配，我们把CX700分成7七个区，每个分区6块硬盘，2T的容量。7个频道共42块硬盘。剩下3块硬盘作为热备份，分别放在三层柜里。CX700的基本参数：

主控模块：CX700 FC 8GB MEM FIELD INS

外形规格：40U机架式

ATA硬盘扩展柜（每块扩展15个硬盘,共能扩展120个硬盘驱动器）

平均传输率：200MB/S

系 统 支 持 ：Windows， Linux，NetWare，Solaris，HP-UX，AIX，Tru64

外接主机通道：2GB/S*4的 Fiber Channel光纤通道卡(HBA卡)

RAID 级别 ：0 ，1 ，0+1 ，3, 5

CX700自身的冗余设计很好，安全性非常高，主机机头有两台、光纤通道有四个，配备了UPS，能在突然断电的情况下把Cache里的数据完整写入磁盘中，而且指示灯明显，能在很短时间内判断问题所在。正常情况下两个主机同时工作，平衡网络负载，当一台主机宕机，另一台主机会承担起整个光纤网络的传输工作，面板指示灯会亮黄灯提示系统有问题。我们给CX700分配两个IP地址，在播出网中任何一台计算机安装JAVA环境后，就能通过IE浏览进入CX700，里面的运行状态一目了然。主机、硬盘、热备份盘是否工作、UPS电池、光纤通道等等任何部位出错都能在里面显示，非常方便快捷。

硬盘播出系统在前期投入和设计中都考虑到日后高清业务的发展，在设备、网络都留下相应的接口。整个网络平台以千兆网为基础，组成IP-SAN的结构，方便管理，技术成熟，到目前为止播出系统已满负荷运行三年多了，安全稳定，各设备运行正常，实现设计目标，各项技术指标均达国家标准。新系统承担了建国60周年、奥运、世博会、亚运等重点安全播出保障期6个自办频道的安全播出工作，得到了上级领导的嘉奖。我们相信新系统能继续为佛山电视台的发展做出贡献，同时也期待新技术能为广电行业带来新的腾飞，能给广大市民观众带来新的视觉感受。