浅析全硬盘播出系统的发展和应用

2012-08-15陕西省榆林电视台

电子世界 2012年15期

陕西省榆林电视台潘琴

计算机技术的高速发展使视频服务器技术有了巨大的进步，计算机本身的处理能力、总线带宽、存储容量和网络传输速度的大幅度提高，同时价格持续降低，使视频服务器的性能有了很大提高，在播出系统中的地位有了根本性变化，由过去代替部分录像机的功能变成播出的主要手段，这对播出系统的设计产生了重大影响，播出系统进入了共享方式的全硬盘自动播出系统的时代。

1.全硬盘播出系统的设计思想

全硬盘播出系统设计强调的是“无溃点设计”，这与传统的自动播出系统在具体的设计方法上有了很大的变化，传统自动播出主要在技术手段上实现系统的应急，对信号源和播出设备的故障发生后做处理，确保播出信号不中断，但不能保证内容的连续性，即“只应急，不备份”。

全硬盘播出则引进大量的计算机安全处理技术，对播出信号源和控制信息作备份设计，以实现所谓“热备份，热切换”，从而保证播出故障发生时播出内容的连续性，全面地提高播出系统的安全性。

在整个播出系统中，系统的安全播出涉及到的环节除了物理设备以外，还包括信号源、控制信息和数据库信息等，因此硬盘播出系统在所有关键环节均采用了冗余备份的手段，典型技术是硬盘结构上采用视频服务器双机镜像结构、主备数据服务器、主备播控机，软件技术则包括系统的自动监控技术、主从自动同步技术等。

2.全硬盘播出系统的优势

2.1 优越性

随着一些关键技术如压缩编码、RAID技术宽带光纤网等的日益成熟，硬盘自动播出进入视频领域已成为现实，硬盘自动播出从根本上改变了电视台传统的播出形式，其特点如下：

(1)它采用了数字的处理和存储方式，信道传输特性甚优，多次重播的图像质量一致性好；

(2)由于采用了硬盘作为存储媒体，磨损极低，数据可以长期保存和播放，并且不影响播出质量；

(3)图像和声音作为数码信号存储于硬盘，由于硬盘的存取手段适应于多进程实时访问，多个输入输出通道可以同时存取同一或不同数据，实现了资源共享，利用率大大提高；

(4)克服了磁带录像机机械结构维护困难、费用高、可靠性差等长期困扰电视技术工作人员的问题；

(5)节目录入、播出节目单编排完成后一般无需人为干预，自动化程度高，大大提高了播出的精确度；

(6)硬盘自动播出的实现平台为服务器，其通用性较好，可以在开放底层接口的条件下灵活地实现各种应用；

(7)系统的内部扩展能力以及外部的扩展能力较好，能够很好地与未来的全数字化、网络化、资源共享的节目编播体系相衔接。

2.2 灵活性和时效性

硬盘自动播出取代了传统的录像机播出，播出节目的数字化、多元化使得对播出过程进行网络化管理成为现实。软件还设定了检查所存储素材的程序，如正常，就显示检查完毕的字样，如有问题，会自动给予提示，极大地降低了停播和错播率。

对于处在不同状态的节目（如：正在播出、定时插播、下一节目待播等）采用了不同的颜色显示，且节目编排实现非线性，播出方式有多种类型如：定时插入、紧跟定时插入和紧跟定时播出等多种播出形式，并可在线修改节目单里的任何位置所要播出的节目，极大地提高了播出的灵活性和时效性。

2.3 安全性和稳定性

播出机房负责节目的安全播出，以前经常出现磁带制作问题、节目串联误差、台外微波、光纤线路中断等意外事故。出现这些情况时，为了避免劣播、停播，需要应急插播合适的画面，以保证播出的不间断。

采用传统的方式启动录像机并切出活动的画面需要一系列如启动、挂带、走稳等诸多操作环节，至少需要5～10秒钟的时间，这对于分秒必争的电视播出影响极大。而采用硬盘自动播出则可以在极大程度上避免类似事故的发生。

在硬盘中所存储的信号不但可以反复无数次地播出，并且能够保持同样的质量，从而避免了因磁带多次播出而造成的磁头磨损和磁粉脱落，使得播出的信号出现衰减和伤化，影响播出信号的质量。

为此，硬盘自动化播出所提供的循环播放清晰的视音频信号可以作为应急的插播信号源，若播出中出现故障，可以在第一时间内即插即用暂时接替正常节目的工作，使工作人员有时间排除故障而不中断播出。

另外，也可用于常见的正常插播情况，当有些节目要求准点播放，如新闻、节目预告、直播晚会等，要求临时插播如广告、通知或宣传形象片内容时，因所需的插播时间短，若使用传统的录像机播出，易出事故，而硬盘自动播出可以在任何情况下，随时插播指定节目。

硬盘自动播出系统要求节目切换点平滑、海量的存储器，要求应用于播出的计算机处理、硬盘存储等技术高，因此硬盘自动播出系统的应用必须配备硬盘服务器的主备机及热备份方式。

在实际应用中，要充分利用现有设备资源，提高设备的使用效率，为了省去操作上每换一种应用程序就要倒换设备的视音频连接线所带来的频繁更换的麻烦，可以利用一台视音频矩阵来连接输入、输出的各路信号。

我们将全部设备的输入、输出视音频信号线均接到矩阵的输入、输出接口，通过矩阵来遥控设备的断通，将矩阵中每个所需切换的交叉点状态分别连接到各个相对应的功能键上，使用时根据需要选中相对应的功能键即可连通相关的设备，从而避免了因倒换设备视音频连接线及控制线所带来的不安全因素和麻烦。

3.硬盘自动化播出的原则

3.1 安全、稳定原则

在选择软件上必须具备六项主要功能：一是主播、备播服务器能同步播出，并互为热备份；二是可以编排多天的节目，同时具备离线编排、在线刷新、自动检测功能。

能具备时钟、台标、角标和左飞或上飞字幕同时插播功能，并且在播出时要相互独立，互不影响；三是有人工播出、自动播出、顺序播出、定时播出、跟随播出、节目垫播等播出方式；四是能支持多种视频文件格式的直接播放，具有音量自动均衡控制、立体声功能，左右声道转换方便；五是能够实时记录播出日志，具有日志查询功能，智能统计播出时长及节目总长；六是播出节目清晰流畅，能达到广播甲级标准。

3.2 先进性、实用性、经济性原则

我们应在保证系统先进、可靠和高性能价格比的前提下，通过优化设计，要根据自身实际状况，做到量体裁衣，合理取舍，因地制宜的配置设备，才会收到事半功倍的效果，才能实现经济效益和社会效益的双赢。

3.3 扩展功能原则

在设计硬盘播出系统时，要立足现在放眼未来，应该为今后系统功能的升级和扩展，留有足够的空间。整体大框架的构成和接口，要为相应系统设备的增加，留有充足的可扩展余地。在满足当前社会进步和经济发展需求的前提下，从宏观上，要为将来增加播出频道以及电视业务的扩展和电视台的发展，做好长远规划。

4.全硬盘播出系统的维护

硬盘播出系统的维护最大特点就是对数据、网络的维护和管理。包括系统硬件、软件的维护和对系统的报警处理。结合实际使用情况，谈几点维护体会和认识：

4.1 基础维护

首先，坚持日常巡检。播出技术人员每天定时对各种服务器和相关设备进行有序巡视和检查，通过对设备面板的状态指示灯来观察设备运行情况，风扇、电源模块及镜像磁盘的工作状态。

其次，常规维护不可少。常规维护包括定期进行设备的除尘，尤其是风扇过滤网、散热片及外漏的缝隙、设备外表等。在盛夏酷暑、室内温度高、机房环境条件又不是很理想的条件下，特别注意其良好的散热，包括各工控机的过滤网和风孔。可根据电源、风扇等的封闭性程度的大小和机房环境的变化，来制定除尘维护的周期。

4.2 视频服务器的维护

由于视频服务器的磁盘阵列需要频繁进行读写，磁盘出现逻辑错误和物理坏道的机率大大增加，而且RAID系统只容许一块硬盘失败，当两块硬盘都失败时，整个RAID阵列的数据会全部丢失，带来短期内无法弥补的损失。所以，对于我们来说，硬盘阵列的每一块硬盘的状态必须时刻得到密切关注。在服务器报错时，主要进行以下操作：

通过查看面板菜单项来判断报错信息提示，如果一块硬盘报为“stop”，则需要手动重启此块硬盘。因硬盘只有36G，数据恢复时间大约40分钟。

如果上述方法无效，就需要对此块硬盘进行格式化后再重建，由于在线重建，系统的编解码和素材迁移工作正常进行，重建效率降低，对于36G硬盘重建工作大约要进行4个小时。如果离线重建，大约需要2个小时。

如果仍不成功，就需要更换硬盘，重做以上工作。格式化可以对整个磁盘阵列进行。对于MAV-70XG工多个磁盘格式化后，素材的恢复大约要一天半时间。