扬州电视台高清频道文件化备播系统设计

2014-07-02徐有聪

电视技术 2014年24期

关键词：主干高清服务器

徐俭，马春，徐有聪

（扬州广电传媒集团（总台）制播技术中心，江苏扬州 225009）

扬州电视台高清频道文件化备播系统设计

徐俭，马春，徐有聪

（扬州广电传媒集团（总台）制播技术中心，江苏扬州 225009）

从备播系统总体方案、接口软件及自动备播流程、文件化送播操作流程、高清播出内容管理系统软件等方面，总结和介绍了扬州电视台高清频道文件化备播系统设计与应用情况，实现了高清频道播出内容备播流程的文件化和自动化，同时对备播流程进行全程实时监控。

高清播出系统；全台网主干平台；接口软件；文件化备播；播出二级存储系统；高清播出内容管理

在全台网环境下，扬州电视台高清频道文件化备播系统通过全台网主干平台与高清新闻非编网、高清媒资网、高清广告包装网完成文件级互联互通，将高清电视剧、高清自制节目、高清广告等待播节目素材MXF文件和元数据XML文件从高清新闻非编网、高清媒资网、高清广告包装网自动迁移到高清播出系统的播出二级存储系统和播出数据库中，并对播出二级存储系统中节目素材文件进行MD5校验、自动技审和人工软审查看，再依据节目单以及备播策略，通过文件迁移执行服务器，将播出二级存储系统中节目素材文件迁移至一主二备播出视频服务器中待播，实现了高清频道播出内容备播流程的文件化和自动化，同时对备播流程进行全程实时监控。

1 备播系统总体方案

1.1 备播系统主要部件

备播系统主要包括全台网主干平台备播缓存系统、文件迁移接口服务器、USB摆渡/接口服务器、USB摆渡/入库服务器、防火墙、数据摆渡网闸、文件迁移执行服务器、播出二级存储系统、播出数据库、MD5校验服务器、自动任务生成服务器、自动技审服务器、人工软审工作站等部分。

1.2 主干平台互联方案

在全台网环境下，为了满足高清频道高清播出系统文件化备播通道需求，高清播出系统通过2台防火墙和2台USB摆渡服务器连接全台网主干平台，高清播出系统核心交换机通过防火墙与主干平台核心交换机进行互联，高清新闻非编网、高清媒资网（含高清电视剧缩编网）、高清广告包装网通过统一接口接入主干平台，实现高清播出系统通过主干平台与高清新闻非编网、高清媒资网等系统的文件级互联互通，迁移传输的内容有节目素材MXF打包文件、元数据XML文件、互联消息和流程监控信息[1-2]。为了提高网络安全性和素材迁移效率，采用节目素材MXF文件（实体数据）与元数据XML文件、消息分开传输，节目素材MXF文件经防火墙通道传输到播出主二级存储系统，元数据XML文件和消息经USB摆渡通道并自动注册到播出数据库。主干平台互联方案网络拓扑结构示意图如图1所示。

图1 主干平台互联方案网络拓扑结构示意图

接口系统由1台USB摆渡/接口服务器、1台USB摆渡/入库服务器和2台防火墙组成，USB摆渡/接口服务器部署在高清播出系统外网接口处，与主干平台直接相连。主干平台文件迁移接口服务器配置有MD5校验程序模块，用于在推送节目素材MXF文件时生成MD5码的XML文件。USB摆渡/入库服务器和4台MD5校验服务器部署在高清播出系统内网接口处。

2台防火墙采取双机热备且负载均衡，每台防火墙吞吐量不小于6 Gbit/s，提供8个千兆接口，支持链路聚合，输入、输出端都用4个千兆口聚合后提供不低于3 Gbit/s的通道带宽。

USB数据摆渡系统由全台网主干平台文件迁移接口服务器、接口程序与2台USB摆渡服务器和消息机制组成，通过私有程序实现节目素材MXF文件对应的元数据XML文件在高清播出系统与高清新闻非编网、高清媒资网等系统之间的双向安全交换传输以及播出外网和播出内网之间的消息传递，实现节目素材元数据由打包推送环节自动继承、导入到播出数据库，实现文件化送播的节目素材在高清播出系统的自动注册，且备播系统也支持手动注册节目素材。

USB数据传输通道采用USB2.0标准，能够切断TCP/IP网络连接，阻止利用网络协议传播的各种木马病毒，数据传输通道带宽可达30 Mbit/s。

1.3 点对点互联方案

文件化备播优先使用主干平台互联方式，同时高清新闻非编网、高清媒资网还通过数据摆渡网闸等安全设备经高清播出系统核心交换机与播出二级存储系统之间构建了文件直送应急备份通道，实现点对点方式互联，用于应急备播流程，只传输节目素材MXF文件，元数据采取在播出环节由人工注册到播出数据库，完成节目素材文件化应急备播。

极端情况下，高清新闻非编网、高清媒资网采用应急介质直接送播。

2 接口软件及自动备播流程

2.1 接口软件

1）ServiceTaskMonitor，在后台逻辑层面处理接口的各种消息。

2）ClipTaskServer，分发素材迁移任务。

3）TransferClip，素材迁移执行。

4）Interface，查看素材迁移状态。

5）MyIntegration，MD5校验。

6）BCInterface，播出系统对外接口，包括3个接口：素材入库请求接口（ImportAllowService）、素材迁移接口（FileVerifyService）、元数据导入接口（MetadataIm⁃portService）。

7）ImportAllowService，接受导入允许请求，功能上不做任何操作，只是为了配合主干平台送播流程，生成消息，发送到ImportAllowQueue消息队列，ServiceTask⁃Monitor取得消息后，通过回调函数调用Sobey接口返回调用结果。

8）FileVerifyService，迁移素材并作MD5校验，接受迁移素材请求后，发送消息到FileVerifyQueue，Servi⁃ceTaskMonitor取得消息后，写素材源名称、逻辑ID到 t_PrepareTrans表。ClipTaskServer取得此信息后，分发给T_TRANSTASK表，由TransferClip执行迁移操作，迁移完成后，注册数据库中t_FMBTasks表，由MD5程序作MD5校验后从迁移缓存迁移到目的地址，写Verify⁃CallBack队列，ServiceTaskMonitor读取此信息，通过回调函数调用Sobey接口返回迁移结果。

9）MetadataImportService，元数据导入，将素材信息注册到数据库。生成消息发送到MetadataImport消息队列，ServiceTaskMonitor读取消息，并进行数据库注册，完成后发送消息到MetadataImportCallBack队列，MetadataImportService接受消息，并通过回调函数调用Sobey接口返回注册结果。

2.2 素材入库软件执行流程

图2所示为文件化备播系统素材入库软件执行流程，其中（9）为注册t_PrepareTrans，（10）为轮询t_Prepa⁃reTrans并分配任务，（11）为注册T_TRANSTASK，（12）为素材迁移，（13）为迁移完成后注册t_FMBTasks，（14）为轮询t_FMBTasks并进行MD5校验，（15）为MD5校验反馈。

图2 素材入库软件执行流程示意图

2.3 备播数据交互流程

主干平台与高清播出系统之间备播数据交互流程示意图如图3所示。

图3 主干平台与高清播出系统之间备播数据交互流程示意图

扬州台高清频道文件化备播系统数据交互流程为：

1）高清新闻非编网、高清媒资网打包生成播出格式的成片备播节目素材MXF文件后，送播人员通过主干平台送播客户端程序调用该MXF文件并暂存到主干平台备播缓存区，手动填写相关元数据，生成与MXF文件对应的元数据XML文件，通过主干平台ESB将备播申请消息通知到文件迁移接口服务器。

2）主干平台文件迁移接口服务器定期扫描主干平台备播缓存区，同时获取ESB备播申请消息，生成备播申请消息XML文件和节目素材的MD5码XML文件，与节目素材的元数据XML文件一道由USB摆渡/接口服务器摆渡到USB摆渡/入库服务器。

3）USB摆渡/入库服务器接收到XML文件，解析后导入高清播出系统数据库，并发起节目素材MXF文件迁移任务。

4）由主干平台文件迁移接口服务器启动FTP服务，从主干平台备播缓存区将节目素材MXF文件经过网络传输迁移至播出主二级存储后，MD5校验服务器对MXF文件进行MD5校验，重新计算一次MD5码，如果计算值与XML文件中含带的初始值一致，则算通过MD5校验，表示文件在迁移过程中没有变化，本次迁移成功。高清MXF文件MD5校验速度约为1.2倍速。若未通过MD5校验，则通知送播人员重新打包、传输。

5）入库服务器读取元数据XML文件中的相关素材信息，写入播出数据库，完成节目素材注册入库，节目素材MXF文件从高清播出系统外网到内网的迁移过程结束。

6）节目素材MXF文件迁移到播出主二级存储后，播出内容管理系统技审调度程序会分配技审任务给技审服务器，对进入主二级存储的MXF文件进行自动技审和人工软审查看，高清MXF文件自动技审速度约为1.2倍速。技审和软审通过的MXF文件将被文件迁移执行服务器从主二级存储迁移到1主2备视频服务器、备二级存储，至此完成节目素材自动备播流程。

2.4 文件化备播过程监控

对节目素材文件化备播过程进行实时监控和立即告警，记录备播状态及错误信息，可对执行错误的备播任务按步骤进行重置执行：1）MXF文件从主干平台备播缓存区传输到二级存储过程；2）素材注册到数据库过程；3）素材自动技审过程；4）素材从二级存储迁移至视频服务器过程。

3 文件化送播操作流程

3.1 高清新闻非编网向高清播出系统送播

首先确认非编站点处于高清编辑模式，高清新闻非编网成片自制节目推送到高清播出系统的文件规定为高清格式编码的MPEG-2 IBP 50 Mbit/s码率、MXF封装的文件。具体操作为：

1）故事版制作并校对完成后，在故事版第一帧画面前加上10 s彩条和10 s黑场。

2）在故事版打开的状态下选择故事版输出到文件，如图4所示，点亮V、A1、A2按钮，选择打包格式为预置好的MXF-HD。

图4 填写文件名并选择路径界面（截图）

3）如果格式下拉选单中没有MXF-HD预置项，则可在高级设置中增加一条格式项，其参数如图5所示。

图5 高清新闻非编网成片推送打包格式界面（截图）

4）点击文件名输入框右侧的画幅调整按钮，出现画幅设置窗口。扬州台规定所有高清节目除高清电视剧和高清综艺节目之外都使用默认左右切边的下变换方式（AFD值为1001）。

5）写文件名，其规范为[高清]开头+节目名+日期或集数。

6）选择文件输出路径为I盘。

7）通过IE浏览器打开主干平台BS界面，点击收藏夹中的主干推送页面，出现主干统一登录界面，填写用户名和密码，登录系统。

8）点击BS迁移选项。

9）选择去新播出，选择待迁移文件，正确完整地填写元数据信息。

图2为不同添加量FeCrBSi对304L不锈钢试样显微组织的影响．从图2可以看出：当FeCrBSi添加量为1%时，孔隙较多不规则，且大都分布在晶界处，这是由于烧结试样中液相量较少导致的；随着添加量的增加，液相在晶界处、气孔-晶粒边界处及颗粒接触处迅速发生扩散，孔隙由不规则形状逐渐球化且孔隙度明显减少，晶粒开始长大；当FeCrBSi添加量增大到7%时，孔隙进一步球化，但晶粒出现异常长大的现象，表现为大晶粒吞并小晶粒，显微组织粗化．

10）点击“任务提交”按钮，返回任务发起成功。

11）任务发起成功后，点击“素材迁移流程监看”按钮，可查询流程进展情况。

如图6，可查看具体流程条目，右侧“当前步骤”栏中如果出现“结束”字样，表示高清播出系统已经成功接收该文件。双击某个流程条目，可以查看该条流程的详细执行步骤，如图7所示。

图6 送播流程状态查询界面（截图）

图7 送播流程详细执行步骤查看界面

3.2 高清媒资网向高清播出系统送播

1）高清电视剧由责任编辑在高清电视剧缩编网用文件方式上载高清格式编码的MPEG-2 IBP 50 Mbit/s码率、MXF封装的文件，上载介质为高清蓝光盘。

2）将上载完成的高清电视剧素材文件提交到媒资。

3）对提交成功的电视剧素材文件进行技审、编目、审核等流程，编目时应在每集电视剧文件名后加上“（高清）”字样。

接下来的备播流程是在高清播出系统内部利用播出内容管理系统软件对迁移到高清播出系统的成片自制节目、电视剧MXF进行自动技审、人工软审和播前审看，参见图8。

图8 节目素材文件审核流程示意图

3.3 自动技审与人工软审

1）迁移结束后，播出内容管理系统自动生成文件技审任务，启动对MXF文件的自动技审。

2）自动技审程序读取二级存储系统中的节目素材MXF文件，对视频黑场、静帧、彩场、彩条及音频静音、爆音、声音丢失、音频过高、音频过低等错误和AFD信息、MXF文件格式、视音频码率数、音频通道数等进行检测和报警，报警阈值可调。

3）自动技审结果和报警信息保存到播出数据库中，并对异常技审结果进行报警，如图9所示。

4）人工通过软审工作站对二级存储系统中的节目素材MXF文件进行软审解码审片，同时查看其技审结果，确认报警信息所报问题。

图9 自动技审结果查看界面（截图）

3.4 播前审看

人工通过播前审看软件在播出前对待播节目单中新迁入视频服务器中的节目素材进行自动快速解码预览，确认待播节目素材在视频服务器中准备情况和播出效果，保证播出安全，预览方式可通过软件配置来选择整条或头段、中段、尾段等。

4 高清播出内容管理系统软件

4.1 素材管理

如图10所示，素材管理软件界面可对素材进行查询、修改素材信息、生成迁移和技审任务、删除等操作，实现二级存储系统、播出视频服务器群分级存储管理。基于数据库系统，素材管理软件可按照预定策略对二级存储系统、播出视频服务器群中的素材进行自动同步、迁移、回迁、删除等操作，有权限用户也能手动删除素材。素材迁移策略是以播出节目单为核心，使节目素材在二级存储系统和播出视频服务器之间有序迁移。素材管理界面分为查询、回收站、一致性等子页面，通过自动比对主备二级存储、1主2备视频服务器5个存储节点的节目素材文件，可在一致性页面对空壳及不一致素材作一致性恢复处理。

图10 素材管理软件界面（截图）

4.2 任务监管

任务页面主要显示通过界面手动提交的和自动任务生成自动提交的迁移、技审、删除任务，如图11，任务页面左边是查询面板，右边是任务列表，可重置任务、删除任务、对任务进行优先级设置。选中技审任务时，右下的面板中将显示素材的AFD信息等技审结果信息。

图11 任务管理软件界面（截图）

4.3 管理中心后台

播出内容管理中心后台CentrumAdmin软件是内容管理系统的核心后台模块，所有其他模块都必须与管理中心后台连接，受其控制和支配，如图12所示。

图12 管理中心后台软件界面（截图）

启动管理中心后台程序后，点击“刷新”按钮将显示当前连接的所有其他后台程序。如果某后台程序没有显示，则说明该程序已经与管理中心断开连接。管理中心后台程序上有2个右键选单“启动”、“停止”，用来启动和停止后台程序。

4.4 插件容器

插件容器ArseContainer软件是用来放置后台插件的后台容器，可以根据配置文件将任务容器、FTP迁移、迁移调度、技审、技审调度等后台插件集成到一个容器中。

4.5 任务容器

任务容器TaskStorage软件用来从播出内容管理中心收集迁移、技审、删除等所有任务。

4.6 迁移调度

迁移调度FtpDispatcher软件从任务容器取得迁移任务，然后分配给各个FTP迁移Actor（迁移执行者），可根据任务分配策略解决任务下发的负载均衡。迁移调度FtpDispatcher依据播出节目单按照事先设定的迁移策略实现二级存储系统、播出视频服务器之间素材迁移传输，对迁移任务进行统一管理，必须正确配置迁移调度配置文件中的迁移通道。迁移调度支持集群式工作方式，可以配置多个迁移调度软件FtpDispatcher来提高调度速度，并通过增加FTP迁移Actor来增加文件迁移速度。可配置素材自动迁移策略，可手动修改素材迁移优先级，可手动进行素材迁移操作。

4.7 FTP迁移

FTP迁移Actor软件用来执行迁移调度分配的迁移任务，可以配置多个迁移Actor来提高迁移速度。

4.8 技审调度

技审调度FcvsDispatcher软件用来从任务容器领取技审任务，分配给各个技审Actor。

4.9 技审

技审AvCheck Actor软件用来执行技审调度分配的技审任务，可配置多个技审Actor来提高技审速度。

4.10 自动任务生成

自动任务生成AutoTaskCreator软件用来根据策略自动生成迁移、技审、删除任务，其界面如图13所示。策略执行线程管理软件界面如图14所示。