天津电视台播出系统视频服务器的在线改造分析

田晓亭

摘 要 随着电视频道高清化的普及，全频道高清播出已经成为现阶段电视台播出的趋势，天津电视台也逐步实施高清化播出。由于全天候的大负荷传输和存储，促使播出系统全面改造升级。现就播出系统中的视频服务器系统的在线改造心得与大家分享。

关键词 视频服务器；电视台；播出系统；升级改造

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 2096-0360（2018）04-0039-03

1 改造前视频服务器概述

天津电视台播出系统核心设备视频服务器采用主+备+第三备的模式。备播系统将所有播出素材集结制作成次日播出节目单，播出系统接收节目单，同时素材传送到播出二级存储中，通过策略将素材按照节目单迁移到不同频道的播出视频服务器和第三备视频服务器中，全部拷贝成功后进行素材头尾审看。次日播出软件调出节目单后，播控工作站按照播出节目单完成播出任务。当主视频服务器出现异常时，通过二选一切换到备视频服务器。当主、备视频服务器都出现问题时，用切换台切至第三备服务器，有效地提高了播出安全性。

原播出系统共配备21台视频服务器，19台OMNEON 5000系列，2台OMNEON 7000系列视频服务器，完成2个高清频道、10个标清频道的24小时主、备路信号和9个标清频道的第三备信号及高清、标清两组延时播。

OMNEON 5000系列视频服务器内置8块SATA 500GB硬盘，采用RAID技术，设置为6+2，即有6块数据盘，2块校验盘，允许同时2块硬盘损坏而不影响数据。总存储容量3TB，安全可用空间2.4TB。2个编解码插槽，根据需要配备模块。我台选用3种型号编解码模块：5221，5321，5501。5221为标清模块，编、解码双功，可以上载、播出；5321模块为编、解码双功，通过设置只能采集或播放标清或高清一类素材，可用于全高清、标清频道使用；5501模块为解码模块只用于播放，自带上下变换功能，高、标清素材能同时播出，可用于高标清混播频道使用。

2 改造前视频服务器瓶颈

2.1 性能瓶颈

视频服务器已不间断工作7年，服务器已停产，市场上备品、备件不足，一旦出现硬件故障将增加维修难度，使安全播出存在隐患。

在高清化的趋势下，服务器性能存在不足，经测试同时运行两个高清频道FTP传输率低；视频文件大，播出中偶尔会出现死机现象。

4台标清视频服务器只能放弃，影响到6个频道的播出。

2.2 存储容量瓶颈

播出系统二级存储，可用空间37TB，安全可用空间30TB。存储12个高清频道4天的节目已满载，带宽400 Mbit/s，将无法胜任全高清素材，多设备的同时读写，不能展现近线存储优势。

2.3 带宽瓶颈

服务器实测网络传输带宽为25～30 Mbit/s，一个高清频道24小时的播出节目需要传输约6个小时，标清频道需要1.8小时。如果节假日同时提交2～3天节目单时，服务器将疲于素材拷贝，降低性能。现有频道均为24小时播出，所需素材量较大，已经常有素材堵塞现象。

3 升级方案的设计思路

综合考虑各高清频道的需求，新建一套完整的高清播出系统，并利用原有可用的视频服务器，有效解决系统瓶颈问题。

3.1 备份调整

天津电视台播出系统继续采用主+备+第三备的模式，但第三备视频服务器采用異构方式，直接使用备播系统播出服务器、播出软件，调用备播资源。虽然播出质量不及广播级视频服务器，但可以为播出系统异常、软件异常或视频文件格式无法读取等特殊情况应急，同时节约成本。

3.2 存储性能调整

系统采用EMC Isilon作为播出二级存储，3+2结构，有效空间216TB，可存储10 000小时素材（即：12个频道24小时全高清素材34天），带宽2 500 MB/s（可满足30台视频服务器并行全速读写）。购买6台OMNEON 7000视频服务器，内置4块SATA 4TB硬盘。RAID技术，设置为3+1。允许1块硬盘损坏而不影响数据。12TB有效容量，网络有效带宽实测70～90 MB/s，传输一个高清频道24小时的播出节目需要约2个小时，标清频道只需要36分钟。2个编解码模块，每块7100模块有2个通道，每个通道可以独立输出同一个素材不同格式的SDI信号。硬件的提升，完全满足12个高清频道的需求。

3.3 按需调整

为了在保证安全播出的同时，兼顾不重复投资。系统采用8组视频服务器完成12个频道主、备两级播出，每组服务器分主、备两台，主服务器完成主路播出及提前审看功能，备份服务器完成备路播出及应急上载功能。这样既保证安全播出，又保证应急上载素材及时上载到所需服务器中。

4 改造中面临的难题

系统改造提升不能影响原系统的正常运行，保障正常播出、平滑过渡，因此，需要新的视频服务器能够实现快速在线替换。同时，为了节约改造成本，需要对原有服务器进行利旧。充分考虑影响系统改造的各项因素，研究改造工作的每个细节，确保在安全播出的前提下，做好提升改造。

5 升级实施

5.1 前期准备

核准系统图纸、规划线号及IP地址、规划服务器布局。

新设备调试和上架。

铺设系统视频线、同步线、控制线、网线。

5.2 视频服务系统的具体实施

5.2.1 第三备实施方案

增加5台备播视频服务器及2台播控机。设置每台视频服务器2个播出通道，通道可输出高、标清，可进行上下变换输出。

添加备播策略，当编辑人员提交节目单时，同时产生备播二级向备播视频服务拷贝素材的迁移

策略。

提前做好素材迁移、播出测试。

依频道需求将备播第三备信号直接替换已有的播出系统第三备信号，送入各频道端子板，经频道视频分配器送频道主、备切换台，实现第三路信号的备份。

5.2.2 播出视频服务器实施方案

搭建播出平台，对设备进行组网调试。用万兆以太网交换机将二级存储、视频服务器，数据库服务器，接口服务器，迁移服务器，播出控制机等相连。

视、音频系统的搭建与调试。

配置视频服务器管理机，视频服务器入网。连接视频服务器对应网口，使用服务器工具软件monitor来找到设备模块并初始化设置IP。5000系列两个网口在主机板上Host0、Host1，因此会搜到两个IP地址。7000系列每个编解码模块一个网口，根据实际所配置的编解码模块，搜到对应的板卡IP地址进行修改，通过管理机页面进行IP地址的进一步设置。

进入管理机Configuration设置服务器名称及其他属性，并创建磁盘阵列。Player Configuration中按计划设置通道名称、VDCP端口和通道编解码的视音频参数属性，通道模式：播出/上载/播出上载；端口：高清/标清；上、下变换方式：Anamorphic；素材存储目录等。

进行基于视频服务器的各种软件修改及调试，如播出、上载、延时播出软件等。

进行素材各服务器间互迁调试，提前迁移播出素材进行播出调试。图1为在线改造后的系统图。

6 升级经验分享

6.1 分批升级

部分频道高清化升级后，其他频道可以直接使用已经替换下来的频道资源进行硬件高清化改造，替换下来的视频服务器进行提前入网调试，迁移、播出测试，频道硬件升级完成后，频道开播日按照预案进行视频信号的对外切割。

个别频道因条件所限，需要原地转网。改造工作分硬件和软件两部分。对于硬件板卡，原地改造的频道一般都具备高清硬件条件，在改造当夜进行板卡、切换台等高清设置调试。

频道开播日将第三备信号通过跳线切出作为播出信号保证播出，然后按照预案进行软、硬件替换、配置，替换上新播出控制机接入新系统网线、控制线等，测试软件正常后视频信号对外切割。

6.2 视频服务器必须升级为最新版本

管理机软件及编解码板卡固件不能使用出厂版本，必须更新版本，否则有可能会导致管理机无法识别编解码板卡，或出现素材播出异常。播出中曾经出现用7000视频服务器上载的素材，用5000系列服务器播出时出现声画不同步现象，原因为固件版本低，进行固件升级后素材播出恢复正常。

6.3 下变换、上变换方式采用变形

上、下变换方式在视频服务器中设为Anamorphic，避免了素材添加AFD信息耗时、易错等问题，同时提高了收视品质。

6.4 多源播出备份

播出中曾出现某素材前10秒播出正常后面全部为黑场现象，切第三备有效的保证了播出安全。经查此素材不符合MXF的封装格式标准。此文件可以在7000系列服务器中正常播放，5000系列服务器由于采用不同的编解码硬件，所以播放时异常。

7 总结

在线升级视频服务器系统存在实施时间短，新旧设备并存，系统复杂等难点，因此前期准备工作十分重要，不光要充分考虑现场可能出现的问题，提前做好新设备的调试，制定升级改造方案，还要制定快速恢复方案，以防止突发情况出现。

参考文献

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