高清播出整备系统设计与实现

2022-08-15阳建勋

中国传媒科技 2022年8期

关键词：服务器流程自动

阳建勋

[重庆广播电视集团（总台），重庆 401147]

导语

高清播出总控系统是重庆广播电视集团（总台）高清制播体系的最终环节，它涵盖整备、播出、总控、监控等功能系统，对接制播、送播、广告等业务系统，实现了全频道高清化播出。

1. 概述

如图1所示，高清播出整备业务流程跨越送播系统和播出系统，起到了承上启下的重要作用，是确保安全播出的关键环节。在以文件为主要送播方式的高清播出总控系统中，高清播出整备系统主要负责播出节目文件的整备以及节目生命周期的管理，以基于媒资中心的送播系统作为一级存储，节目文件整备进入播出二级存储的过程称为二级整备，节目文件从二级整备到播出视频服务器待播的过程称为三级整备。从系统存储容量设计出发，二级整备根据二级存储的容量设置为15天，三级整备根据播出服务器存储容量设置为3天。

图1 播出体系总体架构

2. 系统

高清播出整备系统，具备全流程整备任务管理、整备任务进程监看、整备故障应急处理等功能，承担了节目文件技术审核、校验、文件化自动备播处理等任务，能够按照播出时间或者其他顺序要求将待播出节目文件整备进入播出系统，在确保节目文件及时到位的同时确保文件合法、正确。

如图2所示，高清播出整备系统由上载、备播（GMP）、策略服务、同步迁移、自动技审、人工复检、头尾审看和提前播等功能模块组成。其中，GMP是整备系统的主体功能模块；同步迁移实际执行播出系统内部所有的节目文件管理任务，包括GMP、策略和上载软件生成的各类节目文件迁移、删除任务，而策略服务主要承担了播出系统内部节目文件的生命周期管理；头尾审看可以对自动技审未通过的节目实现人工审看，可以自动对编播单中包含并且已经迁移到视频服务器上的节目文件进行自动头尾播放，以便确认节目文件的可播性和完整性；提前播则主要部署在卫视频道，可以按照设定提前对整张编播单进行播出控制，以便确认编播单的整体播放效果，若有问题也能够及时发现并解决。

图2 整备系统构成及主要功能

2.1 上载

上载负责实现介质节目的上载功能，主要处置应急上载节目和常态的广告节目上载，分为本地上载和通道上载两种类型，具体如表1所示。

表1

序号功能4支持磁带上载，对同一盘磁带支持批量上载5支持线路上载，支持不定长的线路上载任务（最大上载时长与服务器支持有关）支持通道审片，控制视频服务器的审片通道对服务器中上载完成的节目进行审片操作7 对审片完成的节目，自动提交迁移至二级存储的迁移任务8 对审片完成的节目，发送节目上载完成消息给GMP服务本地上载1控制本机上载通道进行上载操作2控制上载录机进行播放操作3 提供编播单上载功能，以编播单为对象查看未上载节目，并提取生成上载任务6 4支持磁带上载，对同一盘磁带支持批量上载5支持线路上载，支持不定长的线路上载任务（最大上载时长与服务器支持有关）6 支持文件审片，直接播放本地上载完成的节目并进行审片操作7 对审片完成的节目，自动提交迁移至二级存储的迁移任务8 对审片完成的节目，发送节目上载完成消息给GMP服务9 支持节目替换上载功能，按需对已有节目进行替换上载，并在上载完成后通知GMP服务处理

2.2 GMP

GMP负责生成、调度二级整备和三级整备任务，支持查看、查询整备执行情况和状态，可以在需要素材替换上载时发起新节目的三级整备并通知播出控制工作站完成任务。GMP部署在播出系统的备播管理服务器上，分为服务端和客户端，具体功能如表2所示。

表2

序号功能8对完成整备的节目，进行实际节目信息和编播单信息对比，若不一致，可发送节目信息更新的消息，并通知相关工作站9 可接收素材删除的消息，自动触发素材重新整备的动作10支持素材替换上载功能，当收到上载软件发送的替换上载消息，可重新发起新来节目目的三级整备，并在三级整备结束后，发消息通知播出控制工作站GMP客户端1 以天为单位展现各个编播单中节目的备播状态2 接收GMP服务的消息，实时刷新各个节目的备播状态3支持多种条件查询过滤节目4展现关门时间报警等信息5支持手工重试失败任务

2.3 自动技审

自动技审主要针对进入播出系统的节目文件，实现自动技审任务的生成调度，以及文件自动技审任务的实际执行，确保节目文件的封装、编码格式正确且视音频技术指标符合要求，保证所有进入播出系统节目文件的可用性。

自动技审流程由自动技审服务在节目文件完成二级整备后发起，如果自动技审没有通过，则由人工复检生成复检任务，通过人工对相关节目进行复检操作确认节目是否可播，如果人工复检通过，节目可以正常播出，若人工复检没有通过则需要与节目制作部门确认可播性。

3. 流程

如图3所示，二级整备从流程上划分[1]，主要包括送播系统整备（全文件化备播）和介质上载整备（应急上载备播）两种，三级整备主要围绕播出视频服务器做好待播准备展开。

3.1 送播系统整备（全文件化备播）

送播系统整备[2]（全文件化备播）是常规整备流程，根据发起依据的不同又分为依据预播时间整备和依据编播单整备。依据预播时间整备，主要是送播系统将节目文件准备就绪后，调用 “备播就绪通知”接口将就绪节目的相关信息告知GMP，GMP依据节目信息中携带的预计播出时间属性，对15天内预计播出的节目发起二级整备流程。设计这种整备方式，是考虑到频道编单人员一般情况下只会编排几天范围内的编播单，而不会提前15天编排和发送频道编排编播单，因此为了能将15天范围内计划播出的节目尽早整备进入播出系统，增加了依据预播时间整备的方式。对使用预播时间方式整备进播出系统的节目，GMP会将预播时间保存到节目属性中，后续策略服务进行素材生命周期管理时再依据编播单和预播时间两个属性判断节目文件是否需要删除。

不管依据哪种方式发起送播系统整备，主要整备环节都是以GMP为核心进行，同时为了均衡主备二级存储的负载，GMP在进行二级整备时采用了负载均衡的原则，动态分配迁移任务。主要整备环节如下。

（1）GMP通过送播系统提供的“节目详细信息查询”接口，查询节目文件是否可用以及获取节目的详细信息。

（2）送播系统接到查询请求后，如果对应节目不可用，返回节目不可用状态；如果对应节目可用，则返回节目可用状态，同时返回完整的节目信息。

（3）如果送播系统反馈节目状态可用，则：

GMP从送播系统返回的信息中获取节目详细信息，包括节目存储路径、节目物理文件名、节目MD5值、实际时长、入出点、插播点等；

GMP依据获取的存储路径和物理文件名信息提交迁移任务，由同步迁移负责将节目文件从送播系统迁移到播出二级存储；

迁移完成后立即进行MD5校验确认文件是否损坏，如果MD5校验成功，则GMP标识二级整备任务完成，否则标识二级整备任务失败。对失败的任务通过手工重试依然无法成功时，需要联系送播系统排查原因；

二级整备任务完成后（不管是成功还是失败），GMP均要调用送播系统提供的“备播状态反馈”接口将备播结果反馈给送播系统；

二级整备任务成功完成后，GMP在播出数据库中更新获取到的节目详细信息，并作节目进入播出系统的标识，同时对比播出数据库中原有的空节目信息和送播系统提供的详细节目信息，查看如时长、入出点等是否有变更，若节目信息出现了变更，GMP发送节目信息变更消息至播出系统，提示立即进行对应节目信息的刷新操作；

（4）如果送播系统反馈节目文件不可用，则：

GMP定时轮询送播系统，如果对应节目文件进入了送播系统，GMP可以立即触发以上的节目整备流程；

节目文件进入播出二级存储后，标志着二级整备流程结束。

3.2 介质上载整备（应急上载备播）

如图3所示，常态下，除了新闻类和广告，节目制作完成后都应该先提交送播系统，播出系统再从送播系统将节目文件整备进入播出系统，但是由于时间、审片、临时修改等特殊原因，当不能以文件方式通过送播系统整备进入播出系统时，适用介质上载整备（应急上载备播）流程，以应急上载方式提交到播出系统。

图3 主要业务流程

（1）如果待上载的节目已经在频道编排编播单中包含，则需要在上载工作站上选择频道编排编播单中对应的节目，生成上载任务，上载任务可以继承编播单中携带的节目相关信息；

（2）如果待上载的节目属于临时添加的节目，没有包含在频道编排编播单中，则需要在上载工作站上手工添加上载任务后进行上载；

（3）上载完成后，若有需要，可以在上载工作站的节目审核界面进行人工审核操作，以便确认上载节目内容的正确性；

（4）如果在紧急情况下，也可以手工选择将节目文件直接迁移到播出视频服务器（三级整备），不再经过二级存储，如直接录制节目到介质（如蓝光盘）上，对照编播单生成或者手工添加上载任务，由播出系统应急上载并更新节目信息后播出。

上载完成时，若播出库中原有的空节目信息与上载完成的节目信息不一致，将根据节目信息变更消息人工完成节目信息刷新操作。

3.3 三级整备

（1）GMP过滤出3天范围内所有编播单中视频服务器方式播出的节目，然后根据频道查询节目是否存在于对应的视频服务器中；

（2）如果节目不存在于对应的视频服务器中，且节目尚未完成二级整备，则GMP等待二级整备完成后触发三级整备；

（3）如果节目不存在于对应视频服务器中，且节目已经存在于二级存储，则GMP提交迁移任务，由同步迁移将节目文件从二级存储迁移到对应视频服务器中，并检验迁移前后的文件大小；

（4）节目进入视频服务器存储区后，节目的三级整备流程结束。

4. 保障和管理

4.1 节目替换上载

整备流程完成后，由于内容变更等原因，在播出前可能需要紧急重新整备，这种特殊的应用场景可以通过节目替换上载实现，具体流程如下：

（1）在上载工作站查询已上载完成的节目，选择“重新上载”操作；

（2）依据新生成的空素材信息提交上载任务，在上载完成后发送消息通知GMP；

（3）GMP接到消息后，向对应节目添加一个特殊标记，并立即发起对应节目的三级整备；

（4）三级整备完成后，核对节目是否配置特殊标记，并向播出工作站发送节目替换上载消息；

（5）根据收到的节目替换消息，播出系统提示人工完成素材刷新操作，将新上载完成的节目信息刷新到播出编播单中（如刷新物理节目文件名、时长信息等）。[3]

4.2 播出文件的管理

在播出节目文件整备过程中，由于待播节目文件迁移到视频服务器的时间和途径不同，需要通过GMP客户端及时掌握节目文件的整备情况，当整备任务出现错误或者到达关门时间尚未完成整备时，GMP将及时提示人工尽快干预和处理，确保安全播出。

4.2.1 主备二级存储上的镜像管理

根据设定的策略，由策略服务器在系统空闲时段提交镜像任务，完成广告、节目等在主备二级存储上的镜像拷贝。[4]

镜像策略包括如下策略：

（1）主二级存储→备二级存储镜像策略：将主二级存储存在但备二级存储上不存在的节目或广告文件镜像拷贝到备二级存储上；

（2）备二级存储→主二级存储镜像策略：将备二级存储存在但主二级存储上不存在的节目或广告文件镜像拷贝到主二级存储上。

4.2.2 播后各个存储区上节目文件的管理

根据设定的管理策略，由策略服务软件定期从视频服务器存储以及二级存储中删除，具体的删除策略如下：

（1）二级存储素材删除策略：主要目的是删除主备二级存储上15天范围内不再播出的节目文件拷贝；

（2）视频服务器素材删除策略：主要目的是删除各个视频服务器上播放完成且未来3天范围内不再播出的节目文件拷贝。

4.2.3 自动技审相关策略管理

（1）针对主备镜像的二级存储，仅进行一次自动技审，具体是指在通过主镜像存储区的自动技审后同一节目即标记为技审通过，不会对此节目在其他存储区的拷贝再次进行技审。

（2）自动技审/人工复检流程和三级整备流程是并行流程，相互之间不会有影响。

4.3 系统状态监看

系统监控的总体架构采用分级、分布式监控的模式[5]，即设计为监控代理（负责将各种设备信息翻译成SNMP协议信息并提交采集服务器）—监控采集—监控汇聚（汇总、处理监控信息并采集不同的报警，对不支持SNMP协议的设备则通过监控代理来间接实现监控信息的获取）的形式，在实现系统间松散耦合的同时负责系统内部设备、信号、软件、数据库、网络等资源的工作状态监控，下设若干监控代理，实现对不同类型、不同数量监控对象监测数据的采集和控制。

对整备系统的监控，主要是通过GMP客户端实现，以天为单位对待整备节目进行组织，统一查看每天所有频道节目的二三级备播状态，如果出现整备错误或者关门报警，将在C/S界面上及时给出提示，人工根据提示信息进行必要的重试或者错误排查工作，如果确认问题原因是来自播出外系统，则需要及时联系外系统进行处理，或者联系频道节目编排人员修改编播单编排，同时可以人工更改节目的审核状态，便于后续查询处理。