电视播控系统软件及服务器设计方案

 论文栏目:设计方案论文     更新时间:2019/2/12 17:06:55   

摘要石家庄广播电视台目前共有4个自办频道,2014年在原有标清播出系统基础上将新闻频道升级改造为高、标清同播频道。本次项目将新建5个高标清同播频道,搬迁1个高、标清同播频道,实现4+1+1播出模式,即4个播出频道,1个扩展频道,1个备播频道。系统设计需要满足5个频道每天24小时各自的新闻、电视剧、文艺专题、直播等交叉播出。

关键词电视播控系统;服务器设计方案;石家庄广播电视台

1软件设计方案

播出系统预留与节目制作网互联接口,节目播出信号除总控矩阵信号调度外,其余均来自节目素材上载。播出系统包括节目整备子系统、播控子系统、监控平台。整备子系统具有整备管理,节目单编辑,节目迁移,自动技审,人工复检,上载/审看功能,负责对迁移至播出系统的素材进行技术审核和文件化自动备播工作;播控子系统具备节目单编辑,自动播出控制功能,同时播出系统支持多种途径进行节目内容的对外发布。监控平台可对整个播控系统进行信息采集,汇聚分析,最终完成信息展现,可以对硬件、软件,流程等进行整体监控。

2网络及安全交换设备规划方案

系统网络采用星形架构设计,配置2台核心交换机,4台接入交换机,1台字幕系统交换机和1台冷备交换机。2台核心交换机之间采用万兆光纤堆叠,共享背板带宽。所有接入交换机和字幕交换机通过千兆光纤上行接入核心交换机。迁移服务器、自动技审服务器、二级存储、视频服务器等通过千兆网线接入核心交换机,其余设备通过千兆网线接入交换机。播出核心交换机采用2台H3C10508-V竖式插槽设计交换机,该交换机提供不间断转发、不间断升级、优雅重启、环网?;さ榷嘀指呖煽考际?,在提高生产效率的同时,保证了网络最大正常运行时间。

3视频服务器设计方案

3.1视频播出服务器

播出视频服务器采用6台哈雷公司单机播出视频服务器,该视频服务器将4个视频通道,千兆以太网传输,3+1RAID存储系统集成到一个1RU的机箱中,其对外提供的FTP带宽可达100MB/S,使用专用的UNIX操作系统,无系统硬盘设计免受病毒干扰,机箱设计为双电源,所有配件冗余设计,支持热插拔,更换无需关机,双CPU分别处理IP和IO。视频码流采用MPEG-2编码压缩,码率可调,支持最短25帧的素材播放,支持精确到帧的播放切换和精确到帧的节目间插播。独有的RAID重建系统,全线播出的情况下重建恢复时间小于3小时;突然断电后整个系统启动时间小于1分钟30秒。1)播出视频服务器通道设计。6台播出视频服务器共计提供24个视频通道,其中:12个解码通道,12个编解码通道。具体通道分布情况如下。播出视频服务器-1提供3个解码通道负责频道1主路和频道2备路播出及视频服务器审片,提供1个编/解码通道负责1路应急录像机信号上载。播出视频服务器-2提供3个解码通道负责频道4主路和频道5备路播出,预留1路应急信号上载;提供1个编/解码通道负责1路视频服务器审片。播出视频服务器-3提供3个解码通道负责频道6主路和垫片备路播出以及视频服务器审片,提供1个编/解码通道负责1路应急录像机信号上载。播出视频服务器-4提供3个编解码通道负责频道2主路和频道1备路播出,以及视频服务器审片,提供2个编/解码通道负责2路应急线路信号上载;(其中1路应急线路信号上载通道和审片通道为同一块板卡的输入输出通道)。播出视频服务器-5,提供3个编解码通道负责频道5主路和频道4备路播出,以及视频服务器审片,提供1个编/解码通道负责1路应急线路信号上载。播出视频服务器-6,提供3个解码通道负责垫片主路和频道6备路播出,以及视频服务器审片,提供1个编/解码通道负责1路应急线路信号上载。2)播出视频服务器容量及带宽设计。视频服务器存储高清媒体文件采用视频50Mbps,嵌入音频6声道、48kHz采样,24bit量化,高清素材码率约为50+48×1000×24×6/1024/1024≈56.6Mbps。6台主备视频服务器,负责5个频道主播出,单台视频服务器配置4块4TB硬盘,采用RAID5技术,有效存储容量为12TB,按照80%水位线计算为9.6TB。则单台视频服务器可存储的节目时长为9.6/(56.6Mbps×3600s/8/1024/1024)≈395小时。单台视频服务器最多负责2个频道播出,单台视频服务器的素材迁移带宽需求:56.6Mbps/8×2频道×3倍速=42.5MBps。单台视频服务器实测可达到100MBps,满足实际使用需求。

3.2上载视频服务器

上载视频服务器采用哈雷MediaCenter视频服务器,MediaCenter最大支持16TB存储容量,最多支持三台满配的MediaPort编解码???,可达12个通道,支持多种格式的上载和播出,并且支持所有Spectrum兼容的软件和程序。1)上载视频服务器通道设计。此次配置2台上载视频服务器,共计提供不少于12个视频通道,其中8个编/解码通道,4个解码通道。2)上载视频服务器容量及带宽设计。视频服务器存储高清媒体文件采用视频50Mbps,嵌入音频6声道、48kHz采样,24bit良好,高清素材码率约为50+48×1000×24×6/1024/1024≈56.6Mbps。配置的2台上载视频服务器,单台视频服务器配置12块4TB硬盘,采用RAID6(4+2)技术,有效存储容量32TB,按照80%水位线计算为25.6TB。单台上载视频服务器可存储的节目时长:25.6/(56.6Mbps×3600s/8/1024/1024)≈1054小时。单台上载视频服务器实测带宽可达到220MBps,最多4个通道同时进行上载,单台上载视频服务器素材迁移带宽需求:56.6Mbps/8×4频道×3倍速≈85MBps??陕闶导适褂眯枨?。

3.3二级存储体

本次项目二级存储体选用哈雷MediaGrid3000,该存储体采用集群式IP存储构架,配备独立的主备冗余文件系统元数据服务器,并可按实际需求实现在线扩展,同一存储文件系统将存储节点划分为A、B两组,系统自动实现两组间的数据同步及负载均衡;可同时从A、B两组中自动读取数据片,系统读带宽为A、B两组之和。保证系统安全性的同时不浪费带宽;存储服务器具备承受单节点或单组中多节点全部损坏的能力;具备冗余网络连接,具备多重基于RAID6或RAID4组的数据?;?;添加存储节点时,带宽和容量支持无缝扩展。1)存储体容量及带宽设计。单台盘箱可提供40TB有效存储容量,此次配置4个盘箱,共计可提供160TB有效存储容量,按照80%水位线技术为128TB,则高清节目存储时长:128/(56.6Mbps×3600s/8/1024/1024)≈5300小时。2)二级存储体带宽计算:(1)外系统素材迁移带宽:56.6Mbps×6频道×3倍速/8=127MBps。(2)自动技审带宽:56.6Mbps×6频道×3倍速/8=127MBps。(3)人工复检带宽:56.6Mbps×6频道×3倍速/8=127MBps。(4)上载带宽:56.6Mbps×8通道×1倍速/8=56.6MBps。(5)系统内同步迁移带宽:56.6Mbps×6频道×2(主备)×3倍速/8=255Mbps。合计,二级存储体峰值带宽:127Mbps+127Mbps+127Mbps+56.6Mbps+255Mbps=692Mbps。二级存储体实际提供带宽1500MBps,满足实际使用需求。本文以石家庄广播电视台新建播出系统为案例,较为完整的介绍了播控系统软件、网络、视频服务器及存储部分的基本功能,达到了预期的全硬盘播出、全网络化、全智能化的设计目标。

参考文献

[1]音晓云.关于播控系统中存储子系统研究[J].电脑编程技巧与维护,2014(20):37,50.

[2]杨秀波.数字电视播控系统中关键技术研究[J].西部广播电视,2013(13):135-136.

作者:盖龙

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