基于全台网环境下的后期制作网的设计与实现

赵惠敏

（青海电视台，青海 西宁 810001）

0 引言

非编制作网是电视台后期制作的关键组成部分，2010年青海电视台的基于全台网的大洋非编后期制作网系统搭建成功并且正式启用，主要用于3个日播节目、1个周播节目以及一些专题节目的制作。本系统建立在计算机技术及网络技术上，是一个集视音频节目上下载、编辑制作、网络管理等功能于一体的完整系统，在网络架构设计上采用广电业内成熟的FC-SAN网络架构，具有很好的扩展性。

1 系统设计原则

1.1 高安全性、高质量原则

系统的设计把高安全性放在首位，从物理安全、网络安全、内容安全、管理体系等方面进行了综合考虑。本着提高效率、降低质量损失的原则，确定了媒体文件的编码格式及封装格式。

1.2 实用、高效性原则

节目制作对素材的共享和节目效率的要求比较高，那么要求应用软件的实用、高效，具有良好的人机交互模式。简化系统的交互流程，适配本台的业务需求。

1.3 先进性、可扩展的原则

尽量采用新技术和先进设备，选用的产品全部为主流产品，保证系统的先进性和实用性。在存储设备的扩容、网路接口的扩展等方面应有冗余的考虑。

1.4 开放性原则

为适应多厂商、多硬件的平台，保障全台各系统的互联互通，立足已经建设成功的系统，以“CPU＋GPU＋I/O”编辑技术实现目前的业务支持和今后编码技术的发展，支持多种的播出和发布模式。

1.5 高性价比原则

根据本台实际情况，既要考虑技术的先进性，保证新系统的可扩展性，又要考虑实用性和稳定性，应借鉴成熟的系统运行经验，保证系统有最高的性价比。

2 系统业务流程

青海电视台后期制作子系统中，内部业务流程为：在上载站点上载节目→素材到有卡编辑站点进行编辑→审片→审核通过进行打包→成片最后提交到演播室播出或者提交到媒资系统以供资源共享。后期制作系统业务流程如图1所示。

同时，通过收录系统采集收录节目，然后通过主干网传递给后期制作系统。后期制作系统同时还与其他系统进行数据交换，达到资源共享的目的。

内部数据流程为：媒体数据打包以后经过在线盘阵传递给各个系统或者楼层的接口服务器，传到主干网EMB服务器；各种元数据信息经数据库服务器、接口服务器，传到主干网ESB服务器。

后期制作子系统根据电视台非编制作的实际需要，提供了灵活的非编制作流程。在本系统中主要有以下几个环节：素材上载→视音频编辑→音频制作→配音→审片→修改→复审→通过→提交演播室播出或者提交到媒资系统合成。后期制作系统数据流程如图2所示。

高级编辑工作站和编辑工作站同时采用I/O板卡作为数字模拟一体的板卡，具备丰富的数字模拟接口。系统中还配置了原先大洋制作网中的8台工作站作为上下载工作站。同时系统配置5台高清编辑工作站，可编辑高清 8 bit无压缩、MPEG-2 I帧（100～300 Mbit/s）、DVCPROHD、HDV，标清8 bit/10 bit无压缩、DV25、DV50、MPEG-2 I帧、MPEG-2 IBP等格式，同时系统中所有配置的无卡工作站、配音工作站采用统一的资源管理器模式进行设计，可以实现上述软件的资源完全共享。在后期制作子系统建设完成后，可以实现专题或综艺节目通过多种方式上载、编辑制作等功能。

3 网络拓扑结构及核心系统的选择

3.1 网络拓扑结构

系统采用“FC＋以太网”的双网结构设计，选用光纤存储设备，传输协议为SCSI。视音频文件通过FC网传输，元数据用以太网传递。后期制作系统的视音频素材数据量巨大，系统需要高带宽，双网结构更有利于系统的稳定运行。出于安全性考虑，所有的关键核心服务器全部采用主备冗余的设计模式，这些服务器的系统盘和数据盘也全部采用冗余配置，以便保证整个系统的顺利运行。中心存储体也是采用双控制器的设计模式，使用专门的存储管理软件管理所有工作站对中心存储体的访问，需要在系统中指定MDC服务器用于管理。

3.2 核心系统的选择

服务器都集成RAID控制器，本系统中采用了主备MDC服务器模式进行管理，充分保证系统的安全。也就是对中心存储系统指定一台服务器作为主MDC，另一台作为备MDC。主备MDC服务器上都运行管理软件，客户机看到并访问的只是虚拟MDC服务器和虚拟数据库服务器，也就是说编辑站点无须重启机器就可实现MDC移交。在中心存储体中开辟一块共用空间作为主备MDC服务器的共享数据盘。数据库服务器设计是重点，采用了Dell2950服务器。数据库服务器采用先进的双机容错技术，2台服务器通过软件建立1个虚拟服务器，一旦主机瘫痪，备份机可以在1 min之内接管数据库服务，客户端工作站无须重启，网络能够正常运行。

Web服务器采用Dell2950服务器，主要为台内的检索用户提供标准的HTTP服务，负责接入，而不负责处理事务逻辑。应用服务器的核心功能是提供BS资源管理器，部署BS编单软件，提供给办公网或其他业务系统使用，实现全台统一的数据检索与调度。在本系统中，Web应用的实际负载较小，最终采用与数据库服务器共享硬件平台的方式来实现Web应用。

以太网交换机采用Cisco WS-C3750G-48TS-S1（每台有48个千兆端口）和Cisco WS-C3750G-24TS-S1（每台有24个千兆端口），共计72个千兆端口。2台交换机通过堆叠能够组成1个多端口的千兆交换机，可以避免由于交换机级连带来的带宽瓶颈问题。系统建设完成后还预留13个以太口。FC交换机采用2台32端口交换机，共64个端口。4 Gbit FC交换机，配满SFP模块，系统还预留10个FC接口。

4 存储管理软件

4.1 数据库

数据库采用的操作系统为Windows 2003操作系统，使用的数据库为SQL Server 2005数据库。同时采用数据库服务器双机热备方式，提供数据库的在线热备份切换等功能。SQL Server 2005通过提供一个集成的管理控制台来监视和管理关系数据库，从而简化了管理工作。数据库管理员能够同时执行多个任务，例如编写和执行查询、查看服务器对象、管理对象、监视系统活动和查看联机帮助。考虑到数据安全性和应急策略的特殊要求，以及在系统故障时的可瞬间替换要求，采用服务器群集技术，即双机容错技术。该工具具有管理所有类型的服务器的能力，为数据库管理员们提供了更强的生产效率。

4.2 存储管理软件

存储管理软件在SAN架构模式下，需要选择存储管理服务器用于存储管理，也就是需要选择合适的文件管理系统用于对中心存储体的管理和访问。目前比较成熟高效的SAN共享文件系统软件有IBM的Tivoli SANergy和ADIC的StorNext File System等。基于成本以及稳定和成熟程度的考虑，采用SANergy软件。SANergy支持的文件系统主要有NTFS，UFS，QFS，EXT2，JFS2等。在SAN⁃ergy软件体系中，对于每个文件系统来说，有且只有1台服务器作为元数据控制器（Meta Data Controller，MDC），其余主机均为客户端，由MDC对客户端的读写进行授权和控制。SANergy软件本身不建立文件系统，文件系统的类型由MDC服务器的操作系统决定。

5 存储体与网络带宽

本系统的带宽参数计算结果如表1所示。

表1 带宽参数计算结果

由表1可以看出，极限读写性能要求为760 Mbit/s，考虑到实际并发通常在70%左右，因此实际带宽约为532 Mbit/s，但是以后会与媒资相连，还需要打包服务器和文件传输服务器按160 Mbit/s带宽计算，最后极限读写性能达到920 Mbit/s，因此实际带宽约为650 Mbit/s。

采用表2的参数作为系统主要的编解码格式和文件格式。

表2 系统主要的编解码格式和文件格式

在中心存储系统提供校验和冷备硬盘。系统硬盘采用RAID1方式。要求系统的存储体达到10 Tbyte，系统占用总带宽达到650 Mbit/s。使用的存储体都可以提供800 Mbit/s以上的带宽，这样就还有150 Mbit/s的扩展空间，按照普通编辑站点的需求计算，至少还可以扩容15台普通编辑站点。如果进行升级的话，因为各个盘箱中都不是满配置硬盘，所以在以后的扩容中可以通过增加硬盘数量或者增大每个硬盘的容量来增大整个盘塔的存储容量。本系统中提供2台交换机，共72千兆以太网口、64个FC接口，所以还预留13个以太网口和10个FC接口可供扩展。

6 系统模块功能描述

6.1 上下载编辑模块

系统中每台站点均配置了1394卡，支持1394采集，支持PII和蓝光盘的上下载，视频接口支持SDI、模拟分量、模拟复合、Y/C、1394、S-Video等，支持4层50 Mbit/s实时编辑。音频接口支持ANALOG（XLR），SDI，AES/EBU。高级上下载编辑工作站实现7层50 Mbit/s实时编辑，支持同时多个故事板文件的编辑，故事板间随意切换，可方便地进行故事板间的块操作，可以方便地制作唱词、滚屏字幕、标题字，唱词可在故事板编辑轨上展开，进行逐句调整，可以制作逐字播出的“打散”效果，支持多层实时字幕播出。支持标清视频格式有YUV无压缩、DVSD、DVCPro、DVCPro50、MPEG-2 I帧（10～50 Mbit/s）、MPEG-2 IBP、MPEG-4。

6.2 配音模块

能够实现高效率电视节目配音，配音工作站完成对节目的网上配音功能。配音方式可后期配音（根据画面配声音），也可前期配音（直接采集声音），配音音量实时可调。可直接对声音进行打点、预听、逐帧编辑，具备调音台功能，支持5.1环绕声AC-3和DTS合成及编码，轻松制作合唱、变调、降噪等音效，支持多种音频特效插件。

6.3 高清上下载编辑工作站

支持实时二维特技、实时三维特技、基本颜色校正/二级颜色校正/局部颜色校正、色键、亮键、图文键抠像、大洋CPU及GPU特技等。能够实现4层高清视频的实时输出。支持高清视频格式有YUV 4∶2∶2@8 bit，MPEG-2 I帧（100～300 Mbit/s），DVCPRO HD，XDCAM HD，HD。

7 系统安全

制作网安全不是单点机器的安全，而是整个系统的安全，需要从物理、网络、系统、应用与管理等方面进行详细考虑和分析。

7.1 物理安全

它是整个系统安全的前提。如果存在管理不善或一些不可抗力的因素，轻则造成数据信息丢失，重则损坏整个设备。

7.2 网络的安全

误用和滥用关键、敏感数据和计算资源，网络管理员无意透露其用户名及口令，这样都会给节目部门带来很大的影响，影响节目的正常制作。

7.3 系统的安全

系统安全是直接面向用户，对于软件本身的应用熟知程度都会导致系统能否继续稳定运行，这就需要技术人员尽可能熟知软件的应用以及软件本身功能的限制，减少因应用系统而导致的安全风险，而且系统FTP数据传输的网络端口固定，对非编所有业务站点的光驱、软驱、USB进行屏蔽，只有在重装系统时打开。

7.4 媒体数据及数据库数据安全

要防止媒体数据及数据库数据的损坏、丢失，可采用数据库定期备份，数据库服务器采用双冗余配置，保证节目编辑应用不间断。网管或者编导有意或无意地把硬盘中重要信息目录共享，长期暴露在网络邻居上，可能被无意修改或者删除，所以需要必要的访问控制策略。

7.5 管理的安全

管理是网络中安全得到保证的重要组成部分，责权不明、管理混乱、安全管理制度不健全及缺乏可操作性等都可能引起管理安全的风险。因此整个网络系统的安全除了从技术上下功夫外，还得依靠安全管理来实现和保障。

8 与外网的互联

本系统通过接口FTP服务器实现对外实现元数据和媒体数据的交互与传递。接口服务器通过数据交换平台的ESB服务器和EMB服务器与其他系统的接口服务器进行信息的交互，同时传送元数据信息，从而实现元数据信息的传递。ESB服务器将获得的消息提供给传输服务器，传输服务器通过FTP模式实现与其他系统的数据交互。采用异构性能够更好地通过WebService来实现跟全台的互联，在数据交换中心的ESB和EMB服务器进行原数据和媒体数据的交换工作，各个应用子系统中的接口以及FTP服务器配合数据交换中心进行交换工作。

自本台的后期制作网子系统投入使用以后，系统运行安全稳定，目前《百姓一时间》、《经视法案》、《第四放映室》、《周末闲了喧》等栏目在此制作完成，每天节目的制作量大约200 min，提高了节目制作的效率，也大大提高了节目制作的实效性，满足了后期制作的需求，还实现了与全台其他系统的互联互通和资源共享。