基于电视制作域网络互联业务的探索

目前，各省级电视台已经实现电视节目网络化制作与硬盘播出，对网络之间的业务数据交流不断提出新的要求。实现不同网络之间的互联互通，是进一步提高电视业务效率的重要手段。随着IT网络技术的发展，现在已经能够为全台网络化提供完善的技术支持，实现不同架构系统之间的信息通讯与数据交互。近年来推出的面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture，SOA），就是一种目前比较先进的IT体系结构，在广电行业具体表现为ESB+EMB双总线的系统互联架构。具体如图1所示：

目前，部分电视台已经采用双总线互联架构方式，实现台内网络之间的互联互通，这种方式是广电集成商主推的互联方式。

但在具体实现台内网络互联业务时，作为网络的使用方，需要考虑的重点是如何满足电视台业务的实际需求，让技术适配业务，让技术更好的为业务服务。

技术是不断发展的，业务需求也是不断变化的。设计一个采用先进和技术成熟稳定的系统是我们技术人员的追求，但同时满足业务的实际需求更为重要。为此，我们在设计网络互联方案时，要求自己明确回答三个问题：

我们的网络状况和业务需求是什么？

我们是不是一定要依靠双总线结构？是否有更为简单但符合业务需求的解决思路？

–我们能实现么？

通过细致的分析，从业务需求出发，湖北广播电视台在设计制作域内网络互联方案时，采用了全以太架构的数据交换技术实现方式。

一.网络状况和业务需求分析

湖北广播电视台现有3个高清制作网络（1个为高清新闻）、4个标清制作网络（2个为标清新闻）、1个高清包装网、一个标清收录网络，即将建设1个新闻高清网络和一个高清后期制作网。网络有FC加以太双网架构，也有纯以太架构，分别由大洋、索贝、新奥特、中映等多家公司承建，形成了多个业务功能强大的制作岛。制作岛之间的素材交换基本上依靠磁带，文件交换通过移动硬盘拷贝。系统之间数据交流不仅效率低，频繁使用移动硬盘也影响网络安全。台内制作网络之间需要建立相应的文件交换机制，实现制作域内文件的交换。

根据各网络业务特点，我们将制作网络划分为新闻类制播区和栏目类制播区，两个制播区内不同的业务需求如下：

–新闻类制播区网络互连的业务需求：时事新闻和历史资料的素材入库、编目；资料的长期保存、检索、查询；

–栏目类制播区网络互联的业务需求：网络之间的素材交换，文件的远程上传；常用视音频素材的查询下载；收录文件分配；演播室文件共享；音效合成等多业务的开展。

通过业务分析可以看出，栏目类制播区和新闻类制播区内部多个独立网络之间存在业务交流的需求，但新闻类和栏目类制播区网络之间由于业务差异较大，相互交流需求较少。我们认为，新闻类制播区内部多个独立网络之间的业务交流可通过媒资中心实现。栏目类制播区内部多个独立网络之间业务交流通过我们新建设的文件交换系统来完成。

二.互联总体思路

栏目类制播区多个独立网络之间存在文件数据的交换，需要长期保存的用于交换的素材量较少；接入对象和服务对象较复杂；新系统接入的较为频繁。

新闻类制播区各网络对历史素材的检索量较大，每天需要将重要新闻素材入库保存。

考虑不同的业务特点，我们建立了服务于栏目制作网络的节目交换平台和立足新闻面向全台的新闻媒资共享平台（媒资中心）。

下面着重对实现栏目类制播区业务数据交换的节目交换平台进行介绍。

三.节目交换平台总体设计

湖北广播电视台节目交换平台初建于2011年，与大洋公司合作开发。

交换平台总体架构设计如图2：

该系统基于千兆网络架构，配置了20T的存储交换空间。系统配置了W E B服务器、数据库服务器、文件管理服务器、后台转码服务器、FTP迁移服务器等设备，均为双机热备。

平台系统基本结构如图3所示：

该网络搭建的难点在于素材和用户的权限管理。接入交换平台的系统包括电视制作相关网络、节目收录系统、演播室、音效工作室等。业务需求的多样性，要求文件的上传和分发等权限可以灵活设置，这种需求多样性需要对管理软件进行全新的定制开发。我们和大洋公司进行了近半年的沟通，大洋公司根据我们的业务需求，对交换平台管理软件进行了开发和多次完善，现在已经完成第二套版本的研发工作，基本功能达到了我们设想的要求。

四.业务系统的接入

节目交换平台为松散耦合的设计思路，能轻松实现新增网络的接入。目前已经接入和计划接入的网络如下：

栏目类制播区：高清制作网、标清制作网络、高清包装网、节目收录平台

演播室、音效合成机房

台内网络：中心媒资系统（待接入）

互联网络接入：实现办公网和互联网的访问接入

具体如图4所示：

通过节目交换平台可以实现的业务如下：

各网络能够完成向交换平台的文件提交，检索、下载，实现网络间文件的交换。

各网络通过交换平台为多个演播室提供待播的素材文件，通过演播室编辑工作站实现录播文件的检索导入。

制作网将需要合成音效的素材文件提交到音效合成机房，音效合成后返回制作网络完成最后的包装制作。

支持外网远程的文件上传和检索下载。

–各网络通过节目交换平台向媒资中心提交需要存档的素材，并可通过媒资中心完成素材的检索、下载。

五.节目交换平台业务存储区域的规划

根据我台业务需求，我们在节目交换平台设置了公共交换区、播出区、媒资区、演播室区、素材区等，区域的设置可以根据业务变化自定义。各区功能如下：

–公共交换区：子网络的文件提交、检索和下载，用于子网络之间文件交换。

–演播室区：子网络为演播室非编提供待播文件。

–媒资区：子网提交入库申请后，启动自动入库流程，将文件从节目交换平台媒资区迁移到媒资中心二级存储，编目后入库。

–播出区：提交该区的文件，通过媒资中心接入服务器，转发给播出系统二级缓存，进入播出流程。

–资料库：该区存放节目制作中常用的视频、音频素材，TGA等文件，供子网络检索下载。

–收录区：节目收录平台收录节目的存放，收录的文件格式要符合目标网络的要求，保证其兼容性（如图5）。

各分区的存储容量可以根据业务量进行设置、调整，对存储文件的保留时间进行手动管理或者定期自动清除。可以对上传文件格式进行限制。（如图6）

六.用户权限的定义策略和机制

策略决定了业务的实现效果和网络安全性，决定着网络的整体效能。

根据我台业务功能，在用户权限上分五级，可以通过角色权限定义实现。五级的权限定义如下：

一级：用于公共交换区的使用。

二级：演播室区的使用，供演播室制作的栏目使用。

三级：媒资区的使用。

四级：播出区的使用，具有节目审片播出权的主任级使用。

五级：资料库的使用，用于素材上载人员权限。

五个级别的划分主要是为了减少无关业务之间相互影响，确定每个用户的权限和责任。例如A栏目是用于节目交换，他就不需要使用演播室区和收录区，这两个区对于A用户是屏蔽的。级别的划分是相对的，根据业务变化可以进行调整（如图7）。

七.交换平台的基本功能

交换平台的基本功能是文件上传、检索、下载。各个子网在文件提交至平台时不仅需要开通相应功能权限，还必须填写必要的信息：如节目名称、编辑人员、关键词等。

文件的提交分为添加素材组和上传文档两种方式。选择“添加素材组”将启动后台低码率转换流程，生成带低码率视频的检索信息，这种方式适用于需要保留一段时间的文件。选择“上传文档”将直接完成文件的FTP传输，适合用于临时交换的文件（如图8）。

八.节目交换平台上传文件的转码

子网络之间的异构，给文件交换带来诸多不便。要实现文件高效交换，必须对文件格式进行统一规范，文件转码环节必不可少。转码工作可以设置在交换平台，也可以在各子网完成，优劣分析如下：

–转码工作设在交换平台，所有转码工作集中在交换平台完成，需要配置大量的转码服务器，设备投入大，系统维护量大，平台安全性降低，并可能影响交换平台的互联互通和文件分发功能。

这样做的优点是降低了子网里编辑记者的工作量。

转码工作分配到各子网内完成，向交换平台提交的文件，必须满足该项任务对格式的规范要求。交换平台可以专注于任务的分配和文件的交换和管理。

我台在考虑节目交换平台建设时，着重于突出节目交换功能和业务流程的实现，转码工作选择在子网完成。子网根据业务方向，选择生成相应的文件格式，节目交换平台仅完成低码率生成，提供检索使用的视音频信息。这样的设计，在新的子网络接入时，交换平台几乎不必做改动。

由于提交到交换平台不同模块的文件用途不同，对格式规范有所区别。具体如下：

公共交换区文件来源较为复杂，许多外来文件需要进入制作网络作为节目素材。该区域可提交存放的视音频文件格式较为宽松，如AVI、MPG、FLV、MP3、MP4、WAV等，限制可执行文件的上传。

–提交到媒资区、播出区和素材区的文件，为保障传输效率和播出安全，按照高清和标清采用统一的文件格式：

高清素材：素材原文件+ MXF OPatom封装

MPEG2 I 120Mb/s+MXF OP-1a 封装

高清节目：MPEG2 I 100Mb/s+ MXF OP-1a封装

标清素材：MPEG2 I 50Mb/s+AVI封装

标清节目：MPEG2 I 50Mb/s+AVI封装

MPEG2 I 25Mb/s+AVI封装

九.交换平台的安全性

交换平台的安全性分三个方面：物理安全、病毒防范、业务内容安全。

物理安全：数据库服务器、文件服务器、WEB服务器等核心采用双机热备、双电源配置，数据库信息存储采用定时备份到网络存储的策略。网络存储通过RAID5校验等实现数据冗余保护。

病毒防范：由于制作网络为独立的网络环境，有严格的病毒防范措施，各子网直接接入节目交换平台，对交换平台的安全威胁很小。但是从安全考虑，交换平台需要独立配置防火墙和病毒隔离设备，用于远程登录。交换平台接入媒资中心防火墙前端，保障媒资中心的安全。

业务内容安全：主要考虑具有我台自主知识产权的素材的使用和保护。

通过上述设计思路，湖北广播电视台构建了一个服务于栏目类制播区的节目交换平台，实现了制作域内多个网络和机房之间高效的数据存储和交换。