广播电视节目生产平台组网技术分析——从单机编辑到云架构

岳志玮

(天津海河传媒集团 网络技术部 天津 300072)

1 节目制作平台组网方式发展概述

当今科技的飞速发展推动着各行各业的进步，广播电视行业在虚拟化、5G等新技术的引领下，也不断进行着技术革新。节目生产制作的方式在新技术的推动下也发生了翻天覆地的变化。笔者于2010年进入广播电视行业从事相关技术研究工作和非编网工程建设工作，见证了天津广播电视台新闻类和非新闻类节目制作技术的发展变迁。从最初的单机非编制作发展到多个制作岛组成的全台网架构系统，再到现今使用的云架构系统；从普通的机架式服务器组网方式发展到现今的虚拟化集成技术；从单一的广播电视节目播出发展到具有互动功能的融媒体平台，不断推动着节目制作方式的发展进步。本文重点介绍节目生产平台组网方式的发展情况，并分析未来传统媒体和新媒体并存的现状。

长期以来，广播电视节目的播出载体一直是收音机和电视机，专业的广播电视台都是由国家宣传部门统一监管、统一播出。虽然播出方式由模拟信号发展到数字信号，传输方式由卫星转到网络，但最终目的都是将节目内容以音视频的形式呈现给观众。节目的制作方式受信息技术发展的影响而不断地作出改变：由最初的2台录像机对编发展到非线性编辑，由单机非编发展到可共享存储的非编制作网，由单一制作岛发展到制播一体化的全台网系统，再到现如今广泛应用的云架构体系。可以说，每一次科技进步都促进了节目制作手段的升级，节目制作的门槛也越来越低，制作效率逐步提高，产量逐步提升。下文分类介绍几种节目生产平台的组网方式，如图1所示。

图1 节目制作方式的演变 Fig.1 Evolution of program production modes

2 线性编辑

在IT技术没有介入广电行业之前，电视节目的载体是磁带，内容编辑的工具只有录像机。这个阶段编导大多使用2台录像机，采用对编的方式编辑节目，也就是常说的线性编辑。用多台放机播放磁带形成信号，一台录机接受信号录到磁带上，再辅以简单的特效和字幕。其流程如图2所示。

图2 线性编辑流程图 Fig.2 Linear editing flowchart

节目需按照预先设定的脚本顺序从头到尾进行粗编，如果出现错误则需要重新开始。中间完成的诸如出入点设置、转场等都是模拟信号转模拟信号，转换完成就记录成为了磁迹，所以无法随意修改，一旦需要中间插入新的素材或改变某个镜头的长度，整个后面的内容就全得重来。这种编辑方式效率低下，像质损耗大，操作复杂，在非线性编辑没有广泛应用的时候，对编是节目生产的主要手段。

3 非线性编辑

随着数字化音视频压缩编码技术在广电行业的广泛应用，加之磁盘存储更新换代的加速，非线性编辑软件应运而生。非线性编辑简称非编，借助计算机来进行数字化节目制作，利用压缩技术将音视频以文件的形式存放于磁盘之上。通过特定的协议标准将音视频以Mpeg、Prores、DnxHD、DvcPro等格式压缩成Avi、mov、MP4等视频文件，再通过非编软件调用，实现对视频文件的快速读写、时间线的快速定位及各类复杂编辑。编辑完成后通过软硬件结合的方式完成音视频后期的打包合成任务，大幅缩短了制作周期，提高了制作效率[1]。相较于传统的线性编辑，非编的优势在于：脚本镜头的顺序可随意调整，提高了编辑的灵活度；素材使用更加方便，数字化的存储技术使得文件读写速度快，定位准；非编软件操作方便，很多功能按键都是按照编导使用习惯设定的；在编辑过程中，可以充分体现编导的意图，使得节目内容更加有灵魂；在非编软件中修改时间线，不会影响画质；从前期的音视频采集到后期的剪辑，再到最后打包输出文件，整个过程全部数字化，大大提升了节目制作效率。

在这一时期，各厂商的非编软件被广泛应用于专业的广播电视机构进行节目制作，包括早期的会声会影(Ulead)、Avid公司的Media Composer / News cutter / Protools、苹果公司的Final Cut Pro、Adobe公司的Premiere、大洋公司的D3-Edit、新奥特公司的Himalaya、索贝公司的editmax等。天津广播电视台权衡各公司产品的利弊，结合台内各频道的实际情况，分别采购各公司的非编产品应用于新闻类、专题类及各频道日常节目制作。

4 高标清制作网

随着广电数字化、网络化的发展，媒体内容和数据呈几何数字扩展，沉重的工作量要求工作人员之间协同合作、编导之间协同合作，这与单机工作之间的矛盾日益明显，素材共享在节目制作流程中也显得越来越重要。在这种情况下，联网制作应运而生。网络化非线性编辑可以顺利完成节目素材的采集、传送接收、协作编辑及素材共享，一定程度上优化了节目制作流程[2]。

天津广播电视台的节目制作平台也形成了一个个功能完善、方便易用的高标清节目制作网，如新闻类节目使用的索贝新闻高清制作网、后期包装部门使用的“以太架构”的Avid高清制作网和“双网架构”的苹果高清制作网，以及各频道使用的媒资上载编目系统等。

高清制作网的基本架构以中心存储为核心、元数据控制器(MDC、MDS)为管理者，形成完善的文件系统。以交换机级联元数据控制器、中心存储、数据库服务器、打包转码服务器及所有站点，其中，双网架构(SAN+NAS)的制作系统还会将数据和控制信息分别用以太交换机和FC交换机传输，在网内形成最优循环。基本的网络架构如图3所示。

图3 通用制作网架构图 Fig.3 General production network architecture

这里以天津广播电视台后期包装使用的苹果高清制作网为例说明，如图4所示。

图4 苹果高清制作网架构图 Fig.4 Apple high definition production network architecture

系统采用promise品牌盘阵作为中心存储，通过Vmirror(虚拟镜像设备)硬件镜像设备级联，以2台MDC(元数据控制器)核心服务器作为控制器管理存储，对外形成“Xsanvol”和“Xsanvol2”2个可供访问的卷。所有粗编、精编站点及文稿审片站点均通过光线卡挂载盘阵，访问2个卷进行数据读写。同时，流程监控服务器和任务调度服务器将编辑好的成片文件通过预先设定的送播归档流程发送备播系统或媒资系统(这里涉及全台网的概念，将在后文介绍)。高清制作网相对于互联网来说是一个封闭的环境，基于病毒防护的考虑，日常素材的导入可通过数字分量串行接口(sdi，serial digital interface)信号采集和防病毒设备拷贝2种方法上载，故苹果高清制作网部署了专用的杀毒设备，以方便编辑导入素材文件。

5 制作岛组成全台网

高清制作网解决了不同站点之间协同工作的问题，使得素材可以共享，集中存储也让音视频文件更加安全。但台内多个制作网之间缺乏信息交流，使得素材仅在网内共享，各个制作网也形成了一个个孤岛，而且节目制作完成后需要转换模拟信号或拷贝到播出线，这就给日常节目生产带来了不便。如果可以将一个个制作岛级联起来，形成一张大网，使得素材可以在岛间迁移，就可以实现无磁带化生产，进一步提高效率。全台网的概念由此诞生，其中，主干平台成为了全台网的核心，负责音视频文件在各个制作岛间迁移共享[3]。基本架构如图5所示。

图5 全台网架构图 Fig.5 Overall network architecture

天津广播电视台的主干平台系统经过升级改造后，采用虚拟化技术部署JBoss(数据库服务)、流程控制、任务调度等核心服务，以及所有迁移服务器，保证了核心服务的稳定和数据的安全性。各子网制作的节目经由主干平台发送至备播系统和归档进入媒资内容库，同时也方便新闻和后期包装部门快速、准确、实时地调用媒资素材，从而提高了制作效率。

6 云架构制作系统

虽然全台网架构系统很好地解决了各个制作岛之间的素材交换问题，使得各制作岛之间包括制作岛与播出、媒资之间可以互相迁移数据，但在音视频文件迁移过程中，实体文件经过复制拷贝产生了多份，这就造成了存储空间和网络带宽的浪费。在数据校验过程中，也会占用系统资源，且容易出错。如果由于传输过程中校验信息、节目代码、存储空间、文件格式等因素导致数据迁移失败，就只能重新发起迁移任务，效率较为低下。通常，各制作岛都是由不同厂商集成，需要协调花费大量时间、精力去联调接口，由于产品的差异性和异构性，导致部分功能被阉割，不能很好地发挥全台网的优势。

随着虚拟化技术的发展，私有云技术越来越多地应用于广电行业。相对于全台网架构来说，私有云系统的诞生是网络化制播的又一次技术升华，其对硬件资源的虚拟化使得计算资源分配更加合理，对各类基础服务的整合使得上层应用对底层服务的调用更加平滑，各类应用软件无需二次开发即可在云平台上部署，免去了跨平台异构的问题。统一的用户认证和管理使得制播网络平台更具开放性和灵活性。从广播电视技术的实际应用角度来看，更为重要的是云架构系统中所有素材的实体文件只在存储器上保留1份，多点调用的时候只是针对元数据文件进行读写，免去了文件迁移的过程，不但节省了存储空间和网络带宽，也使得底层管理更加方便。

通常意义上的私有云都是3层架构体系，即IaaS媒体设施服务层、PaaS媒体平台服务层及SaaS媒体软件服务层。IaaS层主要为基础虚拟化硬件环境，包括存储资源、网络资源及计算资源等；PaaS层提供了上层应用所需服务的支撑，有效整合了包括用户认证管理、转码迁移服务及状态监控和日志管理等；SaaS层主要包括全媒体内容库的部署及各类管理和应用软件的使用等。基本架构如图6所示。

图6 私有云平台架构图 Fig.6 Private cloud platform architecture

天津广播电视台已经建成在用的两朵云是新闻云和综合云。新闻云负责台内新闻中心各栏目的制作和播出，综合云整合了台内收录业务、媒资内容库业务及后期包装大制作业务。下面以综合云为例进行分析。

传统的制播网一般为NAS架构、SAN架构或者SAN+NAS混合架构，这样的组网方式往往具有局限性，存在硬件资源利用不够充分合理，数据库兼容性差、网络延展性差、拓扑结构较封闭、服务器资源浪费严重等问题。综合云平台在IaaS层将存储资源、计算资源和网络资源进行虚拟化整合，提高了存储的利用率，优化了网络结构，并可充分利用服务器的运算资源。存储选用分布式存储设备，应用虚拟镜像设备整合存储资源，并采用n+m方式冗余保证了数据的安全性。网络结构采用“核心+接入”的方式组网，核心交换机配备多模块、多槽位的扩展板，为业务扩容打下基础。网络服务器系统选用刀片式服务器替代传统的机架式服务器，有效节省了机柜空间并提高了系统集成度。综合云云平台采用SDN交换设备和控制器，构建新型网络创新架构，将网络设备的控制层面与转发层面分离，以实现对网络流量的灵活控制，为网络及应用的创新提供良好的平台。综合云平台配备功能完备的运管系统，实现全面的IaaS服务并提供对PaaS、SaaS、DBaaS(数据库通用服务层)等业务支撑，通过完备的资源管理和面向应用的自动化编排能力、服务管理能力，全面支撑云业务运维。

在资源适配层之上提供了通用业务服务和基础服务两大类。通用业务服务类结合应用层设计抽象出媒体业务中的公共模块和规范标准，具备开放性、标准化、横向和纵向灵活扩展的特点，为应用层各类业务提供支撑。基础服务类支持多样化数据库组件和中间件组件服务能力，支持灵活接入和按需分配，实现自动化、智能化资源扩展。在不同的服务之上，PaaS平台提供了业务运营支撑服务，为用户管理、产品管理、计费管理等提供各项运营所需要的相关基础支撑能力。业务集成服务实现各类业务所需要的相关通用及基础服务的集成整合，包括服务注册、服务管理、流程引擎、消息引擎等功能。

在全台网时代，台内的收录系统是独立的岛，收录的文件需要经过主干平台迁移至各个子网，这样收录的素材文件会保留3份实体文件(收录服务器本地、收录系统盘阵、子网存储)，而且收录素材文件需要子网进行格式转换后才可被非编软件调用。同样，媒资系统在全台网时代也是孤岛，各网的归档素材需要经由主干平台迁移至媒资在线盘阵，经过编目后存入近线带库，素材进入媒资时都需要进行转码。与此同时，子网调用媒资的素材时，也需经过主干平台迁移和子网系统转码后才可使用。这样，文件就在不同的存储之间来回的转码、迁移、再转码，效率低下。

由于综合云在应用层面引入了全媒体内容库概念，将收录、媒资和制作统一起来，收录下来的文件存入内容库，同时生成此文件的标识，用户只需识别特定的标识后就可对实体文件进行编辑，而后生成可供媒资系统识别的标识进入媒资库。整个过程实体文件在内容库中只存1份，且没有迁移操作，有效节省了存储空间和网络带宽。可以说，私有云内集成了所有服务端和用户端，任何一方需要发起流程时，只需访问内容库去调用素材，无需考虑多个功能模块之间的兼容问题。

7 媒体融合的趋势与短视频平台

从节目制作的角度看，现有的云架构的制作系统已经可以满足传统广电机构的节目制作需求，从生产效率和节目质量来说，基本符合要求。但是，广播和电视只是单向的输出信息，观众只能被动接受，无法与之交互。在现今的信息化社会，传统媒体的形式已经不能满足大众对于海量信息的多元化需求。因此，短视频和多媒体稿件的信息传播方式应运而生。相较于传统媒体，短视频和多媒体稿件传播信息的方式更加直接，节目制作简单且周期较短，时效性更强。编导无需学习专业的音视频编辑知识，仅通过产品化的短视频编辑软件就可以参与制作，降低了媒体从业人员的门槛[4]。从目前的传媒行业调查情况来看，短视频和多媒体稿件也更受年轻人群的青睐。

针对现今传媒行业的情况，天津广播电视台顺应时代潮流，在保证传统媒体节目质量的前提下，整合现有资源，开辟了融合媒体的新领域，将新媒体的制作方式与传统广电媒体的节目资源整合起来，创新性地研发短视频编辑平台[5]。新的短视频制作平台部署在生产网内，可灵活调取各类视频资源，通过代理服务器可实现在生产网直接向互联网发布信息。该平台配有功能强大的内容库，可供编导灵活管理个人素材，且B/S(Browser/Server，浏览器/服务器模式)的编辑界面使操作变得简单方便，无需考虑软件兼容性的问题，具有“一键成稿”的功能。由于系统部署在生产网，编导可以方便调取各类电视节目资源，从而兼顾了节目制作的便捷性和资源的丰富性。同时，该系统具有手机客户端编辑功能，方便外拍记者随时上传和发布。

8 结 语

笔者从事广播电视技术行业10多年来，见证了节目制作方式从对编到非线性编辑，从单机到制作网，从全台网到云架构系统，再到现如今的短视频平台。信息技术的发展一次又一次推动着广播电视行业的技术革命。传统媒体在现今严峻的竞争形势下，只有走媒体融合的道路才能生存下去。广电技术从业者应该顺应时代潮流，整合纸媒、广播和电视的现有资源，充分利用媒体融合的优势，继承传统媒体制播流程成熟、画面清晰度高、内容资源丰富的优点，结合新媒体编辑方式灵活、操作简便、发布渠道多样化的特点，将传统媒体的内容以新媒体的形式展现在受众眼前。■