制播系统

制播系统（精选7篇）

制播系统 篇1

解构广播电台制播网络

传统制播网络问题

传统的制播网中,为了方便编辑快速制作和上传节目,制作终端、制作服务器、播出服务器常在同一网中。但随着网络技术的发展和防范意识的增强,制作播出分离的网络结构模式渐渐成为广播电台的主流。这也是由制作部分和播出部分不同的业务需求和网络安全需求决定的。

制作网络功能结构

制作网主要的业务需求是编辑制作节目、保存节目到存储、上传节目到播出。因此一般情况下制作网主要分为两大部分:制作网服务器和制作网终端(见图1)。制作网服务器中Web服务器、数据库服务器、FTP服务器的主要作用是供制作终端调用和保存网络存储服务器的节目。审听服务器用来听网络节目。制作终端最终需要将音频节目发送至播出、并查看播出单和预听播出单音频。

由于编辑在制作节目的时候,需要不断地访问互联网获得素材,因此制作网的安全性较低。同时制作终端需要能够灵活地增加。

播出网络功能结构

播出网(见图2)主要的业务需求是(1)接受制作网终端软件传来的数据信息和音频资料。(2)根据请求返回播出单信息和节目审听的流信息。(3)节目播出。(4)播出异常告警等。播出网的网络安全性较高。播出网服务器中Web服务器、数据库服务器、FTP服务器的主要作用是接收制作网传送的节目并保存至播出站和存储服务器。

由制播网的功能和结构可以看出:两个网之间的数据传递的类型比较固定,主要是制作网对播出网WebService服务HTTP请求和返回信息;制作网对播出网的FTP请求和音频数据传送,以及制作网对播出网审听服务的HTTP请求和音频流的返回。

制播分离的优势

从上述介绍中我们不难看出,制作网和播出网在业务需求上差异较大。制作网内部互访较为频繁,制作网和播出网之间的数据传递类型较为固定。制作网的安全级别要求较低,而播出网的安全级别较高。制作网播出网分离一方面可以保证播出网高强度的安全,另一方面也可以使制作网更加灵活扩展性更好。

制作网播出网分开的同时,也给我们带来了新的问题——如何选择网间隔离的方式。

广播电台制播网间隔离方式

安全隔离网闸

安全隔离网闸是一种带有多种控制功能的专用硬件,能够切断网络之间的数据链路层连接,并能够在网络间进行安全适度的应用数据交换的网络安全设备。安全隔离网闸由软件和硬件组成。硬件设备分为三部分:外部处理单元、内部处理单元、隔离硬件。主要功能模块有:安全隔离、内核防护、协议转换、病毒查杀、访问控制、安全审计、身份认证等。

安全隔离网闸的工作原理如下:

(1)安全隔离的工作原理:两个独立主机系统之间存在隔离硬件——多种控制功能的固态开关读写介质,切断了系统之间的物理连接和逻辑连接。系统之间通过私有的传输方式来交换信息,不存在依据TCP/IP协议的信息包转发。从硬件上实现了安全隔离。网络数据都是在TCP/IP协议下传输的,病毒、木马和大多数攻击行为也离不开TCP/IP协议。安全隔离网闸能有效防止病毒的入侵。

(2)信息交换的工作原理:被隔离网络之间的数据传递方式采用完全的私有方式,不具备任何通用性。隔离网闸将外部主机数据的TCP/IP协议全部剥离,将原始纯数据导入到内部主机系统,任何形式的数据包、信息传输命令和TCP/IP协议都不可能穿透隔离网闸,从而实现了网络隔离下的信息交换。

协议隔离设备

实现在两个网络之间通过不可路由的方式进行数据交换而达到隔离的目的的网络设备,叫做协议隔离设备。它的主要功能是协议分析和转换,在物理隔离方面的安全性要求要低于安全隔离网闸。

其基本的构成与安全隔离网闸类似,主要由内外网主机和隔离系统组成。隔离系统的主要作用是协议分析、数据格式检验和病毒粉碎。

防火墙

防火墙是一项协助确保信息安全的设备,依照特定的规则,允许或是限制传输的数据通过。防火墙可以是一台专属的硬件也可以是架设在一版硬件上的一套软件。

防火墙是使用最多的网络边界安全产品。防火墙的原则是通信优先,即在保持正常通信的情况下尽可能的提高安全防范。防火墙一般在进行IP包转发的同时,通过对IP包的处理,实现对TCP会话的控制,但是对应用数据的内容不进行检查。这种工作方式无法防止泄密,也无法防止病毒和黑客程序的攻击。并且防火墙不能抵御数据驱动式攻击,难以抵抗由通讯协议本身漏洞发起的攻击。

上述方式的对比

在硬件体系上,安全隔离网闸采用双主机加隔离硬件的结构,使得网络之间没有物理连接;协议隔离网闸采用双主机加隔离系统的结构,使得网络之间没有逻辑连接;而防火墙属于单机结构,是基于标准的网络协议直接转发。

在技术路线上,安全隔离网闸和协议隔离网闸设备的信息传输采用非标准协议。其中安全隔离网闸采用私有的安全专用协议进行信息交换;协议隔离设备则通过隔离系统将协议剥离,对裸数据进行传递。防火墙则是标准的IP协议栈,在多个接口间通过标准的协议完成路由、转发、状态包过滤工作。

在安全强度上,安全隔离网闸是建立在七层数据还原的基础上,根据过滤结果,通过隔离卡摆渡后重新建立连接发送完成的,是物理隔离。而防火墙一般是基于数据包的检查,是逻辑隔离。故安全隔离网闸的安全性最高,协议隔离设备次之,防火墙的安全性不高。

虽然防火墙和网闸都是边界安全产品,但是定位完全不同。防火墙是保证网络层安全的边界安全工具,而安全隔离网闸重点是保护内部网络的安全,两者是不能相互取代的。

广播电台制播网隔离系统设计

系统设计背景

通过对广播电台的制作网和播出网的功能结构分析,不难看出两个网络无论在业务功能上还是安全级别上都存在很大的差异,我们有必要在物理上将两个网络分开。同时根据制作网和播出网数据具有数据类型较为固定和数据内容以音频数据为主等制播网独特的特点,在网间隔离设备的方式选择上要更加具有针对性。另外,在设计该系统和选择设备时,还要参考相应的政策法规条款。

(一)根据《广播电视安全播出管理规定》(广电总局62号令)第二章基本保障第十一条“使用依法取得广播电视设备器材入网认定的设备、器材和软件,并建立设备更新机制,提高设备运行可靠性”及“省级以上广播电台、电视台、卫星地球站应当配置完整、有效的容灾系统,保证特殊情况下主要节目安全播出”等规定,我们在设计隔离系统时需要充分考虑备份机制,同时还要采用合法设备。

(二)根据中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例(国务院147号令)第二章第十六条“国家对计算机信息系统安全专用产品的销售实行许可证制度。具体方法由公安部会同有关部门制定”的规定,我们采用的网络设备,必须获得公安部的认证。

(三)该系统设计须遵循国家广播电影电视总局颁布的《广播电视播出相关信息系统安全防护基本要求》中的“4.3整体安全保护能力要求——a)构建纵深的防御体系:……应根据各信息系统与播出业务的相关度,从生产综合系统、制作系统、播出系统等信息系统安全层面,构建业务安全纵深;同时还应从基础网络、系统边界、计算环境(主机、应用)等各个层次落实本标准中提到的各种安全措施,形成纵深防御体系。b)采取互补的安全措施:……在将各种安全控制组件集成到特定信息系统中时,应考虑各个安全控制组件的互补性,关注各个安全控制组件在层面内、层面间和功能间产生的连接、交互、依赖、协调、协同等相互关联关系,保证各个安全控制组件共同综合作用于信息系统的安全功能上,使得信息系统的整体安全保护能力得以保证。”相关条款规定。制播网隔离系统设计与部署须达到“8第四级防护要求”中相关条款规定。

系统设计构架

在此设计中(见图3),制作网主要由服务器和制作终端组成;播出网主要由直播播出网和录播播出网组成。采用直播频率网闸组将制作网和直播播出网相连,采用录播频率隔离组相连。直播播出网和录播播出网由于在业务上没有交互,在网络结构上也将他们分开,这样能够方便管理和降低安全风险。

两个网闸组的构成类似,都是由两套网络隔离设备组成。两套网络设备的作用是互为备份和负载均衡。如果业务量较大,也可以架设多套。根据制播网的特点,每套网络设备由一个联想网御的安全隔离设备和一个NetGap200协议隔离设备串联组成。联想网闸取得了公安部《计算机信息系统安全专用产品销售许可证》关于网闸的认证,NetGap200网络隔离设备取得了公安部《计算机信息系统安全专用产品销售许可证》关于协议隔离设备的认证。系统利用联想网闸的高物理可靠性完成数据摆渡功能,利用更加符合广播电台制作播出业务需求的NepGap200协议隔离设备完成协议转换的功能。此外,利用防火墙作为网络隔离设备的异构冷备系统。

通过该网络隔离系统,能够安全快速地完成客户端对Web服务器、数据库服务器等的数据访问;FTP服务器向播出站和存储传递音频数据;审听服务器回传流数据到客户端等业务需求。

安全隔离网闸模块功能描述

在设计的系统中,联想网御安全隔离网闸的主要工作原理为(见图4):安全隔离网闸主要分为三个部分,即内网主机系统、外网主机系统和隔离交换矩阵。内外网系统通过隔离交换矩阵唯一连接,不存在任何网络连接设备。其中隔离交换矩阵包括其专有的Leadsec ASIC安全隔离芯片和交换芯片。Leadsec ASIC将处理后的数据传递到交换芯片。通过交换芯片的开关控制子系统,隔离交换模块首先断开彼此之间的物理连接,分别通过ASIC芯片连接内外网主机系统,内外网主机系统通过ASIC芯片将处理后数据写入交换芯片的交换子系统或通过ASIC芯片读出交换子系统缓存将将处理后数据拆封为数据块,完成一次摆渡;然后隔离交换模块通过开关控制子系统断开与内外网主机系统的连接,彼此之间建立连接,自动进行协商,实现数据交换,完成二次摆渡。通过这种双摆渡技术,内外网络永远不会直接连接,由于采用专门设计的硬件隔离交换模块进行数据交换,没有任何管理接口,因此,内外网主机系统之间无法进行基于网络协议的数据交换,从而从硬件层面保证了内外网主机系统之间的安全隔离。

联想网御安全隔离网闸在3.2设计的系统中主要功能体现在其数据摆渡的功能上:通过专有隔离交换模块实现基于硬件的安全隔离,交换芯片的开关控制系统使得两个网络之间没有任何的物理连接,没有任何的网络协议可以直接穿透,从而建立了一个安全可靠的安全隔离硬件体系。Leadsec ASIC芯片通过双摆渡技术,实现了物理隔离的条件下的信息交换。

配置描述

对联想网闸进行配置,需要用电脑连接网闸上专用管理端口,内网(即可信网)的配置登陆https://10.0.0.1:8889/,外网(即不可信网)的配置登陆https://10.0.0.2:8889/。登陆须在电脑上安装认证证书。

根据设计,需要对联想网闸外网的如下功能模块进行设置:(1)网络配置模块。在网络设备中填写联想网闸的外网地址和子网掩码。联想网闸的外网地址填写一个制作网地址。静态路由写制作网网关。(2)安全通道模块。该模块有三个子功能模块:“客户端”、“服务端”和“基本配置”。对于外网主机来说,它只有作为客户器接收HTTP请求返回信息的功能,没有作为服务器的功能。因此只需要配置“客户端”功能模块,服务类型选择TCP协议,源地址为任意,目的地址为联想网闸外网地址。“基本配置”选择启动服务。最后保存设置。

对内网的如下功能模块进行设置:(1)网络配置模块。在“网络设备”中填写联想网闸的内网地址和子网掩码。内网地址填写NetGap200的外网网关,子网掩码与NetGap200的外网掩码相同。(2)资源定义模块。在地址列表中添加制作网地址列表。(3)安全通道模块。内网服务器既是服务端又是客户端。作为客户端,以接收审听服务器传送的音频流。服务类型选择UDP协议,源地址选择任意,目的地址选择制作网地址列表。作为服务器端,向播出网发送HTTP请求,服务类型选择TCP协议,服务器选择NetGap200外网地址,流出网ip选择联想网闸的内网地址。在“基本配置”选择启动服务。最后保存设置。

设备性能

运用了ASIC并行处理技术、ASIC协议处理技术、双摆渡传输技术和链路聚合技术。系统吞吐量为线性处理速度的80%以上。

协议隔离设备模块功能描述

在设计的系统中,在联想网闸之后增加了NepGap200协议隔离设备的原因是联想网闸不是针对广电系统专门设计的,若使用其协议转换功能,配置起来相当繁琐,不方便维护。NepGap200针对制播网数据传输数据类型较为固定和数据内容以音频数据为主等特点而研制,对于HTTP、FTP、UDP等服务有良好的支持,容易搭设和配置。同时,可以专门针对音频文件进行杀毒和粒度检查。

NetGap200的主要工作原理(见图5)为:NepGap200由两套独立工作的计算机系统和一套隔离系统(SGAP)组成,两套计算机系统分别是连接不可信网络的不可信网络端计算机和连接可信网络的可信网络端计算机,两套计算机系统通过SGAP系统相连,处理两个计算机体系交换数据事务。SGAP将原始数据从网络协议中剥离后,使用光纤作为传输介质,将物理隔离卡上的RAM作为中间数据暂存区域,透过数据短连接摆渡协议分时摆渡原始数据,从而实现信息交换。SGAP机制不依赖任何现有通信协议,直接在操作系统内核层工作,没有可编程性及扩展属性,具有了不可被攻击的特性。

NepGap200在设计的系统中主要功能体现在以下几个方面:

(1)协议转换功能:NepGap200在两端隔离设备监控所有流经的数据,只有可以验证的和安全方向的数据流可以通过。任何Internet协议都会剥离出原始裸数据,进行格式验证之后,通过SGAP系统传输到远端,然后重新生成新的协议头,再发送到目标地址。

(2)数据格式检验功能:NetGap200针对广电系统的特殊需求进行了优化,可配置为仅允许s48、mp2、wav、mp3等特定文件通过。NetGap200可以对通过的音频文件进行帧级别的内容检测,对篡改文件名后缀、音频文件中嵌入恶意代码之类欺骗方式均能有效甄别并阻止。

(3)病毒粉碎功能:针对某些包含随机采样数据内容的音频文件,例如wav,通过对一些冗余数据的随机修改,在不改变音质的前提下,不存在通过将代码段隐藏、夹杂在随机数据中的方式而通过NetGap200检验的可能性。

配置描述

NepGap200的配置,只需在内网环境下登陆即可。登陆地址为https://NepGap内网地址:445。NepGap的主要功能模块有:网络设置、服务器映射、FTP设置、HTTP设置、系统设置。在网络设置上可以配置内外网地址、掩码和网关。在服务器映射中可以添加http、ftp、udp等服务真实服务器地址和端口及其外网访问的虚拟端口。例如对于webSe rvice服务,内网服务器地址为1.96.4.13,端口为80,映射端口为1210。那么外网访问时服务器地址为联想网闸外网地址,端口为1210。FTP设置中可以设置允许文件格式及检查粒度。

设备性能

最高支持1024个并发FTP连接;单台设备系统吞吐量约400Mbps;SGAP内部数据交换速度:2Gbps;平均系统延时小于lms。

系统的优势

(1)实现了节目制作网和节目播出网的安全隔离。使音频节目制作和播出分别在两个物理上相互隔离的网络内完成,即制作网和播出网,又保证两个网络在逻辑上的互联互通,使得编辑不仅能够在制作网终端上录制、制作、共享、上传节目至播出网,还能够浏览互联网进行资源上传、下载。

(2)安全隔离网闸组由联想网御物理隔离网闸和NetGap200协议隔离设备级联组成,两者共同产生的安全隔离作用符合广电总局62号令和国务院147号令关于广电网络设备的认定,缺一不可。

(3)备份方式多样。两组网闸互为备份,同时负载均衡。一组网闸有问题,可以随时将全部业务切换至一组网闸。除此之外,还利用网络防火墙为制作网和播出网间架构一条异构的节目交换传输备份通路。

(4)播出服务器切换方便。当播出服务器出现问题需要切换至别的服务器时,只需更改NetGap200的真实服务器配置,不需要更改制作网客户端的配置。

摘要：随着网络技术的发展和防范意识的增强,制作播出分离的网络结构模式渐渐成为广播电台的主流。本文在解构广播电台制播网和对比常见的网间隔离方式的基础上,根据制播网的特点和相关的政策法规设计了适合于广播电台制播业务需求的网络隔离系统。系统主要采用安全隔离网闸和协议隔离设备级联的方式,并利用防火墙作为异构冷备。文章随后对系统的主要模块进行了分析,并总结了系统设计的优势。

广播制播网络系统建设 篇2

东莞广播电视台广电中心广播制播网络系统按照技术先进、稳定可靠的建设原则, 通过与全台主干平台的对接, 实现了电视新闻制作系统到广播新闻系统的节目推送, 使全台的资源得到很好整合。该系统于2011年12月建成并投入使用, 目前能满足3个广播频道日常节目制作和播出的需要。

如图1所示, 整个制播网络系统由核心交换、音频存储、数据库群组、媒体服务中间件群组、内网播出及制作、安全隔离、办公网制作区等7大功能模块组成。系统建设主要有以下技术特点:

1.制作和播出功能相对分离。

2.制播核心网和综合业务 (办公网) 网相对分离。

3.使用广播专用网闸实现网间的安全互联和隔离。

4.所有的关键设备都做到在线冗余备份, 避免单点故障。

5.使用存取速度快、易于扩展、可靠性高的集群存储。

6.实现从电视新闻网到广播制播网的音频文件推送。

2网络配置设计

网络采用冗余链路连接方式, 两台以太网核心交换机互为在线备份, 每台接入交换机同时连接到两台核心交换机上;每个直播间都配备主备两台播出站, 每台播出站都是通过双网卡绑定分别连接到不同的接入交换机上;每台服务器都配备两块绑定的千兆网卡, 同时连接到两台核心交换机上;综合业务网和电视新闻网分别通过安全网闸与制播核心网进行连接。

制播核心网内部通过虚拟网络 (VLAN) 来把整个网络划分为播出、制作、数据库服务、媒体服务中间件、存储等几个子网, 各子网之间通过交换机的三层路由功能实现互联互通。播出站和制作站均通过媒体服务器所提供的Web Service来访问后端的数据库;播出站能直接访问存储, 而制作站只能通过媒体服务器访问所提供的FTP服务来访问后端的存储。通过上述技术手段, 一方面保证了不同子网之间相对独立性, 能避免制作站对播出系统的意外干扰, 提高了播出的安全性;另一方面, 又实现了跨子网的信息和数据交换。除此之外, 还通过访问控制列表 (ACL) 来控制工作站的连接, 避免非法授权站点的接入, 保证系统的安全性。

3主要服务器配置

在数据库方面, 均采用SQL Server2008自带的镜像功能, 形成一个一主一备的服务器组。系统配置了3个播出服务器组、1个制作服务器组、1个媒资服务器组和1个新闻服务器组。其中, 3个播出服务器组用于3个频道的播出, 每组服务器对应一个频道;制作服务器组、媒资服务器组和新闻服务器组则分别为制作系统、媒资系统和新闻系统提供数据库服务。

在系统功能中间件方面, 系统配置了3个媒体服务器组, 每一组的两台服务器以主备以及负载分担的方式对外提供服务, 一组用于内网的播出、媒资, 一组用于内外网的节目制作、媒资, 一组用于内外网的新闻制作。播出和制作媒体服务器对内外网播出站、制作站的客户端分别提供Web Service和SOAP接入, 用于播出、制作、媒资料数据库的访问以及业务应用。新闻媒体服务器对内外网的文稿站的浏览器端提供WEB接入, 用于新闻数据库的访问及业务应用。制作媒体服务器和新闻媒体服务器还对内外网的制作站、文稿站提供FTP和RTSP服务, 用于音频文件的存取以及音频流媒体的传输。

在故障监测方面, 系统配置了一台网络监控和短消息报警服务器, 对服务器、存储系统以及网络设备进行状态监控, 该服务器配有短消息发送模块, 当监测到系统出现故障时, 将给出报警信号并给相关人员发送报警短消息。

在系统备份方面, 系统配备了一个全局备份服务器, 该服务器连接一套大容量的独立存储阵列, 负责备份整个系统的数据库以及音频文件, 能对外提供数据库服务和NAS访问, 当系统中任意一组数据库服务器或整个存储系统失效时, 都可以使用该全局备份服务器替代失效的设备, 从而保持系统的运行。

系统中所有服务器都配置镜像硬盘、冗余电源、双网卡等的冗余设备来保证服务器自身的高可用性。

4制作和播出功能相对分离

4.1制播核心网和综合业务网相对分离

整个系统总体上分为2个相对独立的网络系统:制播核心网和综合业务网。制播核心网的业务功能涵盖整个节目内容生产业务流程, 可完成音源采集、编辑制作、播出申请、播出内容审核、播出单编排、多形式节目播出、资料管理及过程监控等一系列业务生产活动, 主要实现网络播出、内网制作和为外网制作提供后台服务。

综合业务上部署着新闻采集站、新闻文稿站、音频制作站等外网站点, 涵盖了新闻制作、节目制作、办公自动化以及获取外部资讯等应用。由于数据交换的需要, 综合业务网上的站点通过安全网闸访问位于制播核心网内的服务器, 实现与制播核心网的互联互通和安全的跨网络应用。

制播核心网对安全性要求最高, 必须能有效防止病毒的感染和网络入侵, 因此选用了广播专用的媒体安全网闸对内外网进行安全隔离。此外, 综合业务网通过带病毒过滤的防火墙实现对互联网的访问, 并且所有站点上都运行着企业级的反病毒软件, 结合自动化的病毒库更新、系统补丁更新以及准入控制等安全应用, 在一定程度上保证了综合业务网的安全。

制播核心网和综合业务网相对分离, 其优点主要从以下几个方面体现:

1.核心内网只提供核心服务和后台服务, 而大量的制作站点尽量外移, 便于系统的维护和管理, 这样更加能确保播出的安全。

2.使用广播专用媒体网闸, 既可以实现网络隔离, 又能有效进行数据交换, 在确保安全应用的基础上实现了内外网站点在用户功能体验上的一致性。

3.主持人可以在一台办公计算机上实现节目制作、新闻采编、办公自动化应用和访问互联网, 从而提高了节目制作的效率和质量。

4.2数据库服务和存储服务分离

东莞台原有制播系统中, 数据库服务和音频存储服务都由同一台机器提供, 机器负载压力大, 当数据查询服务繁重时会导致文件I/O性能下降, 有可能引起播出停顿现象的发生。本项目中, 数据库服务和音频存储服务各自独立分开, 数据库服务器可以专注于数据服务, 而音频文件存储则侧重于文件的I/O性能, 使得整个系统的性能得到较大的提升。由于数据查询服务与音频文件I/O性能互不关联, 从而避免上述播出停顿现象的发生。

4.3制作和播出功能相对分离

东莞台原有制播系统中, 制作、新闻、播出的数据库服务都由同一台机器提供, 业务繁忙时会导致数据库响应速度变慢。本项目中, 制作、播出的后台服务功能相互分离, 制作、新闻、播出和媒资的数据库分别由不同机器提供, 这样有利于减低服务器的负载压力, 即使在业务繁忙时也能一直保持高速度的服务响应, 杜绝业务停顿现象的出现。

原有制播系统中没有严格区分制作空间和播出空间, 并且都是通过共享方式访问存储, 在制作站上就可以直接访问播出空间的音频文件, 因此存在播出音频文件被删除或者修改的风险。本项目中, 严格区分制作空间和播出空间, 制作好的节目音频文件先存放于制作空间, 当审核通过或上单后, 将自动地调入到播出空间供播出使用, 从而杜绝了非法访问播出音频文件的安全隐患。

4.4制作、播出访问存储及数据库的方式相对分离

本项目中, 制作站、播出站访问存储及数据库的方式相对独立, 互不影响。播出站、制作站分别通过不同的媒体服务所提供的Web Service访问相应的后端数据库。在音频文件的访问上, 播出站基于实时的要求, 直接访问存储中的文件;而制作站则只能通过媒体服务器提供的FTP服务和流媒体服务间接访问存储上的音频文件。制作、播出分离访问存储及数据库的方式如图2所示。

媒体服务器向内外网提供WEB、FTP和流媒体服务。制作站访问数据库和音频文件时将使用3种协议:1) 使用HTTP和SOAP协议, 通过Web Service访问制作和播出数据库, 比如查询节目库、打开播出单获取播出单信息和进行节目上单等;2) 使用流媒体协议, 当需要审听节目的时候, 通过流媒体服务访问播出存储空间和制作存储空间中的音频文件, 直接播放音频流来审听节目;3) 使用FTP协议, 一方面把制作好的音频文件上载到内网的制作存储上, 或把存放于内网制作存储上的音频文件下载到本地进行编辑, 另一方面, 使用“播出发布”功能把制作好的存放于本地的节目音频文件或存放于内网存储的制作空间上的节目音频文件通过媒体服务器提供的FTP服务传送到存储的播出空间上, 以供播出使用。这种构架, 对数据保护的安全性比较高。新闻系统在数据库的读写、音频文件的上传和下载以及对节目的审听等都与制作站一样, 使用相同的协议和方式实现制作、播出的分离。

5广播系统专用隔离网闸

本项目通过使用广播系统专用网闸实现网络间的安全隔离和数据交换。各业务网的音频文件经过网闸往制播核心网传输时, 要经过音频帧校验、数据过滤、文件病毒粉碎等处理, 最后通过网闸的安全隔离摆渡到内网系统。通过这些技术, 可以有效的防范病毒的传入和网络攻击。

该网闸通过了公安部的产品质量检验、检测, 具有公安部颁布的《计算机信息系统安全专用产品销售许可证》。

广播系统专用网闸除了使用物理隔离完成数据摆渡外, 还具有以下特点:

1.支持音频帧格式分析过滤, 分析音频数据的特定帧格式。

2.支持音频特性分析过滤:1) 频域特性:病毒体的二进制数据不具有音频数据频谱分量的特性;2) 时域特性:病毒体的二进制数据不具有音频数据在时间轴上的连续特征;3) 声波的过零特性和周期特性:病毒体的二进制数据不具有音频数据的周期性和过零性特征。

3.对二进制数据进行扰动, 特有的病毒粉碎功能:在过滤传输音频二进制数据的同时, 随机对某些样点的最低位进行修改, 这对音频本身的影响极小, 但对病毒体则是完全的破坏。

4.有限支持、严格限制的网络协议及应用代理:1) 支持HTTP协议, 但只能通过SOAP内容, 并使用文本过滤确保荷载为文本;2) 单向UDP传输, 只允许从内网传到外网, 适合流媒体应用;3) 支持FTP协议, 允许音频文件通过, 使用有效的音频数据过滤技术。

6集群存储

在核心存储方面, 采用业界先进的集群存储系统。配置2台高速NAS机头, 一方面两台机头同时对外提供数据存取服务, 实现了数据访问的负载均衡;另一方面, 当其中一个机头失效以后, 另外一个机头会接管所有阵列, 并继续对外提供完整的数据存取服务, 实现了机头的高可用性 (HA) 。每台高速NAS机头存储控制设备提供150MB以上的数据读写带宽, 2台机头为整个存储系统平稳提供300MB以上有效数据读写带宽。

2台NAS机头通过两台FC光纤交换机与4台存储阵列相连, 两台FC交换机互为冗余备份, 每台阵列都采用双控制器分别连接到两台FC交换机上, 而每台机头也分别和两台FC光纤交换机连接, 最终形成一个多路径的SAN结构, 从而避免机头、FC交换机、HBA卡以及链路连接的单点故障。4台存储阵列中两两一组, 两组存储形成一主一备的镜像系统, 每组通过虚拟存储管理技术, 实现统一命名空间, 对外呈现单一存储空间。

对于每一个文件, 存储系统支持数据同步和保护, 当主存储空间有文件写入时, 系统会同步一份到备存储空间;另外, 若主存储出现损坏时, 系统会自动切换到备存储, 数据不会丢失, 当置换损坏的存储后, 系统能在不影响现有应用的情况下恢复数据的备份。

系统配置两台具有HA机制的存储管理服务器, 运行存储配置管理, 并对客户端访问存储系统提供仲裁服务。管理服务器能实时监测存储控制设备的运行状态, 并通过简单网络管理协议向监控报警服务器发送报警信息, 以便维护人员能及时对故障进行处理。

7电视新闻网与广播制播网的连接

为了实现在各业务系统间传输视音频文件, 本台建立了主干数据交换平台, 通过该系统平台实现各个业务系统的互联互通, 该平台主要技术特点:

1.符合国家广电总局《中国电视台数字化网络化建设白皮书》 (2007) 的要求;

2.基于SOA松耦合架构;

3.企业信息总线 (ESB) +媒体总线 (EMB) 共同构成。

企业服务总线ESB完成各业务网间元数据的通信。元数据为全文本, 各业务系统与数据交换平台之间使用基于XML的SOAP协议, 通过Web Service方式实现信息交互。媒体服务总线EMB与企业服务总线联动, 完成视音频文件的传输、迁移。

考虑到在安全方面的重点保护, 广播制播网的接口服务器只与主干数据交换平台直接连接但与本地业务网不直接连接, 广播制播网与接口服务器之间部署了广播专用网闸。

制作人员在电视新闻网上选取新闻素材并确认要发送到广播制播网后, 后台处理过程如下:

1.电视新闻系统把所选取新闻素材的对应文稿转换成XML文件。

2.若素材是视音频文件分开的, 电视新闻系统就把相应的音频文件作为要发送的文件, 若素材的视音频数据不是分开的, 系统就把音频数据剥离出来并生成新的音频文件作为要发送的文件。

3.电视新闻系统把需要传送的音频文件和XML文件拷贝到对主干平台开放访问的存储空间上。

4.电视新闻系统向主干平台申请节目迁移服务。

5.主干平台的数据迁移服务器把音频文件从电视新闻系统拷贝到广播制播系统的接口服务器上。

6.接口服务器把XML文件和音频文件通过网闸传送到内网, 再由内部系统对这些文件进行入库处理。

8结束语

本系统在架构和应用上采用了在当今国内业界有代表性的技术, 都是基于成熟的IT技术在广播制播系统上的先进性运用, 系统方案通过了省有关专家的论证。系统正式投入使用以来, 既在节目制作上满足了方便快捷的要求, 又在技术上满足了运作稳定、安全可靠的要求, 经受住了实际运行的检验, 完全达到了当初技术规划和方案设计的要求, 为东莞台的进一步发展奠定了良好的硬件基础。

摘要：东莞广播电视台广电中心广播制播网络系统是基于当今国内先进可靠的技术建设而成的, 服务于东莞电台广播节目的制作和播出。本文分别从设备配置、制播分离、网络隔离、集群存储、电视新闻网与广播制作网互联互通等方面对系统作出详细的介绍。

制播系统 篇3

而广播电视的安全播出的评价标准就是要在节目播出的过程中保证传输信号的连续性和安全性以及完整性。一旦其中的任何一个标准遭到干扰和破坏, 都会影响广播电视的播出质量, 也就导致了不安全播出, 这样不仅会影响用户的观感, 还无法传达出正确的节目内容, 甚至严重的会影响到运行中的设备的安全。

1 制播网络安全威胁的主要来源和防范手段

第一种, 使用U盘、移动硬盘、光盘等移动存储介质拷贝第三方素材, 导制制播网络的设备受到病毒的侵袭, 这样就会使得广播电视传播的途径受到威胁。因为计算机病毒非常容易通过这些电子制品和电子设备进行传播, 所以一旦这些病毒进入相关的节目播放的系统, 就很难清除。一些病毒可能在传播之后就爆发, 但是还有一些病毒会隐藏一段时间后再爆发, 这样不仅不利于及时的发现, 还会给后续的节目播放埋下安全隐患, 所以应该引起有关部门的重视。因为一旦病毒发作, 就会造成整个制播网络全部瘫痪, 这就需要我们通过技术方式进行预防:

首先, 将制播网络与互联网物理隔离, 隔断互联网这个世界上最大的病毒源;其次, 技术人员要对各种网络播放设备和仪器进行定期的病毒检查, 并针对目前比较活跃的病毒种类做好相关的安全防护, 可以有效的规避一些病毒的感染风险;再次, 在节目播放之前, 要对待播放的节目进行备份处理, 一旦在播放的过程中受到异常干扰, 不至于损毁节目原件, 能够在排除干扰后正常的播出。

第二种, 工作人员导致的节目安全隐患。由于我国的大部分的电视节目采取的是制播的形式, 所以如果一些工作人员在对节目进行非法的访问和调用时, 就会导致制播网络的安全登录系统遭到破坏, 从而影响网络的正常运行功能的实现。所以要对内部的工作人员进行相关的专业技术方面的培训, 避免由于操作问题导致的系统安全隐患。

第三种, 要充分认识灾害性天气可能对广播电视安全播出造成的严重影响, 把防汛防灾作为确保安全播出的一项重要内容, 高度重视灾害预防工作, 制定、完善针对强降雨、大风、雷电、冰雹等灾害性天气的安全播出应急预案和应急处置流程。

2 广播电视制播系统需要实现的目标

2.1 保证应用系统的高效、稳定、安全运行

要实现应用系统高效、稳定、安全运行, 必须要建立、建全严格的安全制播出网络使用与管理制度;对各工作站进行安全策略管理;设置严格的用户使用权限, 隐藏桌面图标并取消鼠标右键功能, 防止操作人员由于误操作或误删除可能会对系统带来的安全隐患;屏蔽光驱、USB接口, 防止非法安装或拷贝软件、素材, 同时也防止病毒的进入感染播出系统;注意保持机房环境清洁、干燥、通风、滤尘。

2.2 保证网络安全性, 尤其是重点保护服务器的安全、稳定

对于硬盘播出系统来说, 数据库服务器是其核心设备, 各种重要的播出数据都在数据库中, 数据库系统在动在动行过程中可能出现一些不可预测的因素而导致数据丢失, 数据丢失将会造成不可估量的损失。数据库要常备份数据库结构文件, 否则一旦数据库瘫痪必然导致整个硬盘播出系统的崩溃。

2.3 保证非编、上载、播出工作站安全、稳定

杜绝人为操作不规范而造成的死机现象。要求编辑人员、上载人员、值班人员必须严格按照操作规程操作, 同时必须及时地建立操作规范、管理制度、维护制度, 一切都按照制度要求去做, 避免了因不规范操作出现的人为差错。要按“日检、周检、月检、季检、年检的要求, 对相关设备、系统进行全面维护和检修, 排除各种故障和隐患, 并及时做好维护检修记录。定期进行保养维护。提高设备运行可靠性, 使设备高质量、高稳定地工作。

3 建立健全安全制作播出管理制度

广播电视节目的播放是一个系统的过程, 所以为了保证播出的顺利进行, 有关部门应该制定专门的管理办法和执行规范, 以避免由于不规范操作导致的安全问题。由于现代电视节目和广播节目的数量不断增加, 实行管理规范不仅可以优化播出过程, 还能够加强各个部门的有效协作。

4 完善相关的播出管理制度

1) 制定相关的管理措施, 提供高机房值班安全管理水平。值班机房对于广播电视节目的安全播出负有非常重要的责任, 所以任何个人和部门在对机房进行使用的过程中, 应该严格的遵守相关的规范。有关管理部门也应该有针对性的对现有的值班机房的管理进行制度上的完善, 使其能够更加符合安全管理的要求。此外, 还要对值班机房的各种使用情况做好监管和记录, 以便在发现安全问题时能够及时的进行追责;

2) 制定相关的管理措施, 加强对设备的检修和维护。也就是说要保证各种运行中的设备能够满足安全播放的要求, 避免由于设备自身的运行问题导致的播出状况。设备的运行必须要从日常的维护和管理入手, 指派专业的技术人员对现有的运行中的设备进行检修, 并及时的对存在异常情况的设备进行问题汇报, 避免由于潜在隐患导致的播出事故;

3) 制定相关的监督措施, 促进各种规范的落实情况。也就是说在制定了具体的操作措施和规程后, 必须要认真的做好落实, 没有实际工作中的落实, 再完善和具体的规范都无法起到作用。这种情况下, 要求管理部门应该组建专门的监管队伍, 对现行的各种规范的落实情况进行反馈;

4) 实行责任负责制度, 增强工作人员的责任感和使命感。也就是说要从工作人员的工作态度入手, 避免各种由于人为的疏忽导致的播出事故。具体的做法就是要对各个环节的播出都进行责任的落实, 根据工作人员的表现进行不同程度的奖惩。

5 加强对相关队伍的业务培训

电视广播设备的应用归根到底是为了工作人员的工作服务的, 所以要想提高广播电视节目的播出的安全性和稳定性, 还是要从人员的管理上入手。

1) 加强对工作人员的职业道德的培训。也就是说要在工作中不断的提高工作人员自身的思想水平, 使其能够真正的意识到广播电视节目的安全稳定运行的重要性, 并以此增强他们的职业道德感;

2) 加强对工作人员进行专业知识和技术方面的培训。由于广播电视节目的播出过程中需要运用到各种设备和仪器, 所以工作人员必须要掌握正确的使用方法和操作技术。作为管理部门应该加强对工作人员的专业知识和职业技能的培训, 这样才能保证工作人员在工作的过程中正确的使用和操作各种仪器和设备, 保证仪器和设备的功能的正常的发挥。另外, 学习正确的仪器和设备的使用方式, 还可以做好仪器的日常维护, 避免使用不当造成的仪器伤害;

3) 加强对工作人员进行应急状况的处理能力培训。也就是说管理部门应该针对自身的情况, 预测和预防这种突发状况, 并做好应急预案, 在实践中加强对工作人员的应急培训。

6 完善的监测系统

监测系统是广播电视应急机制里很重要的一部分。突发事件发生以后, 只有了解当地的具体情况, 才可以做进一步的救灾部署。

目前, 我国已经建立了遍布全国的广播电视监测系统和安全调度系统, 可以瞬间启动所有应急措施。另外, 广播电视安全播出还突出了高科技、自动化, 为我国广播电视的良性发展提供了保障。经过多年的努力, 经历了冰雪、地震等大型自然灾害的考验, 我国广播电视的安全播出系统已经由原来的被动应付发展到主动应对, 应该说, 这种被动到主动的转变, 是一个质的飞跃。

保证广播电视安全播出是非常重要的, 现在广电总局, 各个电台、电视台对安全播出要求非常高, 要求零秒停播, 特别是重大事件安全播出期间要求更高, 这使得设备和人员方面压力都非常大。一直以来, 播出单位都是通过增加人员值班, 24小时不间断工作的方式保障安全播出, 但很多事故是突发的, 设备故障是不可避免的, 因此广电总局对各个播出单位的监测要求至少要对三点进行监测。

第一是对节目的输入信号监测;第二是对输出信号监测;第三是播出以后受众接收端接收的监测, 这是对播出单位的最低要求。除了要对自身播出的节目进行监测, 还要逐步对所有播出设备进行集中监测, 这种全面监测对于帮助值班人员在第一时间发现故障, 判断故障点, 进行快速处置是非常有利的。

综上所述, 广播电视节目的安全和稳定的播出不仅影响着用户的观感, 还对电视广播媒体的形象有着非常重要的影响, 因此在日常的管理过程中, 有关部门应该重视和加强对广播电视媒体播出安全性和稳定性的管理。

摘要：安全播出是广播电视技术工作中的重要部分, 是每一位值班人员的主要任务。文章探讨了计算机硬盘播出网络的安全播出与技术维护工作的特点, 如何按照规程做好广播电视安全播出工作。

关键词：安全播出,广播电视技术,数字化,制播网络

参考文献

[1]杨宝峰.电视节目制作设备的数字化[J].黑龙江科技信息, 2009 (17) .

[2]吕剑.新技术时代下的电视制作现状探析[J].科技风, 2010 (16) .

基于SOA的广播制播分离系统 篇4

随着IT技术的发展,以互联网为基础的新媒体业务也随之出现,并不断发展。广播电台的传统业务受到各方面的冲击,未来电台的发展必须向各个领域扩充。发展新媒体业务,并与传统业务有机结合起来才能生存下去,这才是县级电台应该走的发展道路。

为了提升沙湾县广播电视台广播制作及播出水平,建设一个符合本台各频率实际业务需求的系统,通过构建制播分离系统,来实现节目数据在播出网、制作网及办公网间的互联互通、资源共享,且满足频率专业化、个性化、模块化设计的新要求,沙湾县广播电视台于2014年10月进行了广播制播系统的升级改造,取得了很好的效果。

2 新疆沙湾县广播电视台广播新系统建设目标

为了广播电台发展的需要,以及沙湾广播电视台新媒体业务的今后的顺利开展,沙湾广播电视台进行了广播制播系统的升级。在进行本次新建广播系统时,不但要考虑现在的运行,也要考虑今后的发展,更要考虑全台网的扩充扩容问题,所以本次制作及播出系统构建是以全台网架构为基础进行改造升级的。

新建系统为了实现与外网的互联互通,设置安全的内外网互联技术,实现了外网随时随地可透明的访问内网,改变了沙湾县广播电视台以前数据交换受到限制的情形,制作系统的成品节目可以方便地融入到各个新媒体业务,使电台现有的业务可以和新媒体业务充分的交换数据。

在新的形式下,要求广播电台进行各种不同业务的协调运作,包括即将进行的新媒体业务,需要有一种机制把不同的业务综合起来,进行有效融合,这就是SOA构架。

广播电台的素材采集、节目制作、资料存储、播出通过SOA数字系统互联互通的平台模式,实现了资源的有效整合,可以完成精细的流程化管理,通过SOA这种模式,实现了节目的资源共享、互通互联及信息共享、不但降低了节目成本,完成了海量的节目制作生产能力,还实现了可控制的市场化节目运行,这就是本次系统建设的目的。

完成新建系统后要达到以下要求:一是利用先进的SOA构架建立整个系统,采用Web Service先进技术,通过网闸来实现制作系统、播出系统等每个音频工作站点跨网段的部署,其他应用系统可通过网闸得到制作、播出节目库的各种数据;二是支持ESB数据总线设置,其他媒体系统可通过ESB总线与制作及播出系统进行数据交换;三是该系统具有完备的备份冗余措施,能够使数据安全稳定,确保广播电视台音频资料的存储管理规范集中,安全可靠;四是能够实现电台内部各种资源的统一管理,并且协调复用;五是系统支持多种不同编码、各种格式的及采样精度不同的文件,还可实现它们之间的相互转换;六是完成音频节目制作、编审及播出归档整个环节的全面管理,实现音频制作及应急上下载节目的多种功能的音频制作系统;七是能够实现全台所有音频资源的共享;八是制作系统及播出系统界面实用、操作方便,还可设定个性化的应用。

3 制播分离形式下的沙湾广播制作及播出系统特色

构建制播分离的宗旨:使制作网络尽量大,而播出网络尽量小一些,让其成为扁平化,让播出网络小的目的是确保安全播出。让制作系统尽量大的目的可使其更加完善,功能更加全面,节目内容更加丰富,确保节目的安全播出。制播分离的核心就在于制作服务器和播出服务器是分开的,互不影响,制作服务器制作好的节目会通过软件传输到播出服务器上,供给播出节目使用(如图1所示),制作服务器与播出服务器相互独立,播出服务器的节目与制作服务器无关,真正实现了制作与播出的分离。

新系统建成后,实现了音频节目的采集制作及节目管理、内容发布于一体的制作系统体系,且包含多个子节目制作系统。它们之间互相协调,关联在一个大的系统内,是一个生产链,子系统采集节目、制作节目,并作好管理,当整个节目制作好后,传输到播出系统,而需要发布的内容送到其他系统进行发布,需要保存的有重要价值的资料传入媒资系统进行保存。不论是节目制作子系统的文件还是媒资系统的文件均可通过发布系统进行发布,并可供给其他新媒体使用。

4 新广播系统构成

沙湾县广播电视台制播分离系统包括播出系统、制作系统和内网及外网的多媒体信息共享子系统,功能如下。

1)全系统采用制作与播出系统分离的形式,制作系统服务器与播出系统服务器互相独立,并独立完成制作任务及播出任务。2)通过网闸实现内外网的安全隔离和互联互通。3)灵活的部署方式:子系统采用跨网段方式进行设置,服务器这样的关键设备都设置在内网,可确保安全;所有站点都设置在外网,而外网与内网是通过网闸相连的。所有站点通过网闸访问内网的所有播出及制作服务器,与内网的站点操作一致,均可通过服务器IE浏览器对制作系统进行访问,完成在办公网络上的节目制作工作。4)操作系统接口规范:提供标准的接口(基于SOA标准的接口和XML数据交换方式),其他站点和应用系统通过规范的标准接口,去访问、查询或浏览各系统的节目相关数据及参数,在权限范围内可使用授权下载等功能。该系统构架方式见图2。

5)服务器配置设计:新建广播系统根据新疆沙湾县广播电视台的实际情况设计,目前按照4个频点设置播出系统、制作系统等子系统,如果新疆沙湾县广播电视台再增加节目,再增加子站点即可。

6)网络设置:新疆沙湾县广播电视台新建广播系统采用先进的制播分离系统,无论从安全播出考虑,还是制作的海量数据分析,都具有优势。正是该系统具有的特色,播出系统与制作系统有独立的服务器,各自有自己独立的网络系统,并且播出网络与制作网络利用防火墙来进行隔离,安全可靠。

制作网络与播出网络都使用了2台核心交换机,且2台交换机相互备份,确保安全播出不中断,而且核心交换机采用全千兆口的交换。

4 个直播间都有主备2台播出工作点,每个播出工作站在不同的核心交换机上,如果主播出站出现故障,备播出站会通过另外一台交换机访问服务器,确保广播节目安全、零秒、优质播出。

5 社会效益

该系统自2014年建设完成投入使用至今,运行稳定,极大地提高了节目的制作效率及播出质量,由于采用了制播分离架构,节目制作更加丰富,播出系统更加稳定,引进了先进的基于SOA的构架模式,制作系统与新媒体新业务互联互通,更加方便快捷,节目交互更加方便;新老媒体结合也更加容易,这将极大地提高沙湾广播电视台广播节目制作和播出效率,可以更好地为沙湾县边远山区的各族人民群众服务。

摘要：本文介绍了新疆沙湾县广播电视台广播制播分离系统的主要优势及其产生的相关背景与新广播系统的设计方案,并从技术平台选择、系统构架设计等各个方面详细介绍新广播系统的设计原理。

关键词：制播分离,SOA,系统建设

参考文献

巴西世界杯前场网络制播系统应用 篇5

关键词：文件传输,制式转换,NP混编,MAX挑选传输,MAGMA制作

第20届FIFA世界杯足球赛于2014年6月13日至7月14日在南美洲国家巴西境内12座城市中的12座球场内举行。中央电视台以混合制作岛为主组成本次巴西世界杯前方网络制播赛事报道团队,提供世界杯移动外场采集、编辑、传输平台和技术保障工作。系统具有信号收录、战术分析系统制作、MAX素材挑选传输、移动非编节目制作等核心功能,能够满足巴西世界杯前场节目制作、赛事收录回传需求,具有功能全面、稳定可靠、运行高效等特点。

一系统概述

本届巴西世界杯是中央电视台首次在世界杯转播中应用网络制播技术,前场网络制播系统主要负责ENG组采访制作、赛事收录、FIFA MAX素材挑选、MAGMA战术分析片段制作、文件化回传等工作。前场IBC不设编辑及播出系统,多通道信号全部通过主控回传后场E14演播室播出,多来源素材全部文件化回传后场混合岛制作。6个ENG组单独配备移动非编笔记本进行现场编辑制作,编辑成品通过信号或文件回传。

1. 系统总体方案

巴西世界杯前场网络制播系统沿用混合岛移动外场赛事收录、素材传输、制作等构架,并根据本次报道需求做出了功能调改。其系统组成为:D5收录域、MAGMA战术分析制作域、MAX素材挑选回传域、系统后台服务域等多个核心业务模块。

由于巴西前场为N制1080i/59.94环境,为保证前后场素材兼容,系统在设计时就充分考虑各流程格式转换问题,所有信号级素材经主控制转后回传,所有文件级素材经系统转码后回传。

●ENG组60i环境采编.P2摄像机采用1080 60i拍摄.移动非编采用1080 60i编辑制作,成品小片以SDI方式回传IBC;也可支持移动非编软件转码为1080 50i文件,文件级回传混合岛使用;

●全部64场1080 60i比赛信号经IBC主控制转为50i后.多通道D5收录,选用DNxHD 120M作为主编码格式。前场收录高码素材文件级回传混合岛制作、归档;

●FIFA MAX提供的素材为1080 60i、AVCIntra 100M OP1A编码文件,经IPD挑选后发送至暂存盘,后台转码为1080 50i DNxHD 120M文件后回传混合岛制作、归档;

●Viz Libero工作站制作的MAGMA战术分析片段可通过信号或文件回传,信号级回传由主控制转,文件级回传由前场转码服务器制转。

2. 传输暂存

本次前场网络制播系统没有配备核心存储,选用服务器、工作站本地硬盘并用,用Windows二次共享方式作为传输暂时存储,D5收录、MAGMA制作、MAX挑选传输前的文件都存在本地暂存区上。

3. 信号收录

本次巴西世界杯采用D5多通道记录服务器作为本次赛事高码率视频的收录服务器。高清信号收录的编码格式为DNxHD 120M。

●同时支持8路高清信号采集,采集信号为主控X85转换后的1080 50i信号;

●收录系统支持收录信号的边采集、边迁移、边编辑;

●编辑可在挑选工作站软件中实时对收录中的任务进行编辑和打包生成,无需等待文件收录完毕或者整个文件封口后便可进行素材传输。

4. MAX素材挑选传输

MAX系统的英文全称是Media Asset Exchange,是由FIFA官方提供的媒体素材交互服务,是继2010年南非世界杯后中央电视台第二次订购该项服务。本次MAX素材回传采用文件化方式回传,应急时可采用信号回传。由于MAX系统提供文件为AVCIntra 100M 1080 60i素材,为保证后场混合岛能正常制作播出,故在前场传输前将完成素材文件AVCIntra 100M 60i到DNxHD 120M 50i素材转换。

5,MAGMA战术分析系统

本次巴西世界杯首次预定了HBS提供的MAGMA Pro战术分析系统,MAGMA系统的全称是Match Analysis Graphic Machine,通过Vizrt工作站与MAGMA的数据整合,对比赛进行实时动态战术分析。

二系统产能分析

世界杯不同于综合性运动会,有赛程长、密度低的特点。巴西世界杯比赛时间为6月12日至7月13日,分为小组赛和淘汰赛,共有25个比赛曰,7个休息日。小组赛阶段单循环赛制,每日平均3场比赛:决赛阶段淘汰赛制,随淘汰赛进程每日比赛数量下降。每日最多4场比赛,同时并发2场比赛。

IBC前场网络制播系统自6月8日投入使用,整个世界杯期间,系统运行稳定。6个ENG组共完成了ENG素材拍摄104小时,移动非编回传成品节目14小时。全部64场比赛高码收录共216小时,MAX素材挑选84小时,MAGMA片段制作1.5小时,前后场文件化传输共计319小时。

前场共有6个ENG组.共拍摄素材104.8小时,平均每个ENG组每天拍摄35分钟,拍摄量与南非世界杯时相当。

注:6.30、7.1、7.10分别有4组ENG先后回京,故7月后日拍摄量减少。

6个ENG组共产出成品节目13小时52分钟,平均每组每天成品产量4.3分钟。回传总量较南非略有下降,但南非主要回传10分钟素材,而本次由移动非编编辑成品回传后,混合岛可直接播出。

前场收录全部64场比赛高码信号,共计收录时长为216.4小时,平均每场收录3.38小时,与南非世界杯量值相当。每场比赛收录素材分为赛前、上半场、下半场(含加时赛和点球)三个片段进行传输。日峰值收录4场比赛共计13.4小时,每日收录素材均在当天传输完毕。

自6月8日MAX系统上线使用,36个工作日共计挑选MAX素材2902条,时长84.3小时,较南非世界杯增加22.8小时,回传成品不仅应用于包装类节目,在新闻专题类节目也得到广泛应用。

MAGMA制作为本届世界杯首次应用,64场比赛共制作MAGMA片段173条,平均每场比赛制作MAGMA战术分析片段2.7条,总计成品片段时长1.57小时。MAGMA片段制作主要针对精彩进球进行战术分析.根据每场比赛精彩程度、进球数、制作复杂程度等制作数量不同。

前场全部D5收录素材、MAX挑选素材、MAGMA制作素材全部回传后场,总计传输319.3小时,平均每日传输8.9小时,日峰值传输16.5小时。

三系统创新点

1.“NP”混编

由于巴西为N制59.94环境,IBC、单边点的制作及监看环境均为1080 60i。以往的外场转播信号制式转换全部由主控完成,前场制播是PAL制50i的环境。而本次世界杯最大的不同,前场制作是60i环境.而素材传输全部采用文件的方式,这就意味着信号与文件的制式转换、NP混编是本次转播的一大难题。

考虑到既要保证信号在前场的统一调度,又要保证传输回后场的文件混合岛能直接使用,我们在制定系统方案时设定两大原则:

●系统信号级输入为50i/60i信号,输出为1080 60i信号;

●系统文件级输入为1080 60i文件,输出为1080 50i DNxHD120M编码文件。

从表1中不难看出,本届世界杯前场素材来源、信号/文件格式是非常复杂的,在前期设计时我们充分考虑了各种流程的应用性,通过现场灵活应变满足了不同的节目内容需求。本次转播首次实现了巴西前场NTSC制与混合岛后场PAL制素材的纯文件级转换,并可以在时间线上进行“NP”素材实时混编,图像质量达到硬件转换相同标准,。

(1)时间线NP实时混编

混编并不是一个新鲜的概念,但以往我们对混编的理解主要是在同一时间线上各种编码格式文件可以混合编辑。本次巴西世界杯,我们使用索贝非编软件首次实现了50i、60i不同制式多格式文件的混编,也就是NP混编。

●60i素材拖拽到50i时间线上,或50i素材拖拽到60i时间线上,非编利用插值算法实时转换帧率,确保原素材时长不变、声画对位;

●无论60i素材还是50i素材,均可直接拖拽到任意时间线上,时间线播放时可实时画面浏览、SEEK、挑选打点、编辑等;

●任意形式混编在输出时根据时间线选择格式进行文件转码;

●50/60素材的混编,完全达到编辑纯50i素材相同的效果。

(2)优化软件转码算法

针对本次世界杯素材镜头转换快、画面丰富、对细节处理要求高等特点,研发了FieldMix按场计算映射转制技术,在原本60场的数据中按比例选取其中50场数据,再将这50场数据采用前后两场进行混合插值.生成新的50场数据,生成过程中添加了运动补偿及字幕显示效果优化处理。

转播期间全部MAX挑选的素材均是应用MPC软件转码,无论常规镜头画面还是摇移的大转场画面,转制后自然流畅无细节丢失,完全达到硬件转制相同质量要求。同时转码效率超实时,在Z820工作站硬件支持下以2倍速同时完成帧率转换和编码格式转换。

2. 移动非编全球应用

移动非编在混合岛已经推广了一段时间,在体育频道、财经频道节目中都得到了良好的应用。本次巴西世界杯是移动非编首次在境外大规模使用,在功能、性能、稳定性各方面得到充分考验,远程传输极大便利了编辑记者的使用,取得了一致好评,全面取代了传统便携编辑机。

●支持多格式、多制式混编,记者所拍摄的P2AVCIntra 100M 50i或60i素材可实时上时间线混编,大大提高了设备兼容性和记者编辑效率;

●支持多种方式输出。既可以按时间线格式输出50i/60i HDSDI信号,满足传送点信号传输需求,也可以支持多格式文件输出,编辑可根据自身所处的网络性能决定输出格式,有利于保证传输的高效性,

●文件传输快捷方便,可一键回传混合岛入库,极大提高了传输效率。采用专用的vTube传输软件,支持UDP/FTP传输,自动探测网络选择传输协议,相同网络环境下,传输效率是QQ传输的5倍以上,

●配备接口盒、配音棒满足编辑配音以及信号输出的需求,更有素材安全备份盘。通过专用备份安全盘的应用.既实现素材一键备份功能,又可直接被移动非编系统引用,解决P2素材备份和外设连接安全的双重难题;

●实现了通过谷歌地图的实时定位、远程监控,可通过网络查看系统状态,远程锁定、解锁、维护等。

3. 动态带宽分配传输

巴西世界杯作为距离最遥远的一次外场转播,网络制播的远程传输性能得到了最大考验。

本次前后场传输通道共有主备两条155M链路。在比赛直播时,由于全部10路公共信号同时回传后方,经主控Nimbra分配后共有两个18Mbps通路用于文件传输,显然此带宽无法保障大量的文件传输需求。我们联合主控制定了动态带宽传输分配方案,每日根据赛事情况进行切换,比赛时间:主18Mbps备18Mbps;非比赛时间:主128Mbps备110Mbps。经过北京,巴西两轮的测试调优,通过对vTube传输软件手动动态分配双链路传输任务,赛事期间空闲双通道128Mb极限带宽下传输速度可到达31.5MB/s.比赛期间双通道18MB限速下可到达4.3MB/s,传输带宽利用率可到达95%,且零故障的完成了共计300多小时的传输任务。

4. MAGMA战术分析制作

本次巴西世界杯首次预定了HBS提供的MAGMA Pro战术分析系统,通过Vizrt工作站与MAGMA的数据整合.可以进行实时动态三维战术分析,丰富比赛包装手段。

(1)系统构成

MAGMA系统由1套Viz Libero工作站与1套EVS视频服务器组成。

(2)MAGMA,数据接入

Deltatre公司作为本次数据提供商为持权客户提供全部比赛的实时数据跟踪,通过与Viz Libero系统数据接口的整合,可在世界杯赛事中实时获取数据信息。

(3)工作流程

●Libero工作站安装素材模板、包装模板,接收MAGMA数据;

●战术分析所需公共信号通过四通道EVS XT3记录;

●制作人员在Libero工作站上,通过与EVS连接的SDI线路选切需要的信号源,控制EVS片段播放、挑选;

●EVS播放同时完成Libero软件的效果制作,制作成品渲染到系统暂存盘;

●通过文件回传(同MAX流程)或SDI信号回传北京。

(4)系统实现主要功能

Viz Libero系统包含几十种功能模块进行赛事分析,可以实现跑动距离、跑动速度、球速、距离、真空地带、球员标注、传球路线、跑动路线,以及球员跟踪,球员的放大、消失,球员虚拟跑动,创建虚拟景别镜头,摄像机画面以及虚拟景别间的3D画面飞跃等等。

5. MAX挑选传输

FIFA MAX的应用对央视世界杯转播来说已经不陌生了,本次依然是由EVS系统作为平台提供内容服务,不同于上届的是本次我们采用了全部文件化传输,后台系统高度智能化。编辑只需在MAX工作站上完成挑选.系统后台自动发起转码传输任务,回传混合岛后自动入库,可供后方编辑使用。本次回传成品量较上届世界杯多22.8小时,回传的成片内容不仅用于后方包装节目使用.更多应用于新闻专题节目,极大丰富了新闻素材内容和制作手段。

(1) MAX系统构架更加合理化,两台挑选工作站自带6T在线存储

MAX系统工作流程为:

●节目编导在组委会提供的IPD上浏览挑选MAX素材,并打点迁出;

●MAX将迁出文件直接迁到FILE工作站本地存储上;

●磁盘扫描程序发起MPC转码远程传输任务;

●MPC完成60i素材到50i素材转换;

●vTube完成传输动作,文件落地混合岛ISIS存储(单机支持双通道);

●前场代理服务发送入库消息至后场代理,后场代理完成混合岛入库。

(2) MAX素材内容更加丰富

本次MAX素材服务为各个持权转播商提供了四千小时左右比赛、赛前信息、赛后信息、场馆信息、风光航拍等素材。每日应用主要分为球队动态、球队赛前特辑、宣传片、故事、场外花絮、比赛日特辑、特别制作、技术分析及慢动作等.极大地丰富了世界杯节目组成。

(3)用户操作简单化

基于IP的电台制播系统架构研究 篇6

随着网络媒介在世界范围内逐渐普及, 以互联网为主要形式的新媒体业务飞速发展, 对包括广播在内的传统媒体形成巨大的挑战。进军新媒体、发展新媒体、加快与新媒体的融合, 已成为各大传统媒体发展的必然趋势[1]。Ao IP技术作为一种全新的音频传输、处理方式, 为广播电台数字化、网络化建设带来了一场新的革命, 它的出现不仅将推动传统广播与新媒体的加速融合, 同时也将更好的促进电台新媒体业务的快速开展。因此, 为更好的应对未来音频领域的IT化趋势, 建立基于IP的电台节目制播系统势在必行。

1 IP化带来的优势

传统的广播电台音频系统通常采用AES、MADI、SDI等基础数字音频协议传输音频信号, 不同系统间的信号交换往往需要专门的接口和路由, 系统整体不灵活, 扩展性不强, 难以满足日益增长的全媒体业务发展需要。IP化后的音频系统利用TCP/IP技术, 通过以太网进行数据传输和功能管理, 可极大提升系统操控和管理的便捷性和灵活性。其带来的优势主要有以下几点。

1. 更好的保障节目质量

在模数转换的开始阶段, 音频信号被转换为原始的音频文件, 以IP封装的形式进行传输。因为未经过新的数模转换, 也无二次的编解码过程, 因此最大限度地保障了节目质量。

2. 更好的支撑节目生产

从节目生产工艺流程来看, 因为中间没有转码环节, 不会发生额外的时间开销, 效率被保持在最高, 提高了电台节目的生产效率。

3.更好的扩展新媒体业务

由IP方式进行的内容分发和接收, 避免了专有设备的配置和部署, 打破了不同平台之间、不同厂商建设系统之间的技术壁垒, 为可能产生的新业务提供了灵活、开放的基础支撑平台。

4.节约系统投入和维护成本

由于主要采用通用的网络技术, 系统绝大多数环节不需要增加额外的专有设备, 并且技术人才的培养周期也将大幅缩短, 使系统总体投入以及后续的维护成本实现最小化[2]。

2 Ao IP技术研究

Ao IP是基于IP的音频传输技术, 它采用了广泛使用的TCP/IP网络协议, 将音频信号以IP数据包的形式在局域网和广域网上进行传输, 每个数据包均有一个唯一的IP地址, 通过这个IP地址可以在网络中进行任意路由[3]。目前Ao IP技术体系中应用最广的是Dante数字音频传输技术。

2.1 Dante协议简介

Dante是Audinate公司于2003年提出的一种基于3层的IP网络技术, 它采用Zeroconf协议, 简化了网络的运行模式。Dante技术可以在以太网 (100M或者1000M) 上传输高精度的时钟信号, 以及专业音频信号, 并进行复杂路由。该技术继承了Ether Sound与Cobra Net的所有优点[4], 如:通过非压缩的数字音频信号, 保证了良好的音频质量;同时, 解决了传统音频传输中繁杂的布线问题, 降低了成本;完全兼容台里现有网络, 无需做特殊配置;对于网络中的音频信号, 均以“标签”的形式进行标注等。目前, Dante数字音频传输技术已广泛应用于广播系统、智能楼宇系统、电话会议系统、大型运动会等行业。

Dante技术在音频传输时使用UDP/IP协议, 其网络连接如图1所示。

音频信号通过语音服务器转换成UDP/IP网络信号并传送到网络中, 音频信号以数据包的形式在网上路由到任意的其他服务器, 并转换成模拟信号提供给扬声器等设备。对于其中的处理设备, 如数字调音台和数字处理器等, 无需进行数/模转换, 可直接在网络环境中处理数据包, 并以相同的UDP/IP数据包返回网络的其它设备。在此过程中, 每个设备无须关心信号的具体路由, 也无需关心这些信号的来源, 因此将很大减轻断点设备的配置复杂度。由一个专用的软件进行统一管理, 完成整个的路由过程。

2.2 Dante虚拟声卡

Dante虚拟声卡能够使得PC/Mac连接到一个Dante音频网络, 如图2所示。它使用电脑自带的以太网端口通过交换网络与其他Dante设备通讯。用户可以在普通的电脑和笔记本上安装Dante虚拟声卡软件, 除此以外, 无需特别安装任何其他的硬件。

Dante虚拟声卡和其他标准的ASIO或者WDM的声卡一样, 可以在PC/Mac上使用。通过使用Dante虚拟声卡可以同时传送和接收高达64轨的网络音频信号, 支持44.1 k Hz、48k Hz、96 k Hz的采样频率。

2.3流媒体软件

流媒体转换软件主要用于对外的流媒体发布, 使用现在主流的Red5软件 (图3) , Red5的主要功能与Macromedia公司的FMS相似, 是一款基于Flash流媒体服务的Java开源流媒体服务器。它使用RTMP作为流媒体传输协议, 与FMS完全兼容。同时, 还具有流化FLV、MP3文件, 实时录制客户端流为FLV文件, 实时视频播放、远程控制等功能。

3建设目标

本方案立足于广播电台的节目制作和播出IP化需求, 在传统电台“制播网”的基础上, 整合现有制播系统内已有的历史资料及音乐制作资源, 通过引入专业的节目智能编排技术, 使节目制作人员更加专注于节目内容本身, 有效提升电台节目的生产效率。同时, 突破传统广播电台制播模式的诸多局限和瓶颈, 建立全新的基于IP的电台制播业务流程, 实现音频节目“采、制、播、发”全流程IP化, 为提升电台节目的生产制作水平, 推进与新媒体的加速融合, 提供坚实有力的技术支撑保障。

4基础网络设计

在网络播出系统的网络结构设计中, 需要充分考虑现有音频节目制播系统的技术体系、接口状况、部署分布、业务关系等实际情况, 遵循先进性、安全性、可靠性、易扩展性等基本原则, 按照《广播电视安全播出管理规定》 (总局62号令) 、《广播电台数字化网络化建设白皮书》和《广播电视相关信息系统安全等级保护基本要求》的相关要求, 设计了网络架构。详情见图4所示。

各功能网的系统说明如下:

1.音频制作网承载着音频节目编辑、制作、共享、发播, 以及节目审听等广播电台日常音频业务。按照内网的安全管理要求, 办公区制作终端和录制机房音频工作站, 统一安装指纹设备、杀毒软件、策略管理等安全管理套件, 禁用串口、并口、USB等外接端口;音频制作存储设备 (主备镜像) 以及备份存储设备 (离线备份) 是广播电台的内部存储资源池, 配置合理的存储策略, 保证全台用户交换、共享音频节目素材的无中断调用;FTP、Webservice、审听服务器主要用来为制作网用户提供节目制作管理的核心服务支撑, 包括:文件传输、数据库查询, 以及流媒体播放等。

2.音频播出网承载着所有广播电台的节目播出任务, 按照总局《广播电视安全播出管理规定》中对信息系统边界防护的相关要求, 音频播出网通过安全隔离网闸与音频制作网进行物理隔离, 并在播出网内部署了IDS、IPS、防病毒网关等安全设备;在保证网络内相关角色服务器免受病毒攻击的前提下, 通过Webservice接口和FTP方式实现播出节目的上单及审听, 同时部署播出告警服务系统, 实时监控播出网络内业务流程及播出运行状态, 为安全播出提供基础技术保障[5]。

3. IP流分发网是专为广播电台设计并建立的IP业务分发控制网络, 其主要功能可分为IP流分发调度和IP流分发监控两部分。

IP流分发调度平台, 主要通过综合调度平台对直播间、录播播出站、卫星接收、外来回传等IP流信号进行汇聚、交换和调度, 并经过发布服务器群和IP流切换网关, 面向不同的播出渠道统一对外发布 (包括传统广播通道、新媒体播出通道、节目收录系统和信号监测系统等) 。IP流分发监控平台, 主要包括IP组播流授权管理和IP流组播网监控, 其基础网管功能具备网络拓扑自动发现、网络状态监控、交换机配置管理、网络故障告警、网络流量统计等。在内部结构上, IP流分发网采用双核心和双链路冗余设计, 为便于直播间信号汇聚, 各楼层分别部署楼层交换机与核心相连, 不同的硬件设备依据业务划分接入不同的VLAN之中。

5体系架构设计

基于IP的电台节目制播系统由音频节目制作系统、直播间音频系统、多通道录播播出系统、综合调度平台和分发监控平台、IP流发布系统等5个子系统共同构成。其中, 音频节目制作系统位于制作网内, 主要用于音频节目的制作、编排等;直播间直播系统、多通道录播系统位于音频播出网内, 分别用于实现直播时段和录播时段的节目播出;综合调度平台、分发监控平台和发布服务器群位于IP流分发网内, 对外来信号、节目播出信号、录制信号等进行汇聚, 是各类信号交换的枢纽和桥梁;IP流分发系统位于DMZ区, 是音频节目制播系统的统一对外出口, 用于实时对外发布播出内容和相关服务信息。详情见图5所示。

5.1音频节目制作系统

音频节目制作系统主要用于实现直播素材的制作、编辑、上传和录播节目策略编排, 其部署不改变现有的音频节目制作播出流程, 仅需在已有音频节目制作管理软件内新增“发送直播音响素材”和“节目智能编排”功能即可。具体说明如下:

1.发送直播音响素材

利用此项功能, 编辑人员可在办公室和机房制作终端, 将合成好的的音频素材批量上传至直播编排站的对应资料库内 (包括:资料、片花、音乐、广告等) , 供直播时主持人随时调用。

2.节目智能编排

节目智能编排功能主要用于对电台录播时段的音频节目进行策略编排。编辑人员可以结合策略组合中的编排规则, 对录播时段中播放歌曲的年代、艺人、情绪、节奏等进行设定, 从选材上把控节目的整体基调。同时, 配合循环规则和衔接规则的使用, 使节目更加具有多样性与连贯性。此项功能不仅可以帮助节目制作人员轻松完成节目规划, 而且可以大幅提升电台节目的制作效率和播出质量。

5.2 直播间直播系统

直播间直播系统主要利用现有直播机房环境完成电台直播时段的节目播出及直播IP音频流转换, 其系统由直播调音台 (包括其周边设备) 、1台Dante协议转换器、1台直播编排站构成。在直播时, 主持人操作调音台和直播编排站进行节目播出, 同时经Dante协议转换器转换为直播IP音频流, 实时汇入综合调度平台进行统一的调度分发:

1.直播编排站

当直播时, 主持人利用直播编排站对直播音响素材库内的音频资料进行快速检索和插入播放。此外, 为适应互联网环境下的信息传播, 更加突出简洁、实用、灵活的功能特点, 编排站后台与微博、微信、社交网站等新媒体平台对接, 支持用户生成内容的采集和发布。

2.Dante协议转换器

Dante协议转换器可实时将调音台输出音频信号转换为适合在网络传输的IP流, 并通过IP流分发网的楼层交换机, 汇聚入核心交换机进行IP流的交换和调度。

5.3 多通道录播播出系统

多通道录播播出系统主要用于实现广播电台录播时段的节目播出及录播IP音频流转换, 由录播服务器群和一播多工作站群构成。编辑人员可根据本频率录播节目的播出安排, 使用节目智能编排功能完成相应通道的节目编排, 并对编排后的节目单进行审核和微调。之后, 由多通道录播播出系统同时输出多路不同的录播IP音频流, 汇入综合调度平台进行统一的调度分发。

5.4综合调度平台和分发监控平台

综合调度平台可完成对直播间IP音频流和多通道录播播出系统录播IP音频流的集中汇聚交换和调度分发。以某频率全天的播出节目为例 (上午直播, 下午录播) , 综合调度平台会在上午时段点对点输出直播间直播IP音频流, 而在下午时段转为多通道录播系统中其对应的录播IP音频流, 这样就形成了一套完整的电台“直播+录播”的节目形态。

分发监控平台主要用于对IP流分发网内的IP流信号状态、码率、抖动、延时等进行监控, 实现对各频率节目播前播后的监听、监测和管理, 并在出现各种故障时, 采取各种应急处理方案, 实现电台音频信号网络化、智能化的管理、分析和控制, 实现全台安全、高效的节目播出, 并为电台播出效率的提高提供策略支持。

5.5 IP流发布系统

IP流发布系统主要将经过综合调度平台组织后的IP音频流信号, 通过虚拟声卡编码站和流媒体服务器处理, 由IP流切换网关分发到不同的播出平台, 然后再根据业务需要, 转换为合适的音频码流, 供不同的终端接收使用。

6业务流程描述

编辑用户在使用基于IP的音频节目制播系统进行音频节目制作播出的业务流程如图6所示, 具体流程描述如下:

1.首先在录音间或办公室使用音频编辑器和节目制作软件完成音频节目的录制、编辑, 以及入库操作;

2.完成网络节目制作后, 使用节目制作软件的“发送直播音响素材”和“节目智能编排”功能, 将节目分别上传或编排至对应的直播音响素材库和一播多录播出库之中;

3.主持人在直播间使用直播编排站调用直播音响素材库中的音响素材进行直播, 并由直播调音台输出直播IP音频流;

4.编辑人员对多通道录播播出站进行智能排单, 录播播出站根据自动排好的节目单进行自动化播出, 并输出录播IP音频流;

5.直播间IP音频流、录播IP音频流共同汇入IP流分发网, 由综合调度平台按照节目单设置进行统一调度切换, 形成一套完整的广播频率;

6. 将形成的完整广播频率IP音频流最终送入发布平台, 进行对外发布;

7. 根据需要, 播出后的节目被收录入现有的慢录系统中, 供节目的二次生产加工使用;

8. 为实现对系统内所有环节的状态监控和操作审计, 应设置监控告警系统, 并提供完善的日志记录和事件侦测功能。

7系统特点

相比传统电台制作播出系统, 本设计方案的特点主要集中在:

1.采用全IP网络架构设计, 所有音频信号均转化为IP流模式进行传输, 真正实现广播、计算机网络的多网合一;

2.在电台节目制作中, 引入智能编排技术, 大大提高编辑人员的工作效率, 并有效提升频率的类型化水平;

3.无需布设传统音频线路, 仅需对现有机房基础环境进行简单网络改造, 即可实现IP流播出;

4.采用直播、录播IP音频流组合的电台节目播出方式, 使一套直播节目可灵活搭配多套不同的录播节目, 组成多套不同风格的类型化广播频率;

5.由于采用IP流切换网关, 可便捷的实现电台节目内容在不同播出平台上 (传统媒体+新媒体) 的直接发布, 有效提升广播电台的全媒体服务能力;

6.在网络安全方面, 根据安全域划分, 在各功能网内部均部署网络安全设备群进行安全防护, 对外通过DMZ区向公网进行流媒体发布, 总体架构上形成自内而外的纵深防御体系。

8结束语

本文所提出的基于IP的音频节目制作播出系统, 打破了传统广播电台封闭的节目制播模式, 在保证节目制作播出安全的基础上, 通过引入智能编排和IP音频等新技术, 将台内已有音频制播系统与IP音频网络相互融合, 大幅提升现有的电台节目制作效率, 使电台的播出发布模式更加灵活方便, 为多终端用户提供更为优质的个性化电台服务。该系统的架构和功能设计充分考虑了未来广播新媒体业务的发展需要, 其设计思路可为其他电台技术系统建设提供借鉴和参考。

参考文献

[1]Peter Fingar.云计算:21世纪的商业平台[M].北京:电子工业出版社, 2009:25.

[2]许斌.全台IP化技术探讨[J].广播与电视技术, 2014 (8) :28-32.

[3]邱国雄.基于IP的Wheat Net-IP在广播中的应用[J].中国传媒科技, 2012 (6) :76-77.

[4]王丽娟, 萧宝瑾.浅谈Dante数字音频传输技术[J].科技创新导报, 2010 (2) :240.

虚拟化技术在制播系统应用的研究 篇7

1 虚拟化的概念

虚拟化是指对操作对象的物理实施和配置做抽象分析,并将抽象分析结果转化为完整的逻辑对象,通过将逻辑对象重新分解定义模拟成一个符合期望的操作对象实体,进而脱离物理对象层面的约束,以效能最大化的目的灵活应用物理对象资源的技术。当前虚拟化技术主要有3 个分支: 存储虚拟化、服务器虚拟化及桌面和应用虚拟化［1］。

2 虚拟化技术在制播系统中的应用

2. 1 存储虚拟化

无论基于何种构架,高码率视音频数据的存储与共享都要求存储系统具备极高的安全性和传输速度,IP SAN由于其安全、低廉、开放、大容量、高传输速度的优点,已在中小规模制播系统得到了广泛的应用。

本台大洋非线性编辑系统正是基于IP SAN构架,核心存储设备为DFT RS-3016I-S30,其内部通过四通道高速流量控制器HSTD与RAID5 磁盘阵列相连。内嵌于HSTD的VMV存储虚拟化软件将存储空间虚拟成一个大的存储池,再以LUN的方式提供给服务器使用。VMV可以动态增加、缩小虚拟存储池的大小,并在不停机的前提下创建虚拟磁盘和更改磁盘大小。通过LUN映射可阻止应用主机对共享存储HEART、SQL分区的数据访问,确保系统安全,同时单LUN可以支持多物理端口的并发工作,从而大大提高访问带宽,如图1 所示。

虚拟存储技术RAID、LUN的应用能为整个数据交换提供了高带宽、高容错的集中存储访问,但也存在一些问题,如果应用需求有所变化,往往需要重做RAID和LUN,从底层向上再一次初始化,这就需要做数据迁移,并可能引出一大堆需要处理的问题。最新的虚拟存储技术VSAN可支持基于策略的存储管理,在不停机的情况下,通过直接修改策略来满足应用对存储的新需求,但到目前为止VSAN只能部署在可用性要求较低的虚拟化环境中,还不能应用在高可用的制播系统中。

2. 2 服务器虚拟化

制播系统由于其业务的多样性、复杂性,需运行多种不同用途的服务器,同时为满足系统安全性要求,每台服务器均需配备热备,服务器数量多且利用率不高。本台大洋非线性编辑系统已采用传统的MSCS集群方式对AD、SQL、MDC、文稿服务器进行整合,服务器数量显著减少,但还存在部署复杂、负载不均衡等缺点,如进一步应用VMware v Sphere服务器虚拟化技术将物理机迁移至虚拟机中( 图2) ,与MSCS集群方式相比还具有更灵活的系统部署、更优化的资源利用、更高的可用性优点。

在设置v Sphere集群时,一般最小设计3 台ESXi主机、1个共享存储、1 台v Center Server( 可放置在ESXi虚拟机中) 或1 台v Sphere Client,这样集群上运行的虚拟机以及运行在虚拟机中的应用程序,都是高可用的,而HA同FT的区别在于FT是在HA的基础上实现的,虚拟机切换时,HA存在一个中断时间( 操作系统重新启动时间) ,从而造成业务的短时间中断,FT则可以做到类似传统热备的零切换时间,保证业务系统不受影响［2］。当前FT唯一的不足在于处于容错的虚拟机只能分配一个CPU,而不支持多CPU,这就使得一些负载较重的服务器无法通过FT技术实现高可用。

值得一提的是,v Sphere的一些高级功能,例如v Motion、DRS、HA、FT,非常依赖于高速共享存储,这是因为虚拟机被封装成一个档案文件和若干相关环境配置文件并被存储在共享存储中,共享存储性能的好坏及服务器到存储的连接速度,都会影响虚拟机的性能,此种情况下应优先考虑使用SAN,不建议使用VSAN,除VSAN可用性较低外,另一个原因是如果使用VSAN,就不能利用DRS及DPM功能整合虚拟机从而待机运行节省能源。

2. 3 桌面和应用虚拟化

制播网应与外网完全隔离,以此杜绝安全威胁,但在制播过程中为获取信息,工作人员仍有一定的外网访问需求,同时在日常工作中还要访问各类管理系统、撰写文稿、收发邮件以及浏览媒资素材,这就需要建立单独的桌面系统和应用平台,而这正是桌面和应用虚拟化技术的强项。如果应用需要完整的桌面环境,通过VMware Horizon桌面虚拟化软件在服务器端定制安装好操作系统、防病毒软件、安全补丁、应用软件的模板计算机,可快速部署多个虚拟桌面,客户端通过PCo IP协议［3］直接访问虚拟桌面。对于不需完整桌面环境的一些应用,应用虚拟化提供端到端的应用交付服务可以解决这一问题,以Xen App应用虚拟化软件来说,客户端可通过ICA协议的1494 端口直接访问应用服务器,如图3 所示。

桌面虚拟化和应用虚拟化均支持应用安装配置集中化,灵活支持应用对客户端软件版本的特殊要求,减少管理和支持成本。都只传输键盘鼠标信号及屏幕变化信息而不传输数据。所有数据存放在后台,终端不存储业务数据。都可集中控制终端用户权限,如禁止拷贝、粘贴、打印、上传下载、禁止访问特定应用等,从而既保证了内外网互访下系统的安全稳定,又提高了用户的工作效率。

桌面虚拟化和应用虚拟化的区别在于: 桌面虚拟化可提供完整的桌面运行环境,用户使用体验好,但虚拟桌面每个用户都需要一个虚拟机,这就需要占用更多的资源和存储空间;应用虚拟化所需资源和存储空间少,只需一台服务器就可为多个用户提供服务,但诸如16 bit应用、基于内核的应用等并不能被虚拟化,只能通过桌面虚拟化的方案来解决［4］。在最新的虚拟化软件中,桌面虚拟化和应用虚拟化已经整合在一起,从而实现通过单一平台向位于任何地点、使用任何设备的终端用户安全地提供虚拟桌面或仅提供应用。

在制播系统中,一些标准应用,如网络访问、文稿服务、收发邮件等,都能通过应用虚拟化来发布,但诸如审片、无卡剪辑、3D视频等对图形化要求较高的应用即使运行在虚拟桌面下目前也存在一些困难,主要表现为虚拟化软件对硬件板卡底层运行环境的不支持和视频处理能力的不足。虚拟化软件的更新和GPU虚拟化技术v GPU的应用将有助于改变这一状况,与传统的GPU共享以及GPU直通模式相比,v GPU具有独特的优势: 与GPU共享模式不同,v GPU没有额外的抽象层或者API( 比如Direct X和Open GL) 转换,因此延迟更低; 与GPU直通模式不同,v GPU能够同时在多个虚拟机之间共享一个GPU。

3 总结

作为随着网络时代应运而生的现代技术,虚拟化的发展方兴未艾,目前除存储虚拟化外,服务器虚拟化、桌面和应用虚拟化在制播系统中的应用均处于起步摸索阶段,还有很多技术上的障碍没有克服,因此就目前而言,制播系统只能采用部分虚拟化的构架。对于基层广电科技工作者来说,接触前沿虚拟化技术的机会不多,只有不断地去了解、研究虚拟化技术,才能在日后的工作中更好地测试、应用虚拟化技术。相信随着虚拟化技术的进步和发展,终将在制播系统得到广泛的应用。

参考文献

[1]孙丽丽,王伟峰.网络存储与虚拟化技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2013.

[2]胡嘉玺.虚拟智慧:VMware v Sphere运营实录[M].北京:清华大学出版社,2011.

[3]王春海.VMware虚拟化与云计算应用案例详解[M].北京:中国铁道出版社,2013.