目前,各省級電視臺已經實現電視節目網絡化制作與硬盤播出,對網絡之間的業務數據交流不斷提出新的要求。實現不同網絡之間的互聯互通,是進一步提高電視業務效率的重要手段。隨著IT網絡技術的發展,現在已經能夠為全臺網絡化提供完善的技術支持,實現不同架構系統之間的信息通訊與數據交互。近年來推出的面向服務的體系結構(Service-Oriented Architecture,SOA),就是一種目前比較先進的IT體系結構,在廣電行業具體表現為ESB+EMB雙總線的系統互聯架構。具體如圖1所示:

目前,部分電視臺已經采用雙總線互聯架構方式,實現臺內網絡之間的互聯互通,這種方式是廣電集成商主推的互聯方式。
但在具體實現臺內網絡互聯業務時,作為網絡的使用方,需要考慮的重點是如何滿足電視臺業務的實際需求,讓技術適配業務,讓技術更好的為業務服務。
技術是不斷發展的,業務需求也是不斷變化的。設計一個采用先進和技術成熟穩定的系統是我們技術人員的追求,但同時滿足業務的實際需求更為重要。為此,我們在設計網絡互聯方案時,要求自己明確回答三個問題:
我們的網絡狀況和業務需求是什么?
我們是不是一定要依靠雙總線結構?是否有更為簡單但符合業務需求的解決思路?
我們能實現么?
通過細致的分析,從業務需求出發,湖北廣播電視臺在設計制作域內網絡互聯方案時,采用了全以太架構的數據交換技術實現方式。
一.網絡狀況和業務需求分析
湖北廣播電視臺現有3個高清制作網絡(1個為高清新聞)、4個標清制作網絡(2個為標清新聞)、1個高清包裝網、一個標清收錄網絡,即將建設1個新聞高清網絡和一個高清后期制作網。網絡有FC加以太雙網架構,也有純以太架構,分別由大洋、索貝、新奧特、中映等多家公司承建,形成了多個業務功能強大的制作島。制作島之間的素材交換基本上依靠磁帶,文件交換通過移動硬盤拷貝。系統之間數據交流不僅效率低,頻繁使用移動硬盤也影響網絡安全。臺內制作網絡之間需要建立相應的文件交換機制,實現制作域內文件的交換。
根據各網絡業務特點,我們將制作網絡劃分為新聞類制播區和欄目類制播區,兩個制播區內不同的業務需求如下:
新聞類制播區網絡互連的業務需求:時事新聞和歷史資料的素材入庫、編目;資料的長期保存、檢索、查詢;
欄目類制播區網絡互聯的業務需求:網絡之間的素材交換,文件的遠程上傳;常用視音頻素材的查詢下載;收錄文件分配;演播室文件共享;音效合成等多業務的開展。
通過業務分析可以看出,欄目類制播區和新聞類制播區內部多個獨立網絡之間存在業務交流的需求,但新聞類和欄目類制播區網絡之間由于業務差異較大,相互交流需求較少。我們認為,新聞類制播區內部多個獨立網絡之間的業務交流可通過媒資中心實現。欄目類制播區內部多個獨立網絡之間業務交流通過我們新建設的文件交換系統來完成。
二.互聯總體思路
欄目類制播區多個獨立網絡之間存在文件數據的交換,需要長期保存的用于交換的素材量較少;接入對象和服務對象較復雜;新系統接入的較為頻繁。
新聞類制播區各網絡對歷史素材的檢索量較大,每天需要將重要新聞素材入庫保存。
考慮不同的業務特點,我們建立了服務于欄目制作網絡的節目交換平臺和立足新聞面向全臺的新聞媒資共享平臺(媒資中心)。
下面著重對實現欄目類制播區業務數據交換的節目交換平臺進行介紹。
三.節目交換平臺總體設計
湖北廣播電視臺節目交換平臺初建于2011年,與大洋公司合作開發。
交換平臺總體架構設計如圖2:

該系統基于千兆網絡架構,配置了20T的存儲交換空間。系統配置了WEB服務器、數據庫服務器、文件管理服務器、后臺轉碼服務器、FTP遷移服務器等設備,均為雙機熱備。
平臺系統基本結構如圖3所示:

該網絡搭建的難點在于素材和用戶的權限管理。接入交換平臺的系統包括電視制作相關網絡、節目收錄系統、演播室、音效工作室等。業務需求的多樣性,要求文件的上傳和分發等權限可以靈活設置,這種需求多樣性需要對管理軟件進行全新的定制開發。我們和大洋公司進行了近半年的溝通,大洋公司根據我們的業務需求,對交換平臺管理軟件進行了開發和多次完善,現在已經完成第二套版本的研發工作,基本功能達到了我們設想的要求。
四.業務系統的接入
節目交換平臺為松散耦合的設計思路,能輕松實現新增網絡的接入。目前已經接入和計劃接入的網絡如下:
欄目類制播區:高清制作網、標清制作網絡、高清包裝網、節目收錄平臺
演播室、音效合成機房
臺內網絡:中心媒資系統(待接入)
互聯網絡接入:實現辦公網和互聯網的訪問接入
具體如圖4所示:

通過節目交換平臺可以實現的業務如下:
各網絡能夠完成向交換平臺的文件提交,檢索、下載,實現網絡間文件的交換。
各網絡通過交換平臺為多個演播室提供待播的素材文件,通過演播室編輯工作站實現錄播文件的檢索導入。
制作網將需要合成音效的素材文件提交到音效合成機房,音效合成后返回制作網絡完成最后的包裝制作。
支持外網遠程的文件上傳和檢索下載。
各網絡通過節目交換平臺向媒資中心提交需要存檔的素材,并可通過媒資中心完成素材的檢索、下載。
五.節目交換平臺業務存儲區域的規劃
根據我臺業務需求,我們在節目交換平臺設置了公共交換區、播出區、媒資區、演播室區、素材區等,區域的設置可以根據業務變化自定義。各區功能如下:
公共交換區:子網絡的文件提交、檢索和下載,用于子網絡之間文件交換。
演播室區:子網絡為演播室非編提供待播文件。
媒資區:子網提交入庫申請后,啟動自動入庫流程,將文件從節目交換平臺媒資區遷移到媒資中心二級存儲,編目后入庫。

播出區:提交該區的文件,通過媒資中心接入服務器,轉發給播出系統二級緩存,進入播出流程。
資料庫:該區存放節目制作中常用的視頻、音頻素材,TGA等文件,供子網絡檢索下載。
收錄區:節目收錄平臺收錄節目的存放,收錄的文件格式要符合目標網絡的要求,保證其兼容性(如圖5)。
各分區的存儲容量可以根據業務量進行設置、調整,對存儲文件的保留時間進行手動管理或者定期自動清除。可以對上傳文件格式進行限制。(如圖6)

六.用戶權限的定義策略和機制
策略決定了業務的實現效果和網絡安全性,決定著網絡的整體效能。
根據我臺業務功能,在用戶權限上分五級,可以通過角色權限定義實現。五級的權限定義如下:
一級:用于公共交換區的使用。
二級:演播室區的使用,供演播室制作的欄目使用。
三級:媒資區的使用。
四級:播出區的使用,具有節目審片播出權的主任級使用。
五級:資料庫的使用,用于素材上載人員權限。
五個級別的劃分主要是為了減少無關業務之間相互影響,確定每個用戶的權限和責任。例如A欄目是用于節目交換,他就不需要使用演播室區和收錄區,這兩個區對于A用戶是屏蔽的。級別的劃分是相對的,根據業務變化可以進行調整(如圖7)。

七.交換平臺的基本功能
交換平臺的基本功能是文件上傳、檢索、下載。各個子網在文件提交至平臺時不僅需要開通相應功能權限,還必須填寫必要的信息:如節目名稱、編輯人員、關鍵詞等。
文件的提交分為添加素材組和上傳文檔兩種方式。選擇“添加素材組”將啟動后臺低碼率轉換流程,生成帶低碼率視頻的檢索信息,這種方式適用于需要保留一段時間的文件。選擇“上傳文檔”將直接完成文件的FTP傳輸,適合用于臨時交換的文件(如圖8)。

八.節目交換平臺上傳文件的轉碼
子網絡之間的異構,給文件交換帶來諸多不便。要實現文件高效交換,必須對文件格式進行統一規范,文件轉碼環節必不可少。轉碼工作可以設置在交換平臺,也可以在各子網完成,優劣分析如下:
轉碼工作設在交換平臺,所有轉碼工作集中在交換平臺完成,需要配置大量的轉碼服務器,設備投入大,系統維護量大,平臺安全性降低,并可能影響交換平臺的互聯互通和文件分發功能。
這樣做的優點是降低了子網里編輯記者的工作量。
轉碼工作分配到各子網內完成,向交換平臺提交的文件,必須滿足該項任務對格式的規范要求。交換平臺可以專注于任務的分配和文件的交換和管理。
我臺在考慮節目交換平臺建設時,著重于突出節目交換功能和業務流程的實現,轉碼工作選擇在子網完成。子網根據業務方向,選擇生成相應的文件格式,節目交換平臺僅完成低碼率生成,提供檢索使用的視音頻信息。這樣的設計,在新的子網絡接入時,交換平臺幾乎不必做改動。
由于提交到交換平臺不同模塊的文件用途不同,對格式規范有所區別。具體如下:
公共交換區文件來源較為復雜,許多外來文件需要進入制作網絡作為節目素材。該區域可提交存放的視音頻文件格式較為寬松,如AVI、MPG、FLV、MP3、MP4、WAV等,限制可執行文件的上傳。
提交到媒資區、播出區和素材區的文件,為保障傳輸效率和播出安全,按照高清和標清采用統一的文件格式:
高清素材:素材原文件+ MXF OPatom封裝
MPEG2 I 120Mb/s+MXF OP-1a 封裝
高清節目:MPEG2 I 100Mb/s+ MXF OP-1a封裝
標清素材:MPEG2 I 50Mb/s+AVI封裝
標清節目:MPEG2 I 50Mb/s+AVI封裝
MPEG2 I 25Mb/s+AVI封裝
九.交換平臺的安全性
交換平臺的安全性分三個方面:物理安全、病毒防范、業務內容安全。
物理安全:數據庫服務器、文件服務器、WEB服務器等核心采用雙機熱備、雙電源配置,數據庫信息存儲采用定時備份到網絡存儲的策略。網絡存儲通過RAID5校驗等實現數據冗余保護。
病毒防范:由于制作網絡為獨立的網絡環境,有嚴格的病毒防范措施,各子網直接接入節目交換平臺,對交換平臺的安全威脅很小。但是從安全考慮,交換平臺需要獨立配置防火墻和病毒隔離設備,用于遠程登錄。交換平臺接入媒資中心防火墻前端,保障媒資中心的安全。
業務內容安全:主要考慮具有我臺自主知識產權的素材的使用和保護。
通過上述設計思路,湖北廣播電視臺構建了一個服務于欄目類制播區的節目交換平臺,實現了制作域內多個網絡和機房之間高效的數據存儲和交換。B&P