一. 需求分析
1. 概述
廣州市電視臺新聞中心在2005年搭建了以流媒體平臺為基礎的城市新聞網絡交換平臺網站系統http://citynews.gztv.com/，為各臺和成員臺提供節目內容上傳和下載交換系統，滿足各臺之間的城市報道內容信息的交換需求。新聞中心城市交換平臺作為廣州電視臺的著名形象品牌，在全國各城市臺聯盟一直處于領先的地位，具有很大的影響力。最近央視以及上文廣也開始建立了自己視頻聯盟，廣州市電視臺作為全國城市臺聯盟的創始者，面臨著巨大的挑戰，為了提高廣州市電視臺在全國的競爭力影響力，廣州電視臺新聞中心城市交換平臺決定增加網站信息的發布量，從原來每天的20多條擴展100條新聞視頻內容的發布，并從原來的7天保存期適當延長保留期，為了滿足需求，因此很有必要對現有系統進行改造并優化，提高網站的服務質量。
當前系統搭建在電信網絡平臺上，由電信提供帶寬，設計平臺支撐100并發用戶，能夠滿足成員臺的上傳和下載的需求，隨著系統的用戶量不斷的上升，同時，由于帶寬的限制以及其他網絡用戶的增加，系統需要增加對其他網絡成員臺的支持，因此，在2007年12月，整個系統部分實現了雙網絡鏡像，為電信、網通的相關成員臺提供下載。系統經過升級改造后，得到了城市臺各成員臺的普遍認可，成員臺需要上傳和下載的視頻數量也逐步增多，因為各臺上傳的視頻格式存在多種格式，后臺管理員必須手動對上傳的視頻統一轉碼進行管理，工作量非常大。為了更好、更方便地為成員臺提供服務，和為管理員提供更合理、更完善的管理，需要對其他臺上傳的視頻進行統一管理規劃。
二. 系統分析
1.現有系統概述
廣州電視臺新聞部現在系統的整體網絡結構圖如下，圖1：
整個系統的整體設計包括：
(1)轉碼服務器：提供視頻節目格式的轉換，轉碼服務器采用專門的MAP轉碼設備；
(2)流媒體服務系統：包括了Web服務、視頻點播服務、后臺管理服務，提供前臺節目頁面瀏覽、用戶認證、檢索、節目管理、視頻點播等功能，完成一個完整的用戶節目瀏覽到用戶節目點播的過程；
(3)FTP服務：提供FTP下載服務，并實現用戶下載的統計；
目前，WEB服務器和視頻服務器集合在一起，同時，FTP服務器為了解決存儲共享的問題，采用本地大容量硬盤存儲的方法，將視頻服務器采用大容量的硬盤，初期采用500G存儲容量，滿足節目存儲的需求。另外在廣州電視臺本身的機房設置兩條專線，包括電信和網通的專線，將內容服務器提供在廣州電視臺本地的機房集中放置，通過內部局域網能夠保證內容的快速同步，同時，通過雙專線，能夠為電信和網通的成員臺提供各自優質的服務。
節目格式的轉換通過一臺轉碼設備，實現從原來的新聞節目資源向Media格式的節目的轉換，并放置到后臺管理系統中，后臺管理系統實現對節目的統一管理，并自動發布到前臺頁面，提供給成員臺瀏覽，成員臺可以瀏覽前臺頁面，并選擇自己關心的內容，在線觀看Media格式的視頻內容，在確認自己需要下載這部分的資源之后，就可以自行下載，所有成員臺的下載的操作都會被記錄在后臺管理系統中。
所有的成員臺觀看和下載相關的節目，都必須經過系統的認證，在后臺管理系統中具備認證功能，同時，在后臺管理系統可以對所有成員臺的下載進行統計，并能夠提供Excel報表。為了方便用戶查找自己的信息，提供強大的信息檢索功能，能夠方便用戶按照關鍵字、日期、內容等方式來檢索自己需要的內容。
2.當前系統的使用
管理員在使用現有系統的過程中，在對整理其他各臺FTP上傳的視頻文件管理存在以下的問題：
為了方便其他各臺上傳視頻節目，在前臺并沒有對上傳的視頻文件格式做出限制，各城市臺成員臺可以上傳各種格式的視頻節目。成員臺上傳節目后，再通過文稿的方式提示管理員上傳視頻內容。管理員通過下載的方式把成員臺上傳的節目下載回本地再重新做轉碼的管理。隨著使用成員臺的不斷增加，成員臺上傳的節目也不斷增多，加上成員臺上傳的視頻格式存在著多樣化，不可能對所有的成員臺都做出統一視頻格式的要求，當成員臺上傳信息量比較大的時候，管理員的工作量也會增大，管理員必須對不同格式的視頻手動進行一次統一編碼，這樣的工作耗時費力，給管理員帶來很大的不方便，同時也影響工作效率。
3. 視頻轉碼系統優化方案
視頻轉碼系統方案目的是把上傳上來的各種各樣的文件的格式，由系統統一轉碼為：
·MPEG-2視頻，碼流：6~8MB
·Wmv9視頻，碼流：8MB（實際可能會小于8MB）
三. 系統升級方案
1.系統設計原理
· 管理性
為了方便對整個平臺系統的維護，因此，系統具備中心的統一管理性，管理員對系統的管理和維護都可以通過web頁面，實現完整的流程化管理。在管理界面上，采用通用的圖形化和文字化結合的管理，管理員不需要復雜的培訓，就能夠對整個系統實現靈活的管理。
·擴展性
系統搭建后，需要為以后的系統擴展留有充分的余地，確保系統根據網絡的擴展、成員臺規模的擴展、應用需求的擴展而增加負荷性能。同時，系統的擴展能夠實現在不中斷整個系統正常工作的情況下，實現系統的靈活擴展和維護。
·安全性
由于網絡黑客的泛濫，因此，整個系統的設計初步考慮系統的安全性，能夠防范常見的黑客攻擊，同時，通過成員臺和密碼的設置，通過對用戶權力的分配，通過對不同管理員的設置，對內部實現安全的管理。
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·穩定可靠性
整個系統在運行過程中，能夠保證系統的穩定性，確保系統在設計的負荷下能夠滿足穩定服務的要求。
·應用針對性和擴展性
在整個平臺上提供相應的流媒體應用，針對的實際情況和需求，在平臺上定制相關的應用，能夠滿足在平時的業務上的需求，同時，對于的未來的業務需求，能夠預留一定的應用擴展空間。
·通用性和兼容性
為了滿足系統未來的應用擴展，系統預留相應的接口，能夠實現十分靈活的與第三方的軟件的對接，同時，在需要的時候，實現對第三方的軟件的相關接口的靈活調用，進一步豐富平臺的業務性和應用性。
圖2 視頻采集轉碼系統方案
2.系統結構
本方案主要為視頻采集和轉碼兩個部分，同時與新聞中心現有的城市交換平臺系統對接，利用現有的存儲，并通過web網站和FTP服務器等對外發布節目。
系統結構如上圖2所示，
3.功能介紹
(1)專業視頻轉碼系統主要功能介紹：
·成員臺可以通過FTP方式上傳各種格式的視頻到設備中；
·系統自動感知上傳上來的視頻，然后啟動自動轉換，轉換到標準的目標格式（比如MPEG-2或者wmv9）；
·系統可以自動刪除掉原始的視頻文件，也可以保留（能夠進行參數配置）；
·能夠為視頻自動生成截圖；
·用戶可以通過瀏覽器查看和管理標準的轉換后視頻（截圖、文件名、上傳時間、大小、是否上傳到GZTV存儲等）；
·轉換后的視頻可以自動上傳到GZTV存儲，或者手動提交上傳；
·可以直接在該設備上播放或者下載視頻；
·支持從專業電視信號獲取視頻文件，需一塊視頻采集卡（為減少轉碼服務器壓力，把視頻采集卡安裝在采集工作站上）；
·可以從GZTV下載視頻到本設備（訂單式下載）；
(2)專業視頻轉碼系統介紹：
專業視頻轉碼系統用于電視臺等用戶進行視頻標準化和分享之用，利用專業視頻轉碼系統可以實現視頻批量上傳、自動化處理、內容管理、存儲備份、檢索預覽、分享訂閱、發布轉發等功能服務。
① 產品特點
專業視頻轉碼系統是國際領先、設計一流的多用途集成視頻服務系統，可以滿足電視臺部門級、臺站級以及電視臺聯盟級等不同級別的數字視頻標準化、自動化，臺網聯動以及聯盟共享等業務需求，實現了視頻內容的格式轉換、存儲、內容管理、分享、轉發等服務內容，并且可以實現與視頻網站、手機視頻網站無縫對接。
②專業視頻轉碼系統功能介紹
圖3 專業視頻解碼功能示意圖
專業視頻轉碼系統包括如下各個功能。
·可擴展視頻存儲
專業視頻轉碼系統支持基本的存儲功能，存儲容量從250GB到10TB大小不等，甚至更多，可以根據需要靈活擴充。
當存儲需求在250GB~2TB之間時，可以采用體積小巧的集成化設備，便于安裝和維護，能滿足部門級和企業級的基本存儲需求。當超過2TB存儲需求時，可采用更具靈活性的分體式設計，使用獨立的NAS 設備，存儲效率更高、更安全，也更靈活。
·大文件批量上載
考慮到電視臺視頻節目文件的特點，專業視頻轉碼系統內置FTP服務器，并提供FTP客戶端軟件的分發，方便工作人員進行大文件批量上載。由于采用自動化和靈活配置的設計思想，通過參數的預先配置，上傳后的視頻文件可自動進行標準化處理，并自動采集相關標準化信息進行入庫。支持自動上傳、FTP上傳、web上傳、ActiveX控件上傳。
·電視信號源采集
可以通過配置，自動對電視信號源進行采集錄制，保存為高質量的數字視頻文件，然后進入自動標準化處理。
·格式轉換
專業視頻轉碼系統內置功能強大的UCAP（統一內容適配平臺）服務，用來對各類音視頻、圖片等媒體內容進行格式轉換，比如將wmv 格式源視頻轉換為MPEG-4編碼的avi視頻，將各種格式的源視頻轉換為用于互聯網播放的flv以及用于手機播放的3gp視頻，并能夠進行視頻截圖、打點截圖、抽取音頻等操作。
·自動標準化處理
自動標準化處理功能基于UCAP格式轉換功能，通過預定義業務模板，對批量上傳或者信號源采集上來的視頻進行標準化處理，業務模板采用XML格式，可以根據用戶需求進行靈活配置。比如可以定義以下業務模板，自動進行視頻格式處理以滿足各種業務要求：
★ 將各種格式的源視頻統一轉換為MPEG-4 AVC/H.264格式720×576視頻(用作電視臺廣播級節目源，可通過FTP進行分享)；
★ 自動截取圖片，并格式化為320×240和120×90兩種JPG格式圖片（用于網站和手機預覽）；
★ 生成350kbit/s碼流速率、400×300的FLV視頻，用來通過互聯網播放；
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★ 生成70kbit/s碼流速率、QCIF的3gp視頻，用來通過手機播放；
★ 采集相關視頻信息自動入庫。
以上是一組自動處理的操作舉例，實際應用中可以根據需要進行操作增刪。
·Web 檢索預覽
用戶通過瀏覽器根據關鍵字、分類、時間等組合條件進行檢索，每一個視頻都有預覽圖，并能夠在線播放。
·下載與分發
用戶可以下載指定的視頻，下載方式包括FTP和HTTP兩種方式。FTP方式下載效率較高，支持斷點續傳；HTTP方式操作簡單，并且有較好的防火墻穿透性。另外，通過訂閱、聯盟聚合等方式，可以實現自動半自動的分發下載。其中半自動是指采用“請求_審核”機制來控制下載。
·訂閱
當專業視頻轉碼系統有新的視頻內容時，會自動更新專業視頻轉碼系統RSS列表，如果有訂閱用戶，則自動把更新內容推送給訂閱方，訂閱方可以實時預覽到被訂閱方的視頻，如果訂閱方也同樣使用專業視頻轉碼系統的話，會根據預定義規則自動將更新的視頻下載到本地。這種訂閱是點對點的。
·視頻聯盟聚合
本功能基于訂閱功能，專業視頻轉碼系統視頻聯盟中心自動訂閱聯盟內各個成員的視頻，任何視頻的增、刪或者修改，都會及時反應到聯盟中心。各個聯盟成員通過專業視頻轉碼系統中心實現聯盟內的視頻節目共享。
這種聚合可看作中心式訂閱服務。
·視頻內容管理
視頻內容管理是專業視頻轉碼系統的基本功能，可以對獲取的視頻節目相關信息進行增刪改查操作，具體的視頻內容管理包括：
★ 修改視頻節目的標題、簡介；
★ 修改視頻節目的分類；
★ 更換視頻節目截圖，重新打點截圖；
★ 刪除指定的視頻節目；
★ 管理分類信息；
圖4 最終系統結構圖
在此系統結構圖中，為了最大程度利用硬件設備性能，提高設備利用率，每臺Web服務器均為多用途的，將來可以根據業務承載量進行擴展。
其中Web服務器1用作以下用途：
·視頻內容呈現
·論壇BBS(鏡像)
·數據庫(主)
·視頻內容管理
Web服務器2用作以下用途：
·視頻內容呈現(鏡像)
·論壇BBS
·數據庫(備)
·網絡、系統管理
另外，FTP服務器根據情況可以設置為2臺或者更多，轉碼服務器也可以進行靈活方便的擴容。
通過對FTP上傳視頻文件管理的升級方便了管理員在處理成員臺上傳的文稿的同時，更方便地對成員臺上傳視頻進行操作，使得管理更加合理化，方便管理員的操作。視頻標準化統一的實現，在成員臺的上傳視頻后統一對上傳的視頻自動做統一的標準化處理，統一轉碼成wmv9/MPEG-2格式，管理員不必再對視頻進行手動的轉碼，縮短了工作流程，簡化了管理員的操作步驟，提高了工作效率，優化了電視臺內部人力資源的分配，更體現了廣州電視臺管理的規范化標準。