唐山电视台网络方案.doc

唐山电视台苹果后期制作网络建设200年1月唐山电视台制作部孙威2005年1月，唐山电视台生活服务频道顺利推出了其主打日播栏目生活二频道，广大观众对此节目给予了热情的反应和很高的评价，认为这档节目不但内容新颖，时效性强，而且制作精美，画面漂亮，形式活泼。我们认为，所有这些成功在很大程度上得益于我们专为此栏目建设的最新苹果非编网络系统。下面我将该系统的设备选型和系统构成介绍一下。近年来，以计算机为平台的非线性编辑系统以其强大的编辑功能、良好的图像质量和系统稳定性、低廉的设备价格和维护费用赢得了越来越多的电视台的青睐，已经成为了最主要的节目制作工具。特别是近两年以苹果计算机为核心的非编系统以其良好的性价比异军突起，市场份额不断扩大。而以Fibre Channel技术为核心的全光纤集中式存储（SAN）结构的非编制作网近年来在国内的电视台得到了一定范围的应用，它的优势是能够将多台非编系统集成到一个网络环境中，实现节目和素材的共享，提高工作效率，并可通过集中有效的管理提高设备使用的灵活性，减少录像机等昂贵的传统设备的用量，降低设备投资。目前比较先进的后期制作网络系统都是由非编工作站、共享存储器和网络等部件组成，其中共享存储器负责储存音视频媒体素材，网络系统负责所有工作站、存储器和服务器的数据连接，而真正的节目制作工作都在非编工作站上完成。根据上述情况，我们将以这种结构为基础构成数字化制作网。一、唐山电视台后期制作网络的设计思想鉴于目前国内后期制作网络的发展，在分析了其中的优点和不足之后，我台的生活服务频道后期制作网络从以下的几点考虑来进行系统的设计和建设：、多元化的视频工作站点，具有采集/输出、编辑工作站和合成工作站。、要求编辑软件能够处理从DV到标清的各种格式。实际工作中可以根据节目的要求灵活选择视频素材的存储格式。重要的节目及栏目包装、合成采用10比特的无压缩格式，一般节目采用DV、DV25等格式。、视频接口以模拟分量为主，具有SDI串行数字接口能力。、考虑和播出系统和媒体数据库系统的连接。、具有系统扩展能力。二、系统基本要求、系统基本设备计算根据生活服务频道目前对节目制作量的要求和以往设备使用的经验，我们可以对需要的设备数量、种类、硬盘存储量以及网络带宽做一个基本的计算。编辑、合成站点：我们要求一期的数字化制作网（以后可根据需要扩展）要完成每天半小时左右的播出节目。以每套非编设备每天平均处理60分钟左右的素材计算，需要3套非编工作站来完成日常节目的制作。由于在网络中素材和节目可以共享，因此只需要部分非编配备输入输出设备进行素材采集和节目输出即可。根据实际工作时的情况分析，在3套非编中只需1台配有输入输出录像机。非编的视频输入输出接口需要同时有模拟分量和SDI两种，音频接口同样需要数字和模拟两种。同时其他两台非编工作站可通过接口与台内目前的录像机、便携摄像机灵活连接，以适应台内目前设备情况。所有站点的编辑软件要求具备强大的节目编辑、特技调整、音频处理、节目管理、媒体交换、字幕制作等功能；同时要求软件界面简洁、易学易用、抗误操作能力强。存储器的容量及带宽：由于本网络系统中需要存储大量宝贵的视音频素材和用于播出的节目，因此要求存储器具有强大的数据容量、读写性能和数据保护能力。提供在意外关机或系统失败时进行快速恢复。系统设置快速、方便，并对硬件进行实时监控。遇到问题自动报警。所有单个硬件部件出现故障，均可在不影响系统正常运行的前提下快速简单更换。以平均素材/成片比6：1为基准，考虑到每档节目从制作完成到审片之后修改到最后送播出需要3-4天，在此期间素材和节目需要在硬盘内保留，我们可以简单计算出硬盘中最少需保留12小时25Mb/s的素材（0.5小时/天*4天*6）。（注：我台生活频道前期设备多为DV25M）以每小时素材数据量13GB计，需要156GB的硬盘存储量。另外存储无压缩标清视频10小时需要0.75TB。存储一些需要长期保留的片头、片花等需要0.2TB。为应付特殊情况下节目制作和存储量变大的情况，需要留出0.2TB的余量。系统网络硬盘共需要2TB的有效硬盘容量。极限工作状态下，网络硬盘的端口速率应为2Gb/s。网络和服务器采用Fibre Channel网络，SAN结构存储，各个站点通过网络交换机访问存储器。存储管理软件对存储介质进行管理并为网络用户提供存储内容的查询检索功能，用户在权限许可的情况下可以对存储内容进行访问并实现不同用户之间节目、素材的共享。在网络结构上应严格杜绝单故障崩溃点的存在，网络中必须建立一套严格可控的用户管理机制，通过用户权限的设置对用户在网络上的操作进行严格的控制，消除无意和有意的用户非法操作给网络数据带来的威胁。必须拥有一个完整的网络监控机制，对网络系统软硬件的工作状态、用户操作进行全面的监控，使网络管理人员对实际网络运行情况有充分的了解并在异常情况发生时能迅速得到提示并做出判断。网络在整体带宽、存储结构、交换机端口数量、网络布线等方面必须满足扩展的要求，今后需要扩展时只要添加站点和硬盘即可投入工作。系统的结构用集中式系统：集中式系统将所有站点都统一的连接到网络交换机上，共享统一的网络硬盘阵列，示意图如下：三、设备选型、编辑站点系统共需要3个视频工作站点。系统中的编辑制作站点我们选用了苹果公司推出的全球最快的个人电脑PowerMac G5（双2.0G主频CPU），英寸液晶显示器。配备获得Ammy大奖的最新编辑制作软件Final Cut Pro HD 4.5和专业数字/模拟音视频接口箱，系统兼容offline、DV、DV50、标清8比特、10比特无压缩视频的采集、剪切和输出。能够完成从DV到标清10比特无压缩视频的采集、编辑、音频制作、实时二、三维特技、字幕和输出的全部工作，可以作到层标清比特视频流实时播放，同时系统内置两个非常实用的软件，其一是特性齐全并带有大量模板的专业品质动画标题制作与特效软件，使标题制作省时省力，其二是为视频作品创造高品质、免版税的音轨的专业配乐软件，它自带的几千条音频素材使节目和片头配乐变的极为简单。此外，节目能够在系统中转换成MPEG2和MPEG4的格式，可将节目输出为网页、DVD、DV、SD等格式。关于Final Cut Pro软件的介绍文章很多，这里就不再赘述。、网络存储器网络存储器我们选用了1台MEDEA公司推出的Video RAID FCR2X光纤硬盘阵列，硬盘阵列在3U机箱内配置了2.5TB（RAID0时）的硬盘，有效存储空间达到2TB（RAID5时），并配有双2Gb光纤端口、双RAID控制器、双散热器和双电源。它是一款高速的光纤接口的磁盘阵列。其中单通道模式可以达到150M/S的传输速度，当使用双通道模式的时候可以达到超过200M/S，并且可以完全的实时的制作HD和SD，它支持所有的光纤通信模式循环（LOOP）和交换机（FABRIC）。能够实现安全、高效、大容量、低成本的存储音视频素材和节目。Video RAID FCR2X光纤硬盘阵列内置了4个光纤通道HUB。它可以通过内建的独立的光纤交换机HUB，使得4台机器同时访问光纤阵列，并且同时工作。此外，该盘阵还有以下特点l 支持RAID 0、1、3、5l 支持多个RAID集、后台RAID集创建、自动变化的后台重构l 支持存储单元热插拔l 支持2 Gb Fibre Channel端口，每通道200MB/S的传输率l 用于文件管理的双10/100BASE-T以太网l 可热更换的备份硬件RAID控制器l 可热更换的备份电源和散热器、网络构成苹果非编共享网络方案设计为SAN架构的Fibre Channel网络结构，各站点和网络存储器都通过FC线相连接。各站点将采集的音视频素材都存储在网络存储器即Fibre Channel硬盘阵列上，并可同时对所有硬盘上的素材进行编辑，实现素材、节目共享。编辑好的节目可在任意一台编辑站点上进行MPEG2或MPEG4的转换并通过高速以太网传送到播出服务器或网站服务器上。配备录像机的站点可将任意一段制作好的节目输出成录像带。VIDEORAID FCR2X是基于标准的SAN存储结构的光纤阵列，它的特性之一就是提供高速的光纤接口，而不必另配光纤交换机。这对于像我台这样选择成本较低的SAN存储的客户群体是个非常好的解决方案。此外VIDEORAID FCR2X还具备下述特点保障了系统的安全：数据保护功能：就算任何一块硬盘出现故障，系统可以在不丢失任何数据的情况下继续运转，并可以保证高性能的数据传输。在适合的时间更换损坏的盘片，可以方便地打开背板将其更换，这时不会丢失任何数据。多数据流传输技术（MST）：它是应用了MEDEA公司独有的多数据流阐述技术，通过与控制器主板缓存之间的连接实现了多数据流回访，并且可以是多层无压缩视频流。RAID容错功能：它的另一个关键特性集成了实时校正的容错系统，并且可以实时监视，包括校正数据传输的准确性，以及对于磁盘的安全测试等，对于磁盘鼓掌可以达到最佳的保护。热插拔的驱动器模块，电源和控制器具有热插拔的驱动器模块和控制器模块，电源支持热插拔设计。、各站点配置网络存储管理软件网络系统采用RORKEDATA公司的IMAGE SAN存储管理软件对存储介质进行管理并为网络用户提供存储内容的查询检索功能，并对用户权限进行设置，使用户访问自己权限内的素材文件。在权限许可的情况下编辑站点可以对存储内容进行访问并实现不同用户之间节目、素材的共享。四、实际运行情况我们将三个编辑站点分别命名为，。在上连接的火线接口箱，该箱通过一根线和苹果主机连接，提供和模拟分量视频、数字音频、模拟音频输入输出和等多种接口。因目前我台播出机房所用录像机格式基本为模拟，所以我们利用接口箱的模拟分量视频接口与模拟音频接口和一台录像机相连，作为主要上下载机。在和上利用苹果主机配备的接口与设备如、等灵活连接作为上载机。充分利用了设备资源。在素材存储管理方面，我们将的光纤盘阵分为四个区，分别是、。为节约资金，省略了专门的网络服务器，以站点作为网络管理的主机，通过管理软件进行管理。其中盘作为共享盘，容量为，三个站点都可对其进行读写操作。而其他三个区容量分别为，对应同名的三个站点进行独占访问，可视作本机素材备份盘，例如站点可对分区进行读写操作，而另两个站点看不到分区，这样做的好处是即使作为网络服务主机的号机或盘发生故障，各站点仍可对各自的备份素材盘进行操作而不致使工作停顿。此外使用软件的另外一个好处是，即使作为服务器的一号机发生故障，仍可使用将号或号机设置为服务器，接管对盘的管理，避免造成大的损失。考虑到这套系统只是一个栏目使用，使用人员不多，因此我们未过多的设置使用权限等网络管理功能，而是分别在素材盘的四个分区上为每位使用者建立了以其名字命名的文件夹。其中盘上的文件夹为工作区，每人制作完自己的节目片段后可以将素材和工程文件保留在此盘的本人文件夹内供串片编辑调用、下载。而另外三个分区中的本人文件夹作为备份空间使用，每人制作完自己的节目后可以保存在备份文件夹中以备万一。具体工作流程如下：首先打开硬盘阵列、接口箱等外设的电源，启动作为网络服务器的站点。此时编辑、记者可在任一站点进行上载操