电视台高清数字硬盘播出系统升级改造研究
摘要：本文的研究紧扣当前一段时期内台系统升级改造的需求，从高清数字硬盘播出系统升级的原则出发，探讨了系统的总体架构，并就其中的关键核心技术进行了深入的分析。
关键字： 电视台，高清，硬盘播出系统
当前一段时期地方电视台应尽快实现高质量的电视节目传输，大力推进高清数字化建设。在此背景下探索一套适用性广的地市一级电视台高清数字硬盘播出系统，具有重要的理论研究意义。
1 电视台高清数字硬盘播出系统升级改造原则
现阶段高清数字硬盘播出系统建设思想是“立足现实，而向高清”。主要遵循以下原则:一是安全性，系统具有完善的冗余备份和多重安全防护体系，应急手段丰富、操作简单;核心设备不能用旧设备，再次利用的旧设备各项指标必须达到播出要求。二是实用性，而向应用，满足需求，在网络带宽、存储容量、软件等各个方面对播出系统进行量化配置。三是兼容性，系统必须具备开放性和兼容性，可实现硬盘播出系统与主干交换平台及电台其他业务的无缝衔接。4
是前瞻性，本次改造升级的高清数字硬盘播出系统，其核心设备需要选用先进的，满足未来进一步升级改造的需要。
2 高清数字硬盘播出系统总体框架分析
在进行高清数字硬盘播出系统的升级改造中，需对包括视频服务器、硬盘管理、数据服务器等在内的全部核心设备进行更新，原有的监视墙系统应更换为多画面的大屏智能监控系统，交换机和标清切换等功能应保留。整个系统框架可分为以下几个部分。
（1）物理隔离互联网和防火墙系统由两台24接口的千兆核心交换机构成，整个系统框架以星型以太网连接，实现各功能的服务器均连接在以太网上。各端口按照规划好的IP地址完成数据的传输和交换。
（2）构建新型的数据库服务器，由两台戴尔R420服务器构成，为整个硬盘播出系统提供包括信息检索，数据储存，数据管理等在内的自动化管理功能。
（3）按照串联播出模式实现各节目的顺序播放，该功能主要有两台戴尔R740播出视频服务器完成，此服务器可接收从旧有系统迁移来的视频、音频节目。
（4）在节目播出过程中，节目素材的储存、中转和迁移由二级储存系统完成。
（5）为满足播出效果的需求。添加了单控制视频服务器和切换控制服务器，分别有两台播控工作站承担。
（6）高清数字硬盘播出系统的周边设备，包括同步信号发生器 A/D加嵌和D/A解嵌服务器，键混器及GPS计时器。
（7）智能监控组件主要包括电视墙和多画面分割器等。
3 高清数字硬盘播出系统核心设备分析
3.1 数据库服务器
数据库服务器在整个高清数字硬盘播出系统中居于核心地位，主要负责素材的管理，用户的管理，设备的管理及播出节目单的管理，在部分情况下还能统计后台播出数据，将各种统计数据和播出数据存储到数据库中。一旦数据库服务器出现问题，将导致整个高清数字硬盘播出系统的崩溃，因此在升级改造过程中需完成数据库的二次构建。本次电视台高清数字硬盘
播出系统的升级改造，配置了两台戴尔R420作为主备数据库的服务器，每台数据库服务器搭载600GB的硬盘，硬盘共分为5个阵列，其中4个阵列为RAID5磁盘阵列，剩余一个盘作为备份盘。数据库管理软件中，建议使用SQL server2018系统，该系统使用双机设备控制程序，主备镜像软件使用EMC autostart。与此同时，主服务器和备用服务器之间通过数据线连接，进行实时监控，一旦主服务器发生系统故障、服务停止或者突然断电无法提供服务时，autostart系统首先能够监视并保存主服务器的各项性能参数，同时自动切换是备用服务器，完成高清数字硬盘播出系统的稳定运行。在这一过程中，系统首先判断主服务器能否重新工作，如不能工作则逐步释放主服务器占用的数据库资源，并做好准备服务器之间的同步工作。紧接着启动备用服务器，并赋予其相关的资源获取功能，开通数据网络的权限。通过这一控制及操作流程，保证视频网络信号的不间断服务。
3.2 视频服务器sql数据库迁移另一个硬盘
视频服务器作为高清数字硬盘播出系统中最主要的视频源，主要有两方面的功能：一方面，视频服务器可接收从数据库系统中迁移来的音视频文件，另一方面，视频服务器可将音视频文件按照节目端的播出顺序推送。在本次升级改造过程中选用戴尔R730视频服务器，该型号
的视频服务器使用26个12G的硬盘和一个高性能的22G控制器，与后期储存空间的扩展同时应用了 SanDisk加速技术，提升了硬盘的访问能力和数据访问速度。
戴尔R730视频服务器具有相同的配置，每台戴尔视频服务器均可提供12块2tb的热插拔高速硬盘，提升软系统运行的稳定性。与此同时，两台服务器按照“一主一备”的形式，镜像播出冗余信息。每台视频服务器均可使用两通道的4路高清和标清兼容解码通道，支持双向的编码和解码工作，提供应急上载、审播和头尾检测等功能。每台服务器又兼容了两个单通道播放器，如果后期需要进一步的升级，可以无缝衔接4K超高清服务。
3.3 素材存储系统
素材存储系统是电视台高清数字硬盘播出系统中最重要的素材仓库，本次升级采用了 Infortrend二级存储。可支持2U架构下的raid在线扩容和智能化处理，在一定程度上实现了多操作系统的并机运行，提升了软件管理能力。同时配置了两个扩展sas通道，支持硬盘的混插功能，支持冗余热插拔电源。
3.4 播出控制工作站
为提升系统运行的流畅度和稳定性，升级的高清数字硬盘播出系统在播出控制工作站中使用两台播控机，按照“一主一备”的形式进行冗余控制。在接收播出串联单之后，播控计算机可按照预定程序，完成播出信号的搭建，主备控制器的切换以及字母字幕机和录像机的接入，实现字幕和台标的叠加。建议搭载RS422倒唤器，在主工作站出现问题的第一时间，自动切换至备用工作站，并发出警报信息。
3.5 画面智能监控系统
升级后的播出系统使用了国内较为先进的多画面监视控制系统，具备多画面同时监控和随意切换的功能，便于工作人员随时切换重要的信号节点，查看播出情况。画面智能监控系统主要包括数字编码器，主备视频服务器，复用器，主备切换器和分配器等，播出人员可及时发现信号问题，控制问题等，同时初步判断故障点，能在第一时间恢复信号播放。
4 升级后高清数字硬盘播出系统特征分析
（1）基本实现了数据传送、节目制作、视频文件存储的数字化，在核心关键设备上留有余量，便于后期引入超高清信号，节省了进一步升级改造的资金投入。
（2）升级后的系统在数据库服务器和视频播放器等核心关键设备上采用了“一主一备”的冗余搭建模式，提升了系统运行的安全性和可靠性。
（3）在非编工作站等视频素材的规划中，升级后的系统可按照固定的IP地址进行过滤，搭建了更高等级的防火墙，提升了网络安全级别。
（4）由于使用了松耦合的软件架构，升级后的高清数字硬盘播出系统，在节目加载成功后，一旦主服务器发生故障，备用服务器会按照已经提交的节目单迅速的切入，继续节目播放。
（5）应用了能更为强大的智能画面监控系统，便于操作人员及时掌握播出的整体情况。在故障发生时发出警报，初步判断故障发生点，便于第一时间开展故障排除。
5 结语
近年来我国地市一级的电视台大力推进了标准化的建设，但是在融媒体、流媒体以及其他网络平台的冲击下，地市广播电视台的发展面临了巨大的挑战。通过上面的分析，本次升级改造后的高清数字硬盘播出系统，将系统运行的稳定性，安全性和技术的先进性放在第一位，
实现了预期的效果，对于电台的系统升级改造具有重要的指导和借鉴意义。
参考文献：
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