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安徽台全台互联方案的设计和标准协议的制定

  

北京中科大洋科技发展股份有限公司,安徽电视台

  关键词:系统互联,媒体资源交换标识语言MreML,SOA架构,企业服务总线(ESB),消息,FTP,同步通讯,异步通讯,Webservice接口,协议,系统整合。

1  、前言

        目前国内各电视台都拥有了一定数量的数字化制播系统,也有一些电视台建设了媒体资产管理系统,但大多属于独立运行或局部连通的状态,在2005年业内提出了电视台制播存管业务的全程文件化,这也是电视台数字化信息化建设的一个发展方向。

        数字化提高节目制作质量,网络化提高节目制作效率。但目前业内网络化信息化的建设还存在很多问题,中央电视台宋宜纯副总工曾经用小,多,专,独四个字来形容目前行业内系统的建设状况,规模小,数量多,功能专,系统独立。这四个字是非常形象的,系统整合也成为2006年业内技术人员面临的一个热点问题。

        安徽电视台与大洋公司合作针对安徽台全台系统进行了规划和设计,其中异构的系统互联设计是针对系统整合的一个非常重要的技术内容。异构系统互联互通的设计会涉及到网络架构,交互协议以及媒体数据资源格式等多种技术问题,本文将针对安徽台在实现异构互联设计方案以及交互协议这一热点话题展开讨论。


2  、安徽台互联方案的设计和技术要点

  2.1  异构互联设计的三个技术要点

        系统互联方案设计需要解决的重点问题在于实现系统之间信息和数据的交互,通过对一些范例的分析, 我们可以总结出异构系统互联设计的三个技术要点,分别是:通讯技术、交互协议和数据对象。

    2.1.1    要点一:系统互联的通讯技术方案

        系统交互中,通讯技术方案是整个互联方案实现的基础,通讯技术方案必须能够支持包括元数据信息的交互,指令反馈信息的交互以及最终目标媒体数据的交互。这一个技术要点有些类似于人与人之间交互的交互手段——电话,短信,邮件,信件,包裹等等。


    系统互联的通讯技术方案进一步细化又可以分为几个方面:


    1:底层通讯技术的标准和协议

        目前网络化技术为我们提供了各种底层的数据通讯模式以及各种标准,如RS232/422的串行通讯标准,TCP/IP的网络通讯标准,HTTP的超文本传输协议,FTP的文件传输协议,FC光纤传输协议等。这些技术均可以用来实现系统之间的信息和数据的通讯。

    2:通讯软件的实现

        底层的通讯平台(如以太网,FC网,串口通讯网等)只是提供通讯链路支持,而具体数据传输需要由相应的通讯软件来完成。这一层面也同样具有很多标准模型和接口规范,例如Socket连接,消息,Webservice等。

    3:大对象数据文件的传输

        目标数据传输同样需要基于通讯技术平台来实现,例如可以采用FTP服务器、以太网共享或基于SAN共享软件来实现大数据文件的传输。


    2.1.2     要点二:系统交互协议语言

        类似于人与人之间的交互一样,系统之间交互也要有系统能够理解并执行和处理的语言作为基础。系统之间交互的语言我们称为协议语言,在一个简单的系统中,我们可以根据具体的需求来定义并实现。


     交互协议在定义上主要应该包括两个方面的内容:


    1:交互指令以及对指令的响应的定义。这就类似于语言中的动词一样,系统交互的双方通过预先定义的指令和响应来进行交互,指令信息可以包括例如:Insert(插入),Delete(删除),Update(更新)等,响应信息则可以包括例如:Complete(完成),Error(错误),Ready(就绪)等。


    2:数据以及相关信息的定义。这就类似于语言中的名词一样,系统交互的双方用指令来交互彼此需要执行的功能,而用数据来描述针对完成这一指令所涉及的相关数据和参数信息。


    2.1.3    要点三:系统交互的数据对象

        数据对象是指系统在交互过程中最终的交互内容,这个数据对象可能是一个物理介质,可能是一组视音频文件,也可能是一些状态信息。在电视台各业务系统之间进行数据交互时我们通常遇到的一个问题就是媒体数据文件的格式统一问题。例如制作,媒资和播出三个系统之间在进行互联交互时,我们必须要考虑这三个系统的视音频文件格式以及视音频数据的编解码格式。

        针对文件以及编解码格式的标准需要在系统互联的设计阶段考虑清楚,如果数据格式(包括文件格式和编解码格式两个方面)无法被对方识别,则需要在设计时增加数据转换接口,来实现对文件格式和编解码格式的转换。而某些标准格式也是专门针对交换而制定的,例如MXF格式。

        除视音频文件外,还有很多数据文件的格式目前无法形成有效的交换,例如故事板文件属于各公司的私有格式,对于这种情况,要么需要制定标准交换格式,各参与厂家都遵守,要么采用原始保存方式,由各自提交的厂家来实现对自己私有格式文件的解读。

        在进行异构系统互联的设计中,以上总结的这三个技术要点是任何系统都无法回避的,本文将从通讯技术方案以及制定一个开放通用的系统互联协议两个要点来进行更为细致的论述,至于数据格式的问题,目前也有很多案例可供参考,我们将会在另外的文章中单独论述。


  2.2   对信息交互和媒体数据交互的分析

        在传统的IT领域,系统之间的交互通道往往信息和数据是一体的,这样系统的处理逻辑和网络架构都可以大大简化,而在广电领域,由于大对象媒体文件的存在,这种交互模式的处理效率和安全性存在很大的问题,因此系统在交互过程中,无论网络平台如何,媒体数据和元数据一定是通过不同的交互通道完成系统交互的,如下图所示:

    安徽台全台互联方案的设计和标准协议的制定

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        下面我们分别就控制信息交互技术方案和媒体数据交互技术方案进行一个简单的论述。

    2.2.1    元数据信息和控制信息的交互

        元数据和控制信息主要指系统间交互时的一些指令、响应、状态、描述元数据(如节目名称,代码,格式)等,这些信息最大的特点在于数据量小,属于结构化数据范畴。目前这部分信息的交互从交互的模式上可以分为同步和异步两种交互模式:

        同步交互:有些类似于我们打电话,即请求和答复属于同步发生且双方都以阻塞方式进行通讯,如果一方没有就绪则通讯无法完成。

        异步交互:有些类似于我们发短信,即请求和答复属于异步发生,交互双方都以非阻塞方式进行通讯,任何一方都只和消息中心建立联系,一旦发送(或接收)完成,则立即可以进行其他的工作。

        同步和异步的两种通讯模式各有优缺点,就好比打电话和发短信。

        同步方式最大的优点在于能够立即得到对方的响应,因此在一些同步性强,信息处理时间短的交互中较为常用,但同步方式对系统之间的关联度要求高,一旦对方系统出现问题,则交互无法成功。

        异步方式最大的优点在于异步处理,因此可以使得系统之间的关联度很低,耦合度更加松散,尤其在一些需要长时间处理或人工干预的任务通知方面,异步通讯更具有优势。但异步方式对一些要求立即响应的交互则不太适合。

        从目前的各种技术手段和已经实现的案例来看,系统之间进行元数据和控制信息的交互有三种主流的技术实现手段:


    1:基于TCP/IP通讯完成信息交互,如下图所示:

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        系统A和系统B通过底层的TCP/IP通讯模块进行信息的交互,所有通讯逻辑(收发逻辑)均通过软件实现,这种方式在系统内部的通讯以及紧密耦合的系统中非常常用,最大的特点在于这种通讯方式非常灵活,各种通讯控制逻辑完全由开发者掌控,无论同步或异步均可以实现。但开发量较大,且AB两个系统耦合非常紧密,不同公司的产品难以实现。

    2:基于消息(Message)的通讯交互,如下图所示:

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        系统A和系统B通过消息API与公共消息队列接口,用来发送和订阅消息,所有底层通讯逻辑通过调用第三方软件接口实现,公共消息队列类似于一个邮局,整个通讯模式属于异步通讯,最大的好处在于松散耦合,安全性较高。
 
    3:基于Webservice的通讯交互,如下图所示:

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        Webservice的接口方式是目前IT行业系统整合采用的比较普遍的系统交互通讯技术方案,Webservice组件的调用也可以看作是远程同步调用,并通过HTTP协议并封装SOAP协议实现信息和元数据的交互。Webservice属于典型的同步交互模式,基于HTTP协议可以穿越防火墙,安全性较高,但通讯效率稍低。


    2.2.2   媒体数据的交互

        上面分析了元数据信息和控制信息的交互,而广电领域系统交互一个最大的特点就在于大对象媒体数据的交互,基于上面的分析,基本上我们不会考虑通过以上的三种方式来进行媒体数据文件的交互(即TCP/IP,消息和Webservice),而媒体数据交互目前业内比较流行的有两个方案。

    SAN文件共享方式,如下图所示:

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        系统A,B,C三个SAN系统通过FC路由器联通,但考虑到安全因素,系统之间无法直接访问,但三个系统均可以向数据处理中心开放,因此系统之间的数据传输由这个数据处理中心承担。

        SAN共享方式实现媒体数据交互最大的优点在于带宽高,但由于FC互联,因此成本较高,且系统数据的安全性较差。


 
 
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