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中小电视台构建全台网的思考

  

一、摘要
        电视台的数字化、网络化的改造已经是大势所趋,那么对于中小电视台来说,如何利用相对有限的资金投入实现高的投入产出比,如何针对台里实际的业务流程和设备状况构建出相应的网络系统,这是我们必须要考虑的问题。

    关键词:全台网 互联互通 安全性 应用流程 IP-SAN网络架构

二、引言

        近两年来,从大型电视台到中小型电视台, 国内各级电视台都在逐步实现数字化、网络化的改造。随着技术的发展和逐步成熟,基于数字化网络化的采编播存管等业务系统已经逐步取代传统制作工艺成为电视台节目制作的主流模式。广播影视科技发展“十一五”规划和2020年远景目标:要把“加快广播电视中心数字化、网络化进程,全面提高制播能力,充分发挥内容优势,提升核心竞争力” 作为“十一五”期间的重要任务。

        国家广电总局副局长张海涛曾在报告中指出:要积极利用数字、网络等先进技术,推进台内之间、台与台之间互联互通、资源共享,提高效率,挖掘潜力,充分发挥广播影视的内容优势。

三、中小电视台的发展以及现状

    3.1中小电视台发展的现状:

    ● 前期设备以中低端为主

    ● 后期设备选择多样化

    ● 基本完成数字化建设,网络化刚起步

    ● 资金投入有限

    ● 对全台网建设和新技术发展有强烈愿望

    ● 项目建设务实,不贪大求全

    3.2 中小电视台的业务现状:

    ● 数字化和网络化改造在不同的时间段进行,导致业务系统成为信息孤岛,节目的制播质量得到了提高,但实质上仍然沿用传统的制作方式,未能大幅度提高效率。

    ● 子系统各自为政,独享资源,带来资源的巨大浪费。比如每个系统都有自己的存储空间,甚至每个工作站都有自己的存储空间,同一份素材在不同的存储空间中有不同的版本,节目价值没有充分发挥出来。

    ● 资源的分散和业务流程的低效在应对传统业务时已经力不从心,在从传统媒体到现代媒体转变过程中更是举步维艰。

    ● 因为历史原因目前各系统的网络结构、文件格式、数据库、用户管理和存储系统等都不一致,给业务整合带来了很大障碍。

    ● 目前人力资源、设备资源和媒体资源脱钩,很大程度上依赖人力,资源不匹配和人为失误使得流程受阻,效益下降。

四、全台网的规划与建设

    4.1 全台网成功建设的要素

    ● 高层领导的全力支持

      ★ 一把手工程;

      ★ 不仅仅是技术系统的罗列,会涉及到流程的改造、管理模式的优化、组织架构的调整等方方面面的问题;

    ● 成熟的全台网技术、产品和系统

      ★ 全台网系统并非一个创造型的系统;

      ★ 全台网是对现有技术、产品和系统的集成、整合;

      ★ 规避风险则需要采用成熟的技术和产品;

    ● 正确的全台网实施方法论

      ★ 规模庞大,业务复杂;

      ★  按步骤,分阶段,由上至下,由总到分;

    4.2 全台网规划的原则

    ● 需按照自上而下的思路

    ● 从大处着眼,小处着手

    ● 全局统一规划,局部分步建设

    ● 打破传统组织和架构的壁垒,实现资源共享

    ● 重点进行业务梳理,业务决定系统

    4.3 全台网规划的阶段与方法

    统一规划——系统设计方法:

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    规划原则:以业务为出发点

    ● 符合实际业务需求的网络架构能够得到最佳的应用效果

    ● 不同的应用场景,选择不同的网络架构

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    4.4 全台网建设的关键问题 

    4.4.1 系统的安全问题:

        广播电视行业作为党和国家的重要喉舌,播出安全受到各级领导的高度重视。对于一个电视台来说,无论规模和覆盖面的大小,系统安全性和播出安全性都是我们必须首要考虑的问题。电视台不仅要把播出安全性放在首位,还要把整个系统的安全运营放在极重要的地位,包括系统的整体安全(容灾备份,防病毒侵害),播出安全(播出内容和质量的监控管理),各个子系统的安全性等等。

    4.4.2全台网系统的安全设计主要包括以下方面:

    ● 物理安全:设备和元器件的要求、施工资质要求、安全供电要求、机房环境要求;

    ● 网络结构:多层多级别的安全结构,多重的防病毒、防入侵策略,设置专门的岗位对安全级别高的区域进行数据流量的监测,关键设备和通道热备份或冗余备份,在播出系统和其他子系统之间设置播前缓冲存储;

   ● 数据安全:非windows 操作系统、关键数据设置成只读格式;

   ● 强化内部管理制度;

   ● 网络技术+人为控制——双管齐下的系统安全防护:对于一体化网络系统,网络病毒和恶意攻击可能对系统造成巨大的伤害。前几年,一些电视台和厂商对病毒防护的意识不足,曾经在网络使用时随意联入互联网,造成病毒感染导致全系统崩溃的惨痛教训。IT 技术不断翻新,一体化网络结构势在必行,而如何抵抗病毒和恶意攻击是我们每个电视台都无法回避、必须正面的问题。首先我们明确一个概念,在一体化网络系统中,子系统之间的文件传输过程只涉及到AVI、WAV等常用的视音频媒体文件格式及数据信息。从目前我们掌握的信息来看,AVI、WAV文件是不会感染病毒的(没有先例),数据信息本身带毒也是不可能的。因此,在正常的传输过程中无需考虑媒体文件被感染。除了病毒防护,我们对外网的网络攻击也应进行最大程度的制约。作为内网,一体化网络系统的所有服务器、站点都可视为在一个独立的岛中运行。而内网与办公网相连接,办公网透过防火墙与外网(互联网)连接。我们知道,绝大多数的网络攻击来自互联网,在外网与办公网衔接的防火墙前面被隔离掉,而一般情况下,在内网之间的主动式互相攻击不会发生。我们应在内网与外网之间做好完善的隔离工作,包括添置硬件防火墙,以及企业级查杀病毒、防止恶意攻击的杀毒软件,对每个站点进行实时的监控和维护,一旦发现异常(网络带宽占用、CPU内存资源占用过高等),随时自动隔离出现问题的站点,保证不会影响到其他站点、服务器的正常工作。对于播出系统与一体化系统的连接,很多电视台都存在安全防护的顾虑。经过实际验证,我们通过设置不同网段、严格监控网管服务器等方式,采用类似物理隔离的方法,可以对硬盘播出系统的安全性提供最佳的保障。这样,我们既可以减少系统安全的顾虑,系统又得以超高效率的运行,充分体现了一体化网络系统方面安全、高效的设计初衷。对于系统的安全保护,一方面我们要借助系统结构的合理性、硬件防火墙和网络安全防护软件进行实时保护;另一方面,我们应做到技术保护和人为保护并举,在日常工作中做好严格的约定和限制。例如:利用操作系统的策略设置使一般权限的编辑记者无法接触到站点的资源管理器,无法安装、卸载软件;严令禁止使用未经许可的光盘安装软件,严令禁止使用未经查杀病毒的U 盘、移动硬盘在内网中接入(可在办公网的文稿系统中使用),严格禁止将无关的可执行程序引入到内网中,等等。只有通过完善的技术维护和人为控制的有机结合,我们才能保证全网络安全顺畅的运行。

    ● 审核授权机制:建立完善的认证系统。权限可以通过领导授权的方式进行审稿人的临时变更,审稿授权一经确认,系统自动提示所有相关人员。审稿授权是阶段性的,阶段结束后,系统自动恢复到原来的审核模式。同时,为了以防万一,我们也制定了各种应急措施(以新闻为例):

      ★ 数据备份:新闻和第一时间中心存储系统互为备份(全部独立的主备系统代价太高)、专门冷备份一台数据库服务器

      ★ 通道备份:演播室直播SDI 通道、播前缓存应急SDI直播通道、新闻网应急直播SDI 通道。

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        如图,制作和新闻各自在自己的存储体里开辟一个分区,用来作为对方系统的备份系统。万一出现问题,有故障的时候不能短暂恢复的时候,可以通过一系列比较简单的措施迅速把损坏的存储体对应的编辑站点切换到备份的存储体中,让工作可以继续进行。专门冷备份一台数据库服务器,相关的软件都安装好,当冷备服务器都损坏,不能正常工作的时候,我们只要挂起相关的服务,安装一些数据以后,在最快的时间恢复它。演播室直播SDI 通道,直接连接到直播的总控。制作网和新闻网这些业务系统存储在自办栏目区,整个所有区共享一个存储体。自办栏目区根据设计,播出时要转码,通过统一转码中心送到播出缓存。播出缓存在根据播前的准备情况来迁移到播出域播出,同时在播出缓存区里还划分两个区域,一个是用来做总编室的制作,另外一个是做广告串编的。总编室要大量引用媒资在线里的电视剧进行相关栏目的制作。考虑到整个播出缓存区的安全问题,做了统一的备份系统,如有问题可以迅速切换到统一备份系统里,相对来说这也是一个重要组成部分。

    4.5投入产出比

        中等规模的地市级电视台们具备一定的经济实力, 但无法与大型电视台动辄上千万的投入相比,我们需要利用有限的资金完成规模化、产业化的系统构建并能够以高效率输出更多、更精彩的电视节目从而完成最佳的投入产出比。

    五、全台网媒体资产管理系统的设计

    5.1 面向业务支持的媒资系统的业务范围

        在全台网的设计中,面向业务支持的核心媒体资产管理系统主要提供的业务可以归纳为4个方面:

    (1)面向采编制作域的媒体资源存储管理与共享业务:这是媒体资产管理系统的一个最基本的业务即共享业务。在面向业务支持的媒体资产管理系统中,除了成品节目的存储和共享外,素材的共享存储也是一个重要的业务需求。而针对素材的元数据的获取不同于成品节目,在全台网的设计中,针对素材进行深度编目也不太现实。因此,素材元数据的获取和继承非常重要。在全台媒资系统的设计中主要需要针对全台媒体资源存储管理体系来设计和制定一套面向采编、存储和播出等系统的媒体资源元数据描述规范,从而使得媒体数据从一开始便纳入到全台资源描述规范中,元数据信息得以不断的继承和完善。

    (2)面向播出与成品节目发布的成品节目存储与播出发布整备服务:

        面向播出实现全程文件化是目前各电视台全台网中媒体资产管理系统的一个重点业务。从目前行业的应用看,面向成品节目的存储是媒体资产管理系统的一个重要组成业务,但媒资在面向播出的业务中,如何确保播出系统的数据安全和系统安全是一个比较重要的问题。在面向播出的备播服务中,主要包括了节目播出准备以及成品节目迁移到播出缓冲区。

    (3)面向制作域的扩展存储与暂存服务:

        面向制作域服务的媒体资产管理系统除能够提供制作资源的共享存储管理外,还应该提供扩展存储与暂存管理服务。全台网中的媒体资产管理系统是面向全台提供存储管理服务的系统,因此将该业务纳入媒体资产管理系统符合系统整合、资源共享的设计原则,同时便于集中调度和管理。

    (4)面向全台的统一媒体资源备份服务:

         在尚未进行全台网设计规划的系统中,每个采编系统均需要考虑媒体资源的数据安全问题。因此,在全台网的设计过程中,统一进行采编域的存储与备份设计有利于存储资源的整合,有利于提高存储设备的利用效率。

    5.2 全台媒资系统设计的几个技术要点

         针对全台媒体资产管理系统的需求特点进行系统设计,需要注意以下的一些技术要点。

    (1)媒资系统的存储码率与格式选择

         由于面向全台业务服务,因此全台媒资系统在存储码率以及存储格式的选择上必须兼顾多种应用需求,在效率和兼容性方面寻求平衡。由于目前在非线性编辑制作系统中软件编辑成为主流,面向制作域的媒体资源存储与共享服务在格式的兼容性上大大提高,很多产品均能够支持多格式混合编辑。对于面向全台的媒体资产管理系统而言,尽量利用各采编系统的多格式兼容特性,减少媒体数据格式转换的资源消耗,可以大大提高存储与再利用效率。在全台网媒体资产管理系统的存储码率和格式选择方面,可以考虑采用多格式混存的模式提供媒体资源的存储与共享服务,对于业务系统的访问需求通过兼容列表实现一个宽范围的格式转换。面向播出的业务则需要支持播出域的目标格式存储在备播缓冲区中。如果业务需要,还可以建立播前检片和自动技审等机制,并通过数字摘要等算法确保播出数据的安全。

    (2)统一检索平台的设计

         对于单一的媒体资产管理系统,可以通过建立一套媒资检索系统实现存储资源的发布与共享。在全台媒资系统的设计中,除了考虑媒资本身存储资源的检索发布外,还应该考虑构建一个面向全台的资源检索发布平台,实现资源最大范围的共享。

    (3)全台媒体资源编目体系的规划

         针对媒体资源的元数据管理,从资源生成开始便将其纳入全台统一的资源描述规范中是非常重要的。在目前各个独立系统架构下,媒体资源在实现数据交互后,元数据结构各自独立私有,因此难以实现资源的元数据继承与共享。媒体资源入库到媒资系统后,还需要进行大量的人工编目才能够便于检索和发布。

    全台编目体系的规划包括两个方面的内容:

    (1)建立媒体资源的信息收集体系

         可以通过各种手段来实现媒体数据从产生开始的元数据信息收集,例如上载过程的场记信息收集、节目编辑过程中的文稿脚本、审核过程中的节目审核信息等等。在全台媒体资产管理体系的规划中,元数据信息获取的前移是非常重要的设计原则。

    (2)建立媒体资源统一的信息描述

         在面向全台的资源检索发布平台的建设过程中,由于各自系统的独立性,因此必须建立针对媒体资源的元数据描述以及面向系统之间交互的元数据交换规范,这是解决全台媒体资源信息共享和交换问题的有效的解决方案。该规范将明确一个统一的媒体资源元数据体系架构,各业务系统可以依据该架构进行扩展,实现各自的应用。一旦涉及资源交换,则均通过该结构进行资源的信息描述。全台编目体系的规划设计要点包括:

    (a)编目信息获取的前移:针对原始的素材拍摄场记的数字化记录非常重要。系统在设计中可以通过各种手段完成原始信息的收集与获取。

    (b)节目生产过程也是元数据丰富和完善的过程:节目制作过程中产生的线索、选题、报题、文稿、串联单、审核信息等等均是对节目资源的信息完善,对后续的资源检索具有非常重要的价值,另外,诸如字幕、同期声等内容也是对媒体资源描述的补充。所有这些信息都是对媒体资源元数据的补充与完善,需要尽量保存并继承。

    (c)编目元数据信息的继承和传递:在全台媒体资源管理体系架构下,元数据信息的继承非常重要,如果缺乏了信息的继承,则任何信息收集都会浪费而最终只能依靠对媒体资源的人工编目来实现元数据的建立。

    (d)媒体资源归档后的深度标引与智能检索:一方面媒体资源的元数据信息得以继承和保存,另一方面对关键资源的深度标引也是必要的。通过引入智能化的检索技术,可以大大降低检索负担,提高检索效率。

    六、系统互联互通的问题

         全台网就是要建设一个开放的系统,能够兼容异构子系统,实现各子系统之间的互联互通。全台网互联互通设计重点主要有以下几个方面:

    ● 节目生产子系统间的互联互通:要实现节目视音频数据交换、节目元数据交换,系统间互联实现“松散耦合”的技术架构;

    ● 节目生产网和办公网之间的互联互通;

    ● 节目生产系统与节目生产管理系统间的互联互通:包括业务系统和节目综合信息管理数据的交互,以及节目综合信息管理系统信息如何展现。需要通过节目生产管理系统将一系列复杂的节目生产活动有机的衔接起来,对直播、录播节目的整个生产生命周期进行管理监控。

    七、IP-SAN为资金投入相对较少的中小电视台带来性能与成本最佳平衡点

         目前国内市场上出现的很多新技术,在各自的领域中都可以得到很好的应用。但如果简单轻率地拼凑系统,往往其技术优势得不到发挥,反倒给系统造成不可预见的隐患。俗话说,好钢要用在刀刃上,我们要做的,是在系统调研的时候深入了解这些成熟技术的优势和劣势,并结合多种技术的各自优势进行“强强联手“型的组合搭配,以其最佳的方式合理、高效的应用于电视台业务流程。目前国内各级电视台使用的新技术有很多,我们无法一一枚举。在此,我们仅对非编网络运行和中心存储技术进行简单的剖析,来说明新技术择优组合的必要性。

         众所周知,目前各级非编网络的运行和中心存储技术主要分为三类,FC光纤存储、NAS网络结构和iSCSI(IP-SAN)网络结构。FC光纤存储可提供很高的稳定读写带宽,可支持几十个甚至上百个编辑站点,但其成本较高,上规模的光纤存储网络通常要几百上千万,这种投资规模对于中小电视台来说是很难承受的。因此,地市级、区县级电视台在非编网存储和网络运行技术方面通常会考虑NAS网络构架或iSCSI网络构架。这两种技术都是相当成熟的技术,硬件成本基本相当,但对于电视台业务的应用来说,各自有何优缺点?如何根据电视台自身的非编网需求来确定网络运行构架和中心存储的选型呢?我们对NAS网络构架和iSCSI网络构架做一个简单的对比,如表。

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         从表中我们可以看出,NAS 网络架构和基于iSCSI技术的IP-SAN 网络架构的构建成本基本相似。而在性能方面,IP-SAN明显优于NAS,接近于FC网络的性能。iSCSI技术是一种新型储存技术,该技术是将现有SCSI接口与以太网络(Ethernet)技术结合,使服务器可与使用IP网络的储存装置通过iSCSI协议互相交换资料,实现在千兆以太网上高速、稳定的传输海量数据。

         iSCSI融合了SAN和NAS的优势,在这两者之间架设了一道桥梁。它基于IP协议,却拥有SAN大容量集中开放式存储的优点。经实际测试,iSCSI网络存储能够达到300MBps甚至更高的读写带宽,足以保证构建中等规模的制作网络;如果采用多台存储服务器构成的iSCSI分布式存储集群方式可以支持50~60台站点甚至更大规模的新闻制作系统。因此,iSCSI结构能够很好的支持流程化的一体化网络系统,在新闻制作网核心存储、硬盘播出二级备播系统、媒体资产管理系统等子系统中均能获得良好的应用。在实际调研过程中,我们发现中小规模电视台中的新闻和制作系统大多选择了IP-SAN网络架构。

         NAS是一个应用多年的成熟技术,结构简单,性能稳定,是三种常见架构中成本最低的,但是其性能的优劣会受到站点规模的限制和网络带宽的影响。所以,NAS存储一般作为小规模系统存储或中心存储的备份存储使用。因此,我们在系统选型时,应根据网络架构的技术特点,并结合实际的使用需求做合理选择,才能达到最佳效果。总结语综上所述.全台网的建设将从孤立走向联通.从联通走向整合,从整合走向协同。在这一过程中,作为一个时代的存储记录媒体,磁带将会逐步退出历史舞台,以硬盘技术和固态存储技术为代表的新的存储方式将会借助全台网的建设加速进入一个崭新的天地。但我们也要清醒地认识到,这种过渡还需要一个成长完善的过程,这种过程必将伴随着建造一个安全、高效、协同的全台网而发展.是我们未来一段时期内网络化建设过程中需要考虑的关键问题。


 
 
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