電視臺視頻網絡系統的設計研究

于 靚

（吳江電視臺，江蘇 蘇州 215200）

電視臺視頻網絡系統的設計研究

于 靚

（吳江電視臺，江蘇 蘇州 215200）

視頻網絡系統是電視臺節目廣播的重要環節，結合電視臺視頻加工制作和應用管理要求，優化和改進電視臺視頻網絡系統，充分發揮視頻網絡系統的應用優勢。本文分析了視頻網絡系統應用特點，闡述了電視臺視頻網絡系統設計要點，以供參考。

電視臺；視頻網絡系統；設計

近年來，電視臺節目越來越豐富，這對高效、實時的數字化制作播放提出了更高的要求，視頻資源和內容的共享交換是視頻網絡系統設計的關鍵。

一、視頻網絡系統應用特點

電視臺視頻網絡系統最大的應用特點是能夠長時間傳輸大數據帶寬，適應瞬間的發送數據。例如，視頻網絡系統的數據傳輸率約280Mb/s，通過MPEG-2進行壓縮，然后視頻流視頻率下降到5～50Mb/s，應用MJPEG壓縮方式，控制4:1的壓縮比，使視頻網絡系統數據率達到40Mb/s。

電視臺在后期節目制作中，視頻圖像經過編解碼和壓縮處理以后，會影響視頻素材質量。當前，很多電視臺視頻網絡主要采用MPEG-2和M-JPEG壓縮編碼格式，這種壓縮編碼格式主要是單獨壓縮每一幀數據，稱之為幀內壓縮，精確進行幀編輯。在實際應用中，MPEG-2比M-JPEG的壓縮比較大，可以明顯減小視頻網絡系統硬盤存儲容量，能夠更加快速地傳輸視頻素材，充分考慮到電視臺視頻網絡系統主要采用M-JPEG壓縮編碼格式，最大限度地減少視頻網絡系統設計的復雜性。

二、電視臺視頻網絡系統設計要點

（一）系統結構

電視臺視頻網絡系統需要基于媒體資源管理系統，確保網絡視頻資料和素材的共享，便于重復利用和檢索有價值視頻素材。電視臺的節目制作必須設計清晰明了的結構，在共享素材和資源條件下并行工作，以數字框架為基礎，實現電視臺節目的無帶播出，支持用戶點播節目服務，并且可以在外網上通過不同方式進行交流和發布。電視臺視頻網絡系統結構需要設置電視播出系統、演播室播出系統、媒體系統和資產管理、節目編輯系統、采集系統等，利用通信網絡，使視頻網絡系統實現播出、生產和管理的一體化操作，網絡化的視頻系統可以有效降低節目加工制作成本，提高電視臺節目制作播出效率。

（二）視頻網絡系統設置

（1）服務器。服務器是電視臺視頻網絡系統設計的關鍵，結合雙網結構應用要求，可以設置數據庫服務器、域控制器和MDC元數據控制器，利用數據庫服務器用于管理視頻網絡系統的語音視頻數據，域控制器主要是通過以太網管理系統用戶，采用元數據控制器，經過FC光纖通道，管理視頻網絡系統文件。同時，對于元數據控制器，結合電視臺視頻網絡系統設計要求，選擇智能化、高透明度的虛擬存儲設備和VIEWGOOD視頻直播系統，通過MDC來控制LUN映射，VIEWGOOD視頻直播系統支持當前最新的H264、MPEG-4編解碼技術，能夠實現多流通屏直播和直播時移，達到音視頻的同步，明顯地縮短系統時延。對于視頻網絡系統的域控制器，一旦系統發生故障，VIEWGOOD視頻直播系統會使各個工作站點自動化尋找域控制器。電視臺視頻網絡系統采用數據庫服務器，應用雙機熱備方式，通過專線將兩臺服務器連接起來，若備用服務器檢測到主服務器無法正常運行，備用服務器會自動接管主服務器。

（2）存儲系統。電視臺視頻網絡系統采用一體化虛擬存儲方式，通過獨立軟硬件，捆綁硬盤陣列，提高視頻網絡系統的訪問帶寬，增強其安全性。視頻網絡系統集成獨立接口、緩存和控制器，配合硬盤分離，構成新型控制器，通過數據傳輸通道，交換機和控制器、硬盤相連，硬盤和控制器之間的連接應用并行連接方式，對于各個TIER設置RAID，在雙控制器之間存設同步器，實現視頻網絡系統的存件數據實時影像傳輸。一旦內存或者HSTD出現故障，利用故障控制器讀出或者寫入數據。硬盤系統和雙HSTD之間采用FC-AL冗余連接方式，兩臺HSTD和各個光纖硬盤連接，在同一個交換機上連接HOST，HSTD主機端口和交換機主機進行通信，實現S2A全冗余連接，為視頻網絡系統提供數據訪問管理，在LUN底層設計數據訪問模板，提供網絡管理授權的專用口令和用戶名，提高電視臺視頻網絡系統的可靠性和安全性。

（3）用戶權限管理。為了保障電視臺視頻網絡系統的安全、穩定運行，應構建一套科學合理的用戶權限管理制度，當前視頻網絡系統的用戶權限管理主要采用以下兩種方式：其一，通過視頻網絡系統的數據庫，存儲用戶權限數據，用戶通過節目編輯系統，隨時調取視頻數據進行權限管理。其二，通過視頻網絡系統操作模塊，為用戶提供專門管理工具，例如NI域用戶管理器，嚴格限制視頻網絡系統用戶權限。

（三）采用非線性關鍵技術

電視臺視頻網絡系統設計采用非線性關鍵技術，基于媒體資產管理軟件系統，應用虛擬網絡存數技術，優化FC-SAN網和以太網的雙網結構，采取主流的MPEG-2壓縮技術。視頻網絡系統采用合適的數據壓縮格式，視頻信號應滿足視頻網絡系統再利用和編輯制作的要求，保障視頻信號質量，提高壓縮效率，減少視頻數據傳輸和存儲成本。當前，視頻網絡系統適宜標準包括MPEG-2HE和DV、MJPEG標準，對于節目制作網的數據存儲和網絡機構，采用FC網和以太網雙網結構，對應雙碼率，合理設置粗編/精編工作站，利用存儲區域網絡，將視頻網絡數據存儲和控制管理分離開來，緩解系統規模和數據帶寬的矛盾，實現網絡數據和視頻音頻素材的共享。另外，基于SAN存儲區域網絡，利用光纖頭互聯系統，組成虛擬化雙網結構，將物理存儲設備轉換為系統邏輯鏡像，打破視頻網絡系統中物理設備之間的局限性，有效提高電視臺視頻網絡系統的可用性和穩定性。在視頻網絡系統中，網絡管理和傳輸媒介之間采用光纜和雙絞線，通過100/10Mbps以太網連接雙絞線，經過FC網絡和1000Mbps以太網連接光纜，確保電視臺視頻網絡系統高速的數據傳輸。

三、結語

視頻網絡系統設計應結合電視臺節目制作應用要求，加強視頻網絡系統各個環節的設計，優化和改善系統設置，提高電視臺視頻網絡系統的應用性能。

［1］ 楊曉禹.基于ASP.NET的視頻網絡系統的設計與實現［D］.北京郵電大學，2012.

［2］ 馬玉霞，全東寧，趙蓬.新疆電視臺視頻網絡系統的設計與應用［J］.廣播與電視技術，2014（10）：88+90-93.

G222.3

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1674-8883（2015）20-0247-01