网络技术在电视台数字化建设中的应用

０、　∥　。ｌｌ。　ｌ　ｌ｜＿岛｜　、　　∥ｌ｜ｆｌ　　ｌ｜　网络技术在电视台　数字化建设中的应用　◎吴昌春马鞍山电视台技术中心主任　◎王　多马鞍山电视台技术中心助理工程师　◎赵　龙马鞍山电视台技术中心助理工程师　【提要】介绍马鞍山电视台２００４年构建的以ＶＬＡＮ和　口集成在一起．直接通过网络存取数据，成为一种专业的网　ＮＡＳ为核心的数字化网络，使播出、制作、办公三网　络文件存储及文件备份设备。它通过自带的网络接１：３把存储　融合，并实现了采　编、播等的数字化。　设备直接连入到网络中．实现海量数据的网络共享　把应用　【关键词】ＶＬＡＮ　ＮＡＳ　网络结构　网络化编辑　程序服务器从繁重的ｉ／ｏ负载中解脱出来．从而把存储功能　从通用文件服务器中分离出来　获得更高的存取效率．更低　１引言　的存储成本。　ＮＡＳ系统实现了两个突破．其一是理念上的突破．把存　近年来，计算机网络技术的飞速发展给广播电视系统带　储器直接接到网络上，不再挂在服务器后端．避免了给服务　来了前所未有的发展机遇。马鞍山电视台于２００４年开始构建　器增加负担；其二是技术上的突破　通过专用软件减少磁头　以ＶＬＡＮ和ＮＡＳ技术为核心的电视台数字化网络，实现了播　臂机械移动的次数．克服由此造成的延时。ＮＡＳ是符合工业　出、制作、办公三大网络融合．真正实现了采、编．播以及　标准的可靠存储技术．与传统的服务器相比．它具有下列优　多种业务的数宇化。整个网络建设完全是由马鞍山电视台技　点：　术中心自主设计、研发，施工。　（１）安装简单，管理方便。不需要专门的知识．非专业　２廉价、开放的网络结构　人员即可对照操作手册安装　通过Ｗｅｂ的方式管理：　（２）的操作系统且对存储优化；　我台的数字化网络．从设计初期就决定以ＶＬＡＮ和ＮＡＳ　（３）存储容量扩充方便．不用停顿网络．实现在线扩容　技术为核心，采用模块化设计　将硬盘播出系统　非线性编　（４）数据备份恢复方便．是一种集成的本地备份　不需　辑制作系统　办公网这三个子系统在一定的安全措施下有条　服务器干预：　件的互联互通。网络结构图如图１所示。　（５）支持异构网络环境下的文件共享　如支持Ｗｉｎｄｏｗｓ　虚拟局域网（ＶＬＡＮ　Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）．是　ＮＴ　Ｕｎｉｘ　Ｌｉｎｕｘ　Ｎｅｔｗａｒｅ、Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ等操作系统。　一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个　该网络所有的网络设备均为千兆设备　从网卡到交换　个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。美国电气和电子工　机，包括网线都选用六类线　提高了带宽　保证了数据传输　程师学会（ＩＥＥＥ）干１　９９９年颁布了用以标准化ＶＬＡＮ实现方　速率。　案的８０２．１Ｑ协议标准草案。ＶＬＡＮ技术允许网络管理者将一　个物理的ＬＡＮ逻辑地划分成不同的广播域（或称虚拟ＬＡＮ，　３高效　快捷的网络化编辑　即ＶＬＡＮ），每一个ＶＬＡＮ都包含一组有着相同需求的计算机　在网络建设的最初阶段　我台采用的是单机非线性编　工作站　与物理上形成的ＬＡＮ有着相同的属性。但由于它是　辑　成片共享的方式：即记者，编辑将所需要的所有素材都　逻辑地而不是物理地划分　同一个ＶＬＡＮ内的各个工作站无　上载到非编的本地硬盘进行编辑．然后将编辑好后的成片．　须放置在同一个物理空间里　即这些工作站不一定属于同一　通过网络传递到存储器ＮＡＳ，然后进行审片　播出。这样的　个物理ＬＡＮ网段。一个ＶＬＡＮ内部的广播和单播流量都不会　模式．对于时效性不强的栏目来说．完全可以满足要求．但　转发到其他ＶＬＡＮ中．从而有助于控制流量，减少设备投资、　是对于时效性很强的新闻来说．这样的模式则无法满足要求　简化网络管理，提高网络的安全性。　了。我们台每天的新闻总时长达到４Ｏ分钟．条目数也达到几　该网络构架中另一个重要的设备是网络附属存储系统　十条．当天拍摄当天就要播发的约占６Ｏ％．因此．我们不可　（ＮＡＳ．Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ａｔｔａｃｈｅｄ　Ｓｔｏｒａｇｅ）．它把存储设备和网络接　能采用单机编辑的模式。　Ｒａｄｉｏ＆ＴＶ　Ｂｒｏａｄｃａｓｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＭＡＲ２００Ｒ　维普资讯 http://www.cqvip.com

综上考虑，我们决定在原ＮＡＳ的基础上，再增加一级新　闻ＮＡＳ存储，采用ＲＡＩＤ５数据冗余容锚技术，中心磁盘阵列　由８×２５０Ｇ　ＳＡＴＡ硬盘组成，具有双电源、全冗余的特点．　容量可达到１．５９Ｔ，将来若有需要可直接升级到８×４００Ｇ。　另外，为了提高网络速度，我们将ＮＡＳ上的两块干兆网　卡做了端口聚合（Ｐｏｒｔ　Ｔｒｕｎｋｉｎｇ），对应的干兆交换机也做了　端口聚合，这样干兆以太网络的端口速度即可达２Ｇ。经过测　试，最高传输速率可达１０００Ｍｂｐｓ，带宽完全可以满足我台新　闻节目初编以及素材共享的要求。　在整个新闻制作网中．我们一共设置了９台无卡站（包　括４台可作为素材上载的上载站）和４台有卡站（Ｍａｔ　ｒＯＸ　ＲＴＸ１∞），均采用ＩＥＥＥ１　３９４接口，原有的模拟信号的上载也　是通过１３９４接口上载的（ＰＶＷ－－２６００至ＤＲＳ－１１）。记者在上　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｏｒ）共享双方的工作界面。如果前方记者的网络接　载站通过干兆网将素材直接上载到ＮＡＳ里，其后在无卡站进　入为宽带（不低于２００ｋｂｐｓ）．后方编辑甚至可以直接操控远方　行编缉。后期编辑在有卡站上将串联好的节目打包生成　的笔记本电脑，远程完成采集、编辑、回传等一系列任务。　ＭＰＥＧ　２文件传送到播出系统播出（原有的栏目制作网构架　最后将生成的成片压缩成ＭＰＥＧ－－２　ＩＢＰ或ＷＭＶ格式（视网络　与新闻制作网相似）。　传输速度决定压缩格式），用ＦＴＰ回传至中心机房。通过这套　这样可以看出，我们台整个的采　编、播过程全部是数　系统，不仅保证了数据传输的安全性，拓展了新闻移动编辑　字化的，拍摄用的是数字机，上载用的是１　３９４接口　编辑采　的模式，使前后方记者、制作人员协同编辑得以实现。２００４　用的是非编网络化的编辑，输出到硬盘播出也是通过转码成　年５月，我台新闻部记者随市领导去招商．首次使用了　播出支持的格式，整个流程没有任何Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ转换．信号　移动新闻编辑系统，使电视观众当天就看到了远在万里之外　衰减几乎为雩。　的招商盛况，受到了观众及市领导的一致好评。　４广泛的可扩展性　４．２网络对高清晰度视频（ＨＤＶ）及未来高清晰度（ＨＤ）　的支持　由于网络采用模块化设计　非编系统采用了基于主流Ｐｃ　随着高清技术的发展，ＨＤ设备的价格会越来越平民化，　平台的ＣＰＵ＋ＧＰＵ技术，完全摆脱了硬件厂商的桎梏，非编软　尤其是Ｓｏｎｙ新推出了ＨＤＶ１０８０ｉ格式的摄像机ＨＤＶ　ＺｌＣ，更　件采用的是Ａｄｏｂｅ公司的Ｐｒｅｍｉｅｒｅ　Ｐｒｏ　１　５，使网络和非编　是让广大地市级电视台自制节目率先使用准高清成为可能。　系统具有无限的扩展空间。下面简要介绍我们已经实施和正　我台下一步即将全面启动准高清制作，为此现有网络能否满　在试验实施的升级方案。　足ＨＤＶ的制作要求成为网络可扩展性的一个重要检验。　４．１在现有网络基础上利用ＶＰＮ技术建立移动新闻编辑系统　我台目前上载采用的是ＩＥＥＥ　１　３９４接口，编辑基本上采　移动新闻编辑系统是我们又一项完成的在现有的网　用纯软件编辑．完全脱离了板卡的制约。而Ｓｏｎｙ的ＨＤＶ—Ｚ１Ｃ　络平台上运用视频压缩技术、虚拟专用网技术，以及远程控　１０８０ｉ格式，采用１４４０×１０８０图像尺寸，以约２５Ｍｂｐｓ的图　制技术的开发项目　随着媒体竞争日益激烈，对异地新闻以　像比特率拍摄图像。试验中我们利用无卡工作站的ＩＥＥＥ　１　３９４　及突发事件的报道成为各电视台提高新闻收视率　打造新闻　接口，在Ａｄｏｂｅ　Ｐｒｅｍｉｅｒｅ　Ｐｒｏ　１．５中利用ＭａｉｎＣｏｎｃｅｐｔ　ＭＰＥＧ　品牌的一把利剑。国内一些非编厂商也开发了相关产品，但　ＨＤ采集工具将摄像机输出的ＭＰＥＧ一２　ＴＳ流通过网络直接采　无一例外地都是利用１　３９４接口将ＤＶ或ＤＶＣＡＭ摄像机拍摄　集到ＮＡＳ，然后在无卡工作站上编辑、生成．没有丢帧现象．　的信号上载到笔记本电脑，再通过编辑软件对素材进行编　效果非常理想　这样．我台的非编网不需任何升级Ｉ￣Ｐ＝－－Ｊ全面　辑，生成低码率的信号，最后通过ＦＴＰ软件传回中心机房。　支持ＨＤＶ节目的制作。　我们的移动新闻编辑系统在此基础上又有所突破．并不　基于我们对未来高清发展的理解．我们还设想了未来ＨＤ　是简单的用ＦＴＰ软件进行节目的回传，而是利用隧道协议开　制作的可能性。随着ＩＥＥＥ　１　３９４接口传输速率的不断提高、Ｐ２　通了虚拟专用网络（ＶＰＮ）．将电视台内网扩展到远程移动工　及蓝光盘技术的进一步成熟　计算机性能的不断提升．越来　作站。远方记者携带的笔记本电脑可以通过ＶＰＮ通道进入台　越多的高清摄像机都会摆脱基于高清板卡的上下载方式，像　内非编网，成为非编网络工作组中的一员。这样前后方记者、　松下新一代高清制式Ａ　Ｊ—ＨＤ　１　２００Ａ录放像机就标配了　编辑可以通过远程控制软件（我台使用的是Ｒ　ｅ　ｍ　ｏ　ｔ　ｅ　ＩＥＥＥ１　３９４接口。而且，随着各种高压缩高清解决方案的不断　２００６年第３期　广播与电视技术　维普资讯 http://www.cqvip.com

提出．使用低于５０Ｍｂｐｓ码率记录高清节目也是指日可待。未　选用了美国飞康软件公司（ＦａＩｃｏｎＳｔｏｒ）的ｉＳＣＳＩ存储服务器　来．在网络结构无须再做大的改动的前提下．我们只要将无　（Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｓｅｒｖｅｒ）。它是飞康公司屡次获奖的企业级网络存储　卡工作站升级到６４位计算机．再升级相应的网络设备．就可　软件ｌ　ＰＳｔＯ　ｒ的核心部分．通过它将ｉＳＣＳｌ存储服务器与　以实现高清节目的制作需求　Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｓｅｒｖｅｒ　２００３整合成为一个统一　４．３无缝升级到基于ｌＰ的小型计算机系统接口（ｉＳＣＳ１）网　的存储平台．提供文件级和数据块级的存储服务。服务器安　络的可能性　装调试完毕后．我们在非编工作站上安装Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　ｉＳＣＳＩ发　ｉＳＣＳＩ是一种基于开放的工业标准．协议定义了在ＴＣＰ／　起端（Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）软件．可以在微软官方网站上免费下载。安　ＪＰ网络发送　接收数据块（ｂｌｏｃｋ）级的存储数据的规则和方　装成功后．可以通过Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ软件向存储服务器中的目标端　法。发送端将ＳＣＳＩ命令和数据封装到ＴＣＰ／ＩＰ包中再通过网　（Ｔａｒｇｅｔ）发起连接请求　服务器端接受请求后根据事先设定．　络转发．接收端收到ＴＣＰ／ＩＰ包之后．将其还原为ＳＣＳＩ命令　分配相应的磁盘空间给工作站．如同在工作站本机添加了一　和数据并执行．完成之后将返回的ＳＣＳＩ命令和数据再封装到　块ＳＣＳＩ硬盘．并有相应的盘符。事实上．新增加的“ＳＣＳＩ硬　一瞳　ＴＣＰ／ＩＰ包中再传送回发送端。而整个过程．在用户看来．使　盘”和本地硬盘完全一样，可以利用本机操作系统对它进行　●　目一．　　用远端的存储设备就像访问本地的ＳＣＳＩ设备一样简单。支持　各种操作。通过测试发现．ｉＳＣＳＩ服务器上传输的是基于ＳＣＳＩｉＳＣＳＩ技术的服务器和存储设备能够直接连接到现有的ｌＰ交　　　协议的数据块（ｂｌｏｃｋ）级数据包．传输速率抖动减小．数据　；　咧．一换机和路由器上．因此ｉＳＣＳＩ技术具有易于安装，成本低廉、　传输稳定性好．整体性能比ＮＡＳ服务器明显提高。该项试验　不受地理、良好的互操作性、管理方便等优势。　的成功表明．我们的网络构架不需要任何改动即可通过软件　目前．许多网络存储提供商以及一些省级以上电视台都　无缝升级到ｉＳＣＳＩ网络。　使用ＳＡＮ结构来构架网络存储系统，但是这种构架需要高昂　马鞍山电视台网络结构如图２所示。　的建设成本．远非一般地市级电视台所能承受。ｉＳＣＳｌ融合了　ＳＡＮ和ＮＡＳ的优势．在这两者之间架设了～道桥梁。它基于　５网络管理及安全性　ＩＰ协议，却拥有ＳＡＮ大容量集中开放式存储的优点。我们认　由于网络实现了非编网　播出网、办公网三网的间接互　为．这种构架应该是未来中小电视台网络的首选构架。　通．网络的安全性就成为整个网络能否正常运行的关键。为　２００５年２月．我们对网络存储构架进行了升级改造试验。　此．我们采取了以下安全措施来确保网络的安全：　首先．在原ＮＡＳ服务器上安装ｉＳＣＳＩ存储服务器软件．我们　（１）首先在不同的子网间设立严格的安全访问机制。从　网络结构可以看出，　服务器子网　ＶＬＡ．Ｎ２－Ｉ　ＶＬＡＮ３＋ＶＬＡＮ４，　、　、　ＶＬＡＮ交换机将整个网络　特　划分成三个虚拟子网，　麓　：　ｌ●量　、　＾’—，　。　Ｎ　器，一　一　任何一个子网都不可能　ｗ　｜ｉｉｉ函　。光钎　／Ｅｄｕｇｎｇｉｎｅ　２６２１　直接访问别的子网．所　安伞路由　ＬＡＮ４　有需要共享的数据．都　。１Ｏ００Ｍ智能交换机　只能通过ＮＡＳ来交换．而　部虚拟嘲　（２个１Ｏ００Ｍ级联口）　对ＮＡＳ的访问则设置了　ＶＬＡＮ的智　＂　　一　一１０ＯＯ＾ｌ　能变换机　层　ｌ０００Ｍ　不同的用户．不同的权　交换机　ｌＯ００　可网管以太　交换机　网交换机　限．这样既实现了数据　ｘｔ０００　的共享又确保了数据的　聚含　安全性。而播出子网和　ＮＡＳ之间的文件交换采　ｌ用了更为安全的ＦＴＰ传　！；　　Ｈ　播出　七载站　ＮＡＳ　非编　非编　输方式．传输文件格式　工作站　－ｌ……～　Ｉ　服务器　工作站　电脑　电脑　…一｛ｌ　　一，－Ｉ　只限定为音视频文件．　播出子嘲ＶＬＡＮ２　编辑子网ＶＬＡＮ３　确保播出子网具有更高　的安全性。　一ｌ０／ｌＯＯＭ　（２）为防止病毒的　图２马鞍山电视台网络结构　侵袭．我们专门架设了　Ｒａｄｉｏ＆ＴＶ　Ｂｒｏａｄｃａｓｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　”　维普资讯 http://www.cqvip.com

广播电视中心　＿　一一台Ｄｅｌｌ服务器，安装了防病毒服务器软件，用来对付网络　例外都被Ｓｙｍａｎｔｅｃ防病毒软件截杀，而非编网和播出网从　上各种各样的病毒：同时还安装了微软软件更新服务（ＳＵＳ，　未发生过被病毒感染的情况。由此可以证明．我们采取的防　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｕｐｄａｔｅ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）．网内所有计算机都安装了防病毒　范措施是安全有效的。　和更新服务的客户端软件。这样，防病毒服务器和Ｗｉｎｄｏｗｓ　最近，我们也从相关资料上获悉．电视台在赴雅典　更新服务器每天定时更新病毒库和补丁程序，然后自动向网　奥运会报道期间，其网络安全方面也是采取了和我台类似的　内客户端发布，以免机器遭到病毒的侵袭（播出于网的　措施，即；互联网查询网段与业务制作网段做了比较完善的　Ｗｉｎｄｏｗｓ更新采用手动方式）。在这里我们要强调，Ｗｉｎｄｏｗｓ　访问控制策略；在客户端安装相应的防病毒软件、及时对客　更新是保障网络安全十分重要的一环，电脑每次遭受到重大　户端打相应补丁；对互联网查询段接入的设备做ＭＡＣ地址绑　病毒的侵袭，如冲击波　振荡波，都是因为没有及时地打上　定。通过这样的措施，奥运转播期间没有发生一起因病毒和　Ｗｉｎｄｏｗｓ最新的补丁，而使网络陷于瘫痪的　有了Ｗｉｎｄｏｗｓ　漏洞问题影响网络运行的情况。　自动更新．就可以避免类似的情况发生。　下一步．我们将对网络中相关设备启用简单网络管理协　（３）由于办公子网需要登录互联网，在病毒防范方面需　议（ＳＮＭＰ），然后通过ＳｏｌａｒＷｉｎｄｓ公司Ｏｒｉｏｎ系列网络性能监　要做格外的考虑，除了上述防范措施外．我们还在路由器上　控器（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｍｏｎｉｔｏｒ）网管软件对整个网络进　添加防火墙，设置安全规则，封堵病毒和黑客经常使用的端　行管理及监控．及时了解和记录网络阻塞及带宽利用率，进　Ｅｌ。另外．我们还对办公子网内的计算机实行媒体接入控制　一步提高网络管理水平。目前，我们的技术人员正在对软件　（ＭＡＣ）地址绑定．防止未经认证的机器非法接入　进行测试，很快将进入实施阶段。　（４）提高网络管理水平，实施严格的计算机网络安全管　马鞍山电视台综台业务数宇网络建成投入使用后，安全　理办法，包括使用ＤｅｖｉｃｅＬｏｃｋ软件禁用网内所有计算机光驱、　稳定，实现了马鞍山电视台的数字化　网络化改造目标。将　软驱和ＵＳＢ接口；在办公网和非编网内的机器上安装远程监　来，随着６４位操作系统的推出，万兆以太网络设备的普及，　控软件Ｒｅｍｏｔｅ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｏｒ，一方面随时监测各计算机的安　ＳＡＴＡ硬盘读取速度的提高．我们完全有理由相信，我，ｆｆ］目　全状态，对一些非法应用发出警告．另一方面也方便技术人　前所采用的网络构架及部分设想一定会在电视台的数宇化改　员远程解决制作人员碰到的问题。　造方面得到广泛的应用。　正是通过以上安全防范措施，我台数宇化网络运行近一　（收稿日期ｉ　２００５－１１一ｏ３）Ａ　年半来，虽然办公网内一些计算机因上网而感染病毒，但无　广播电视专题资科（１）　序号　名称　定价　序号　名称　定价　１　有蔑鼗－ｐ宅斑攫泰　４８　５８　广播节目鳊辑与制作技术　８５　２　数字电视与高清晰度电视　４２　５９　数字音频技术及应用　８５　３　数字电视原理与应用　４１　６０　舞台灯光与音响技术　８５　４　数字广播电视技术基础　８８　６１　数字音频广播（ＤＡＢ）技术　８４　５　数字电视中心技术　５５　６２　现代扩声技术与工程　５６　６　电视数字播控技术　５　６３　录音技术　６　７　数字电视制播技术　４４　６４　广播影视声学　４１　８　数字音频广播与数字高清晰度电视　２７　６５　声音节目后期制作　４２　９　有线电视数字加解密技术与集成电路　４８　６６　声音制作基础　４７　ｌ０　发展中的数字视频广播　５４　６７　电视音响创作技巧　２　ｌ１　数字视频压缩及其标准　２７　６８　电视音乐音响　２６　ｌ２　广播电视技术概论　８　６９　声音质量主观评价　２９　ｌ３　广宅莞萨骚域毋挺豢　１　１　０　７０　数字视频测量技术　２　１４　现代有线电视宽带网络技术实用手册　７８　ｌ５　有线电视宽带ＨＦＣ网络技术　４６　７ｌ　数字音频广播（ＤＡＢ）技术文集　２０　ｌ６　有线电视宽带ＨＦＧ网络回传系统　７　７２　电视节目声音与制作　４５　ｌ７　有线电视网络与传输技术　４０　７３　５＋１声道ＤｖＤ质量样板试机碟（ＤＶＤ　Ｉ张）　５８　ｌ８　有线电视宽带笋媒体网络　５８　７４　电声产品声音质量主观评价用节目源（ＣＤ　１张）　１　００　ｌ９　现代有线电视宽带网络设计施工调测与维修　２７　７５　数字卫星广错摹筑　５０　２０　现代有线电视宽带网络技术与综合业务　４２　７６　卫星数字传输与微波技术　８５　邮购以上资料请通过邮局汇款，款到后即邮寄资料及。　资料中心查询：ｈｌ；１；ｐ：／／ｗｗｗ．ｇｂｄｓ，ｃｏｎｒ．Ｃｌｌ　汇款请寄：北京２　１　Ｉ　６信箱发行部　邮鳊：１　００８６６　电话：０１　Ｏ－８６０９２０　６２转８６９　传真：０１　Ｏ－８６０９２０４０转８１　０　国家广电总局规划院信息研究所发行部　２００６年第９期　广播与电视技术