新闻资讯频道视频播出服务器系统

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摘 要：视频播出服务器是播出系统关键设备，详细阐述了其设计要求、系统结构及系统结构的安全性，从系统设计到结构上都把安全性可靠性放在首位，从而保证播出系统的安全播出。

关键词：视频播出服务器；播出系统；系统结构；安全性

中图分类号：TP311 文献标识码：B DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.03.036

0 引 言

视频播出服务器是播出系统的关键设备，为了兼顾系统的安全性、可靠性以及与原有系统的服务器相匹配，我们采用Omneon高端服务器产品MediaDeck视频服务器。服务器通道设计采用完全主备构架，且主备服务器硬件配置完全一致。MediaDeck视频服务器的重要功能组件及接口均为冗余配置，本身具有优异的故障检测报警机制。服务器产品的各项软硬件设计将安全性、稳定性、高效性很好地结合起来，能够最大限度保证7X24小时安全播出。

1 视频播出服务器系统的设计要求

视频播出服务器对于播出系统来说是非常重要的设备，为了满足数字硬盘自动播出系统的要求，播出服务器系统的设计要考虑以下几方面：

1.1 系统的安全性

整个播出系统包括：主播出系统和备播出系统，主播出服务器和备播出服务器，力求整个播出系统的安全可靠，并建立完善的冗余备份和安全防范体系，以保障系统高可靠性和高安全性，使整个系统具有多重安全防护，无单一崩溃点，系统涉及到的光交换机、以太网交换机、光纤通道、连接线路必须采用冗余热备份。对主要组件实现完全冗余配置，应急手段丰富、全面。

1.2 系统的开放性

播出系统必须考虑将来与全台网连接的问题，播出网络系统应该具备开放性，所有使用的协议和格式都应该是公开的并符合国际标准的，这样可以保证与其它业务板块无缝链接的需求。

1.3 系统的实用性

由实际的应用需求层层下溯，从网络传输带宽、存储容量、主机配置、软件等各个方面对播出系统进行量化，设计出的系统无论是管理还是运行方面都十分方便，能清晰地实现与全台网的、主干交换平台系统的互联互通。

1.4 系统的可扩展性

为了满足以后发展的需要，可以添加高清播出模块，播出高清节目而不影响现在标清系统的播出，系统具有可扩展性。

1.5 系统的易维护性

新闻资讯频道24小时播出，设备的易维护性成为不间断播出的最主要因素，有一个易维护的播出服务器尤为重要。

1.6 系统的兼容性

长春电视台原使用一套Omneon视频服务器，与本系统选用的视频服务器是同一个厂家的产品，所以在系统兼容性方面具有其他厂家产品无法比拟的优越性。

Omneon视频播出服务器系统结构采用单机结构，它有独立的供电、散热等系统，而不依赖于主机，在目前编解码格式不断变化的今天，这种方式显得越发的具有优势，随着格式的增加及调整，在不破坏原有系统的结构的情况下，可以随意添加任何格式的编解码模块，大大提高了系统的解码兼容性。

Omneon视频播出服务器支持目前所有标准的视音频格式，使用的是国际标准的视频音频格式，任何符合国际标准的视频音频内容都可以通过Omneon播出服务器进行播出。

Omneon采用国际通用MXF、QuickTime等标准封装格式，并支持格式Mpeg2、DV25、DV50、DVCPRO、HDCAM等国际标准编码格式，它能与大洋公司、索贝公司、格非、方正等国内厂商的播控系统、媒资管理系统中的文件互联互通。

2 系统结构

2.1 系统结构图

2.2 系统结构说明

上图是长春电视台新闻资讯频道视频服务器系统结构图，它由两部分组成：主播出服务器和备播出服务器。主、备播出服务器均由一台SMD-2200-AA播出服务器主机、一块MDM-5001播出和上载/审看模块构成。一块MDM-5001模块含有3个编解码通道，2路标清解码通道、1路标清编/解码通道，其中1路标清解码通道用于标清节目主播出，1路标清解码通道用于标清节目审看，1路标清编/解码通道用于标清节目上载。

主、备播出服务器系统都采用了MediaDeck视频服务器，每台MediaDeck内置8块7500转SATA硬盘，其中6块为数据盘、2块为校验盘，组成1个Raid组，可以提供3T的有效存储容量，可存储545小时12m码流标清素材。主、备视频服务器在满足上述编解码通道正常工作要求的情况下能够提供单台45MB/s的素材迁移带宽，能够实现主备服务器、近线存储之前之间的素材文件快速迁移。

Omneon视频服务器系统包含编解码模块、主机模块、存储模块在内的每一个部分都包含冗余配置，包括冗余电源、冗余风扇、冗余RAID控制器等，关键部件及软件支持在线更换及升级，而不影响播出安全。

视频服务器采用单机结构，素材要求主备镜像存储，支持频道24小时运行的网络化数字播出。其操作系统采用嵌入式Unix操作系统；其硬盘系统采用Raid冗余硬盘安全技术；播出服务器通过连接交换机实现双单机结构方式；视频服务器系统的文件系统分配表实时镜像；视频服务器内的磁盘阵列具有数据自动保护功能，即使在服务器的系统完全损坏的情况下，更换新的服务器后磁盘阵列也不需要重新格式化，且数据也不会丢失。

为了实现硬件系统无崩溃点设计，保证系统安全可靠，视频服务器、调度服务器主备冗余热备份，光交换机、以太网交换机、光纤通道、连接线路等也采用冗余热备份；主、备播出存储服务器的关键部件都采用了冗余热备份技术，如主备服务器均配置数据文件共享系统、双以太网接口，系统数据迁移带宽要超过40MB/s，采用内置磁盘存储阵列，配置安全性最高的双奇偶校验，内置磁盘阵列采用Raid6安全措施，以保护数据安全；服务器具有Raid功能，具有数据硬盘快速恢复能力，并且对视音频数据文件可以根据文件大小动态划分数据块的大小，避免空间浪费；系统有2块硬盘，在1块硬盘出错时，能保证正常播出；

硬盘播出要求实现零帧精确。播出通道完全主备，一旦主播出通道出现故障，系统可以无缝切换到备播出通道，确保播出信号不出现抖动、黑场和静帧。

系统采用完善的监测报警技术，提供服务器系统硬件监测通信协议，能够与控制系统实现集中管理。系统采用开放式设计，预留以文件方式或数据流方式直接上载的接口，能够为将来交互电视及互联网络的技术的实现进行支持。编解码压缩方式为MPEGII，支持基于IBBP帧方式的长GOP。支持4:2:0及4:2:2数字视频采样，压缩码率6-30Mbps可调；支持符合SMPTE259M标准的嵌入式数字音频的输入及输出。播出服务器具备可扩展性，满足增加最少的设备就可以完成扩展的能力。

3 系统结构安全性

视频服务器是整个播出系统最关键的设备，也是整个系统安全性要求最高的部分，因此从使用的操作系统、防病毒能力等多方面综合考虑。

目前主流的视频服务器server端和client端采用Windows操作系统，Omneon采用优化的嵌入式Unix操作系统。Windows和Unix操作系统具有各自的特点：⑴从使用方面来看，Windows使用比较简单，容易入门，图形化界面对于不懂计算机的用户使用也十分有利；Unix图形界面使用简单，容易入门，但文字界面需要学习才能掌握。⑵从界面来看，Windows界面统一，外壳程序固定，所有Windows程序选单几乎一致，快捷键也几乎相同；Unix界面风格依据发行版本不同而不同，有可能互不兼容。⑶从驱动程序上看，Windows驱动程序丰富，版本更新频繁。默认安装程序里面一般包含有该版本发行时流行的硬件驱动程序，之后所出的新硬件驱动依赖于硬件厂商提供。对于一些老硬件，如果没有了原配的驱动有时很难支持。另外，有时硬件厂商未提供所需版本的Windows下的驱动，也会比较头痛。驱动程序丰富，版本更新频繁。默认安装程序里面一般包含有该版本发行时流行的硬件驱动程序，之后所出的新硬件驱动依赖于硬件厂商提供。对于一些老硬件，如果没有了原配的驱动有时很难支持。另外，有时硬件厂商未提供所需版本的Windows下的驱动，也会比较头痛；而Unix由于很多硬件厂商基于版权考虑并未提供驱动程序，尽管多数无需手动安装，但是涉及安装则相对复杂，使得新用户面对驱动程序问题会一筹莫展。但是在开源开发模式下，许多老硬件尽管在Windows下很难支持的也容易找到驱动。HP、Intel、AMD等硬件厂商逐步不同程度支持开源驱动，问题正在得到缓解。⑷从软件方面看，Windows每一种特定功能可能都需要商业软件的支持，需要购买相应的授权；Unix大部分软件都可以自由获取，同样功能的软件选择较少。⑸从安全方面来看，大部分病毒专门针对Windows开发，容易感染病毒；很少针对Unix的病毒，不容易感染病毒。Omneon Unix是Omneon公司自己研发的操作系统，并不公开单独销售，也不支持任何附加的程序在上面运行。截止到目前为止，全世界还没有发现一例感染病毒的Omneon服务器，也没有发现一例携带病毒的Omneon可执行程序。

Omneon视频服务器系统采用了嵌入式系统，将操作系统写入到芯片中，只有Omneon的升级程序可以改写其中的内容，即使有UNIX病毒也因为无法写入操作系统所以无法感染到Omneon视频服务器系统。所以说Omneon 视频服务器从软、硬件设计上就杜绝了任何病毒的入侵。Unix具有更好的文件系统。UNIX的文件系统有很多种，如早期的s5，ufs，AFS，EAFS，HTFS，DTFS日志型的jfs，xfs，vxfs等等，其跨平台的文件系统ufs，jfs，网络文件系统nfs极大的方便了用户；同时UNIX无文件类型，支持硬连接和符号连接，文件和路径名规范。Unix具有强大的网络功能，集群和分布式计算，适合当今的 INTERNET。 其telnet设计思想很适合用户进行远程管理。Unix的文件系统特性和强大的网络功能，使得Omneon服务器具有更好的开放性、连通性和可管理性。Omneon采用的是优化的嵌入式Unix操作系统，更精悍，更稳定，更快速。优化的嵌入式Unix相对于Windows具有快得多的启动速度，万一系统出现故障需要重启，即可大大减少系统恢复的时间，从而增强了系统的安全性。实验表明，Omneon服务器的重启时间只是其它基于Windows操作系统的服务器的1/10。

4 结束语

Omneon视频服务器系统采用了嵌入式系统，将操作系统写入到芯片中，只有Omneon的升级程序可以改写其中的内容，即使有Unix病毒也因为无法写入操作系统而无法感染到Omneon视频服务器系统。Omneon视频服务器采用单机模块化设计，在扩展系统时可以即插即用，不用停机，因此不影响播出，其所有模块都配有冗余电源，从而极大地提高了系统的安全性、可靠性；Omneon视频服务器不论软件方面还是硬件方面都具有极高的安全性和可靠性。