對(duì)視頻服務(wù)器產(chǎn)品技術(shù)的分析
摘要：目前對(duì)于立體傳媒的現(xiàn)代化要求，視頻服務(wù)器的可靠性越來越成為各家電視臺(tái)的第一要求。而在視頻網(wǎng)絡(luò)播出系統(tǒng)中，播出服務(wù)器是重要的核心設(shè)備，筆者結(jié)合實(shí)際情況對(duì)視頻服務(wù)器概況作了探討，針對(duì)幾款視頻服務(wù)器在這個(gè)新技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展為各電視臺(tái)對(duì)播出系統(tǒng)改造提供的一些經(jīng)驗(yàn)，為用戶提供高性能共享存儲(chǔ)，無(wú)限擴(kuò)充的存儲(chǔ)空間與帶寬，同時(shí)也提出了高性能的媒體處理功能。
關(guān)鍵詞：視頻服務(wù)器；產(chǎn)品；技術(shù)
當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)與多媒體存儲(chǔ)技術(shù)的迅速發(fā)展，電視播出領(lǐng)域正處于由磁帶播出向硬盤播出方向發(fā)展的變革時(shí)期。以硬盤存儲(chǔ)為中心的視頻網(wǎng)絡(luò)播出系統(tǒng)作為一種新興的科技已經(jīng)得到廣播電視業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。
而在視頻網(wǎng)絡(luò)播出系統(tǒng)中，播出服務(wù)器是重要的核心設(shè)備。新的技術(shù)、新的應(yīng)用對(duì)播出服務(wù)器技術(shù)性能和安全性能比以往要求更高。特別是播出服務(wù)器系統(tǒng)對(duì)節(jié)目素材傳輸網(wǎng)絡(luò)的支持能力。為此，近年來，幾家專業(yè)播出服務(wù)器生產(chǎn)廠商一直都在不斷地推出新款播出服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)備，從單機(jī)服務(wù)器設(shè)備到能夠支持多頻道共享存儲(chǔ)的SAN存儲(chǔ)視頻服務(wù)器系統(tǒng)，高度融入了IT存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并在網(wǎng)絡(luò)帶寬性能、安全性能、存儲(chǔ)性能和開放性能等方面都有了很大的技術(shù)突破。同時(shí)，也使電視臺(tái)根據(jù)不同的頻道規(guī)模組建各種播出服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成為可能。
1 視頻服務(wù)器概況
視頻服務(wù)器是一種對(duì)視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、存儲(chǔ)及處理的專用計(jì)算機(jī)設(shè)備，它一般采用M-JPEG或MPEG-2等壓縮格式對(duì)視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼，以滿足存儲(chǔ)和傳輸?shù)囊蟆Ｋ褂肧ATA、SCSI接口硬盤作為視音頻數(shù)據(jù)的在線存儲(chǔ)器，具有多通道輸入輸出、多種視音頻格式接口。由視音頻壓縮編碼器、輸入／輸出通道、大容量存儲(chǔ)設(shè)備、視音頻接口、網(wǎng)絡(luò)接口、BS422串行接口、協(xié)議接口、軟件接口、視音頻交叉點(diǎn)矩陣等構(gòu)成，可配備以太網(wǎng)、光纖等網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)視音頻數(shù)據(jù)的傳輸和共享。同時(shí)它可以提供外鎖相和視頻處理功能。
視音頻壓縮編碼器：視頻數(shù)字化后，數(shù)據(jù)量很大，因此要利用成熟的壓縮技術(shù)，將視頻數(shù)據(jù)在滿足技術(shù)指標(biāo)要求的條件下進(jìn)行高壓縮比的壓縮，滿足存儲(chǔ)和傳輸要求。視頻服務(wù)器一般采用M-JPEG或MPEG-2等壓縮編碼器，用戶可根據(jù)實(shí)際情況選擇壓縮碼率和壓縮結(jié)構(gòu)，達(dá)到既節(jié)省硬盤空間，增加節(jié)耳存儲(chǔ)量。又能保證播出質(zhì)量的目的。
輸入／輸出通道：具備多通道輸入／輸出系統(tǒng)，使多路錄入、播放能同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)。
大容量存儲(chǔ)設(shè)備：使用高速、寬帶的SATA或SCSI接口硬盤作為視音頻素材存儲(chǔ)介質(zhì)。
視音頻接口：帶有標(biāo)準(zhǔn)視音頻接口和模擬監(jiān)視視頻接口，方便監(jiān)視各通道的視頻信號(hào)，輸入，輸出信號(hào)可以在模擬、分量和SDI中選擇。
網(wǎng)絡(luò)接口：一般視頻服務(wù)器都帶有以太網(wǎng)和FC接口。以太網(wǎng)用于傳送控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢測(cè)的信息，F(xiàn)C光纖網(wǎng)采用IP協(xié)議作為視頻服務(wù)器之間快速、實(shí)時(shí)復(fù)制和移動(dòng)素材的交換網(wǎng)絡(luò)。
RS422串行接口：帶有多個(gè)RS422串行通訊接口，每個(gè)接口均可通過RS422通訊線由外部計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)記錄與播放。
視音頻交叉點(diǎn)矩陣：視頻服務(wù)器內(nèi)帶視、音頻交叉點(diǎn)矩陣。視、音頻通道調(diào)度靈活，同時(shí)可保證技術(shù)指標(biāo)不受損。
2 幾款視頻服務(wù)器
目前，國(guó)內(nèi)所使用的視頻服務(wù)器可以分成兩大類，一類是國(guó)外品牌的視頻服務(wù)器，一類是國(guó)產(chǎn)品牌的視頻服務(wù)器。進(jìn)口視頻服務(wù)器大家都公認(rèn)性能優(yōu)越、穩(wěn)定性強(qiáng)，但價(jià)格較貴。國(guó)產(chǎn)視頻服務(wù)器相對(duì)成本較低，并且隨著近年來技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)穩(wěn)定性和播出功能已得到很大的提高，可以滿足大部分用戶的需求。下面對(duì)一些品牌視頻服務(wù)器做—個(gè)簡(jiǎn)單的介紹：
2.1 Thomson公司的Profile XP視頻服務(wù)器
Profile XP視頻服務(wù)器，支持標(biāo)準(zhǔn)清晰度和高清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)。模塊化的結(jié)構(gòu)，可擴(kuò)充的軟，硬件、RAID存儲(chǔ)器和遠(yuǎn)程錯(cuò)誤檢測(cè)，便于維護(hù)的機(jī)箱結(jié)構(gòu)，使其更具有擴(kuò)展和升級(jí)性能。
PVS1100 Profile XP媒體平臺(tái)系統(tǒng)是針對(duì)諸如新聞和體育制作領(lǐng)域的。其特點(diǎn)是可配置成2、4、6或8雙向通道，用戶可根據(jù)需要進(jìn)行選擇，所有通道提供增強(qiáng)的慢動(dòng)作能力，以提供無(wú)閃動(dòng)的播放。為了與制作流程一致，PVS1100內(nèi)部配置了雙通道SDTI，使它能以高達(dá)4倍的速度實(shí)時(shí)記錄VTR的壓縮視頻。此外，Thonmon擁有50多個(gè)Profile XP媒體平臺(tái)應(yīng)用程序開發(fā)商，可以全方位開發(fā)應(yīng)用軟件。
PVS2000服務(wù)器具有較強(qiáng)的靈活性，可根據(jù)用戶需求使系統(tǒng)作相應(yīng)的改變。PVS1000標(biāo)準(zhǔn)清晰度服務(wù)器通過更換I／O和壓縮板，可以升級(jí)為PVS2000，而系統(tǒng)的其他部分則保持不變。PVS2000通過增加通道或存儲(chǔ)能力進(jìn)行擴(kuò)展，增加I／O通道和編解碼器，可以將PVS2000擴(kuò)展為4個(gè)可同時(shí)操作的通道。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中增加主機(jī)數(shù)量，可以獲得數(shù)百個(gè)通道。通過實(shí)時(shí)共享存儲(chǔ)。若干臺(tái)HD及SD的Profile能直接訪問一個(gè)共同的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。
2.2 Thomson公司的K2視頻服務(wù)器
K2視頻服務(wù)器是Thomson公司最新的力作，作為新一代視頻服務(wù)器，除了集成Profile XP視頻服務(wù)器優(yōu)點(diǎn)以外，還在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和管理上做了很多的文章。
K2視頻服務(wù)器單機(jī)支持4個(gè)雙向編解碼通道，既可作為上載、審片服務(wù)器使用，也可以用于播出服務(wù)器；同時(shí)K2服務(wù)器采用IP-SAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的播出規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，組建不同規(guī)模的level級(jí)別，從單機(jī)模式到level4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每一級(jí)的帶寬、存儲(chǔ)容量遞增，可以提供最大1000MB／S的帶寬，同時(shí)提供50TB的存儲(chǔ)空間。
尤其是K2視頻服務(wù)器采用的不同的Level2 Redundant架構(gòu)，在使用習(xí)慣上，性能上和價(jià)格上更加適合中國(guó)的市場(chǎng)需要。K2 Level2 Redundant存儲(chǔ)系統(tǒng)的總帶寬為180 MB／s；其中，iSCSI傳輸帶寬最高為180 MB／s，F(xiàn)TP傳輸帶寬最高為50 MB／s。另外，整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用完全冗余的系統(tǒng)架構(gòu)，從而排除了單一潰點(diǎn)。對(duì)于突發(fā)的系統(tǒng)故障，能夠自動(dòng)進(jìn)行故障恢復(fù)，保證了系統(tǒng)高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。
K2 LeveL2 Redundant存儲(chǔ)系統(tǒng)包含2個(gè)千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，通過ISLs(Inter-Switch Links)連接起來，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)連接的冗余。同樣，K2 Media Server也采用了冗余設(shè)計(jì)，主、備K2Media Server的作用完全相同，提供數(shù)據(jù)庫(kù)、文件系統(tǒng)、iSCSl橋以及FTP的冗余。存儲(chǔ)部分采用的L2R Raid盤箱，支持冗余的光纖連接；選擇擴(kuò)展盤箱，可以增加系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量。
每個(gè)K2 Media Server通過2個(gè)千兆以太網(wǎng)連接進(jìn)行Media(iSCSI)通訊；通過1個(gè)千兆以太網(wǎng)連接進(jìn)行控制通訊；通過另外一個(gè)千兆以太網(wǎng)連接進(jìn)行FTP傳輸；另外，通過1根光纖與Raid盤箱連接。對(duì)于K2 Media Server提供的所有千兆以太網(wǎng)連接，必須連接到同一個(gè)GigE Switch上面。K2 Media Sexver通過iSCSI接口卡，實(shí)現(xiàn)千兆Media連接，通過光纖卡與Raid盤箱連接。iSCSI接口卡作為GigE ISCSI與Fc SCSI兩者之間的橋梁。另外，不同的軟件組件使K2 Media Server具有不同功能，包括：文件系統(tǒng)管理、媒體數(shù)據(jù)庫(kù)以及FTP服務(wù)。主、備K2 MediaServer之間，通過串口線纜連接，傳輸心跳偵測(cè)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了K2 L2R系統(tǒng)地自動(dòng)恢復(fù)。
L2 Raid盤箱的Raid控制器也采用了冗余設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)與主、備K2 Media Server之間的FC連接。而且，L2 Raid盤箱還具有一個(gè)CigE端口，用于進(jìn)行控制信息通訊，以滿足SNMP(NetCentral)監(jiān)控的需求。
2.3 SeaChange公司的MediaCluster服務(wù)器
SeaChange公司的BMC系列視頻服務(wù)器。如BMC1650、1250、830等，能方便地進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)，可以從簡(jiǎn)單的3個(gè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到更多節(jié)點(diǎn)。SeaChnage BML系統(tǒng)提供了對(duì)多種視頻文件格式、多種制式的支持，可以管理多達(dá)256000個(gè)完整的媒體文件。并且文件的格式可以彼此獨(dú)立，能和播出服務(wù)器、編輯設(shè)備等協(xié)同工作。BML系列具備高可靠性，可以保護(hù)所有的媒體資源，系統(tǒng)提供3TB到24TB的媒體存儲(chǔ)空間，特別為超大媒體文件提供高效存儲(chǔ)和快速傳輸。
2.4大洋公司的VIPS(磐石)服務(wù)器
大洋公司的磐石系列視頻服務(wù)器(VIPS)采用CPU+I/O技術(shù)構(gòu)架，穩(wěn)定可靠，可作為上載服務(wù)器或播出服務(wù)器應(yīng)用于收錄系統(tǒng)、總控播出系統(tǒng)、演播室系統(tǒng)。VIPS采用專業(yè)多接口視音頻I/O卡，具有模擬、分量、數(shù)字視頻信號(hào)輸入以及模擬、數(shù)字視頻信號(hào)播出，音頻支持模擬、AES／EBU、數(shù)字嵌入，同時(shí)支持最大8聲道音頻輸入輸出，VIPS提供最全面的視音頻接口，可支持目前絕大多數(shù)視音頻設(shè)備連接，滿足模擬、數(shù)字多種播出系統(tǒng)需求。
VLPS使用大洋軟件編解碼技術(shù)，可以自由靈活地編解碼多種視頻格式和文件格式，解決了以往硬件編解碼板卡解碼格式單一的技術(shù)瓶頸；同時(shí)，軟件編解碼技術(shù)的應(yīng)用避免了采用硬件編解碼板卡時(shí)容易發(fā)生的板卡溫度過高問題以及硬件板卡與系統(tǒng)中其他硬件資源的沖突問題。
VIPS靈活、開放的存儲(chǔ)配置方案，可以支持本地SATA、SCSI硬盤存儲(chǔ)，也可以實(shí)現(xiàn)NAS、SAN、IP-SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持，使得VIPS可以接入任何網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，無(wú)需再增加轉(zhuǎn)入交換機(jī)。
2.5格非公司的MagiStream服務(wù)器
格非公司的MagStream是一款將MPEG-2編碼器、解碼器結(jié)合為一體的多通道視音頻服務(wù)器，主要用于電視臺(tái)的播出系統(tǒng)或在演播室用作硬盤錄像機(jī)。MagiStream視頻服務(wù)器采用嵌入式XP作為操作系統(tǒng)，具有開放式軟硬件平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，并可以與當(dāng)前主流的非線性節(jié)目制作、編輯網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，符合電視臺(tái)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和多頻道節(jié)目共享的發(fā)展要求，滿足電視臺(tái)對(duì)制、播一體化的要求。
2.6索貝公司的MegaServer服務(wù)器
索貝媒體服務(wù)器MegaServer是一款單通道視頻服務(wù)器，采用DSP視音頻處理和多接口輸入輸出卡，配有IP網(wǎng)絡(luò)接口和光盤驅(qū)動(dòng)器，使其能夠靈活地連接多種外部設(shè)備，兼容模擬、數(shù)字視音頻信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)傳送的視音頻文件和以光盤為載體的媒體資料。
3 結(jié)束語(yǔ)
視頻服務(wù)器新技術(shù)的發(fā)展為國(guó)內(nèi)各電視臺(tái)對(duì)播出系統(tǒng)改造提供了廣闊的空間，今天的視頻服務(wù)器已經(jīng)是一種全新的架構(gòu)，它依托成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和存儲(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)面向內(nèi)容存儲(chǔ)和文件服務(wù)，不僅能為用戶提供全臺(tái)范圍的高性能共享存儲(chǔ)，無(wú)限擴(kuò)充的存儲(chǔ)空間與帶寬，同時(shí)也提供了高性能的媒體處理功能。可以預(yù)見，在不久的將來視頻服務(wù)器將為全臺(tái)網(wǎng)及制播一體化提供更完美的解決方案。
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