王翔、张晓山、陈广鑫

(北京电视台)

摘要：在北京电视台全台制播网络环境下，通过对异构制作系统的结构、网络管理服务整合以及各异构制作系统间的安全传输保障等内容的分析，详细介绍了异构制作系统如何实现高效、安全、切实可行地融入全台制播网络，优化工作流程，提高生产效率。

关键字：异构 整合 安全 高效

1. 建设背景

北京电视台新址建设从2004年开始前期准备，到2009年标清体系建成投入使用，再到2012年完成高清升级改造，已发展成为一个拥有 14个频道、开办147个栏目、每天播出节目260小时、全年播出88000小时、技术设备数字化率100﹪的电视台。北京电视台全台制播网络以数字化为基础，网络化为核心，在“采、编、播、存、管”的整个电视工艺流程中，实现“前期数字化、编辑制作网络化、播出硬盘化、存储数据化、管理科学化”五大目标,以及节目制作、播出和存储管理的流水线式生产作业，达到进一步优化工作流程、提高生产效率和管理水平的目的。 如图1所示，包装合成网是北京电视台后期制作系统中的专业功能制作网，承担了影视剧宣传片制作、频道宣传片制作、大屏节目制作等节目包装制作业务。系统于2009年投入使用，它与全台制播网的其他制作系统、总编室/广告编播系统、共享审片配音系统、高标清兼容媒体资产管理系统等业务系统都通过业务支撑平台进行素材文件、元数据及相关状态信息的交互。 包装合成网具有以下特点： 首先是设备厂家多样，根据业务需求，配备了不同数量的剪辑，特效制作，校色等编辑制作产品，所有设备都采用国外品牌，例如：剪辑设备主要采用Apple公司的FCP，特效制作设备主要采用Autodesk公司的Smoke，校色设备采用的是Davinci。其他的辅助制作如：Maya，3DMax，Photoshop等。 另外，设备的操作系统本身也存在多样，例如，苹果采用的是Mac OS X操作系统，Smoke采用的是Linux操作系统，而其他工作站则采用的是Windows操作系统。 基于上述的特点，我们将这种采用多种国外编辑设备为主的制作网定义为异构制作网，以便与同一国内厂商编辑设备搭建的同构制作网以示区别。

2. 需求分析

随着北京电视台后期生产业务的发展，包装合成网已经不能承担全台所有的节目包装类生产业务的需要，所以我们在全台制播网络高清体系的建设过程中，规划建设高端编辑网来满足业务增长的需求，主要承担高端精品特效节目制作的业务。系统要实现制播网络的各种业务流程，主要包括： l 节目备播。用于将制作系统合成的播出格式节目传送到总编室备播库。 l 节目归档。用于将制作系统合成的素材格式节目迁移到媒资历史资料库。 l 审片流程。包括网内审片流程和共享审片流程。 l 素材准备。用于将制作系统的素材传送到演播共享系统。 l 素材发布。用于将制作系统的素材发布到统一页面中。提供给媒资系统和其他制作系统进行挑选使用。 l 外系统入库。主要包括演播室的素材回采，媒资的资料调用，广告分发等外系统素材回传到本制作系统的相关流程。 要实现上述的功能，按照以往的建设思路，就要设计一个与包装合成网同样架构的全功能制作网络，而这种模式将造成功能趋同模块的重复建设，并且会增加整体项目的实施周期，不能快速的形成生产能力。 我们经过细致分析，决定采取将包装合成网和高端制作网通盘考虑的思路，整合两个系统的服务体系，形成统一的项目管理、项目服务，为所涉及的全部生产业务提供支撑。而两个网的生产域相对独立成网、专注于制作业务的执行。

3.系统设计方案

基于项目的前期需求分析，详细的系统设计方案主要包括以下几部分内容。

3.1 网络架构

系统整体设计包括节目服务域和节目生产域两部分，如图2所示。

图2：异构网整合系统结构图

3.2.1 节目服务域

l 直接接入全台主干，负责与主干进行数据交互 l 与节目生产域紧密连接，可对项目进行统一的管理。 l 与节目生产域通过一定的安全机制互相连接，达到快速响应的机制。 l 节目生产域的成品能快速导入节目服务域，节目服务域的部分素材能快速导入节目生产域，实现快速高效的互通机制，同时保证与其他制作网的绝对安全

3.2.2 节目生产域

l 满足全台节目的包装和节目宣传制作任务。 l 满足全台复杂的节目包装和节目宣传制作任务。 l 建立高档、中档、低档制作工作站和其他辅助工作站等相匹配的节目制作体系，形成金字塔式的架构。 l 采用国外目前主流节目制作设备，保证各种制作工作站之间能互相交换素材。 l 采用高速网络交互，加快制作素材交互速度，提高节目制作效率。

3.2 网络架构

包装合成网和高端制作网是高质量、高性能、高效率的高清节目制作网络。全部采用高性能高清编辑站点，并具备本地制作与在线编辑相互结合的模式。在线编辑站点多通过项目共享、素材共享、资源共享的方式进行协同工作。本地制作的站点多采用高清无压缩作为节目制作格式，站点之间有频繁的文件传输需求，需要具备快速交互的能力。根据两个制作系统的上述特性，网内主要分为两种生产模式，一种是高端共享制作模式，一种是以本地制作为主、高速交换为辅的模式，因此，我们在网络架构上设计了两种结构，一种是以FC（8Gb）光纤架构为基础的高速共享网，一种是万兆以太网架构为基础的高速传输网。

3.2.1 全局以太网

为了节目制作的高质量性，包装合成网和高端制作网都采用高清无压缩作为节目制作和传输的基本格式。另外，包装合成网是由众多厂家的制作设备组成的。不同的包装、制作设备需要频繁的进行文件交互。例如：项目建立后，一般由苹果工作站先进行粗剪辑，然后由Smoke工作站进行精剪，由Flame进行特效合成，由Lustre，Davinci进行后期的校色工作。这就需要制作的中间文件在这些工作站中频繁交互。一般的项目文件，整体都在1TB以上，如果用传统的千兆以太网，会大大阻碍制作的效率。 基于以上考虑，我们在这次网络的设计上，运用了万兆以太网作为新的网络基础架构。

万兆以太网技术目前已成为建设大中型网络的主流技术。为实现企业网网络平台的功能，并考虑网络在性能、容量、扩展性、先进性和服务质量等方面的要求，经过对交换以太网、快速以太网、千兆以太网、万兆以太网、光纤分布式数据接口（FDDI）、EAPS（以太网环保护技术）、SDH等不同网络架构在VLAN（虚拟局域网）技术、第三层或多层交换技术、QoS、ACL等方面的性能表现及成本分析，确定将高密度端口的万兆以太网交换机作为整个信息网络的核心层设备。通过将万兆以太网、千兆以太网、VLAN技术、三层路由交换、局域网中的QoS、ACL技术与投资经济性实现完美的有机结合，建立一个具有成熟的先进技术，同时又可简便维护和安全使用的网络。

在万兆环境下，随着站点间传输速率的提升，使得网内的制作效率也大幅的提高。

3.2.2 FC交互

高端制作网大量使用的是Autodesk公司的后期制作产品，例如：Smoke、Flame、Lustre等等。他们之间可以通过项目共享的方式进行协同工作，可以很好的提高项目的制作效率。为此我们本次的设计中，采用了Autodesk公司的光纤共享解决方案。该方案完采用的是Stornext SAN文件系统，存储设备也是来自Autodesk公司认可的磁盘阵列产品。 Autodesk SAN存储系统由1台Brocade VA- 40 40口 FC光纤交换机，一台 24口千兆以太网络交换机，2台MDC数据仲裁服务器，8个为四组共计48TB有效容量的专业存储组成。 本系统中，除了采用Autodesk SAN作为共享存储外，还为将来的系统扩展以及在制作过程中高端编辑系统内部大容量数据交换的需要进行了开放性设计。将高清制作站点及FC存储一同接入FC SAN网络，可以通过浮动的制作软件授权及浮动的Autodesk SAN授权实现系统内非Autodesk SAN用户之间大量无压缩裸数据快速交换，也可以实现不同异构业务系统之间的快速协作。 在设备选择方面，我们全部采用了无单一故障点和无单一链路的双冗余方案，保证了工作环境的稳定性。光纤产品我们全部使用的是8GB的产品。这种设计不仅保证了现有系统的高速，稳定，也为今后系统扩容打下了良好基础。

3.3 安全保障

3.3.1 生产服务拆分

根据北京台安全需求，我们把所有具有较高安全级别的设备统一部署到节目服务域内，所有的制作域设备通过节目服务域与主干连接。他们之间的数据传输通过安全隔离设备过滤。确保节目服务域的安全。除少量与制作业务紧密相关的服务放在节目生产域，其余所有服务都放在节目服务域。 节目生产域： l 存储管理：SAN MDC服务器 l 生产服务：FTP服务器；转码服务器；迁移服务器；流媒体服务器等 节目服务域： l 用户管理：OD服务器；域控服务器 l 系统管理：Web服务器；中间件服务器；数据库服务器 l 包装合成网病毒预防：防病毒服务器 l 转码服务：转码调度服务器；转码打包服务器 l 生产服务：迁移服务器；FTP服务器；调试服务器； 文件流转： 经过测试，服务器之间的文件迁移采用FTP协议时，传输的效率最高，因此节目生产域和节目服务域之间的文件传输都采用FTP服务器进行迁移，文件采用FTP迁移，经过安全传输的查杀，保障节目生产域的绝对安全。

3.3.2 安全传输设计方案

包装合成网和高端制作网共用两套安全传输设备，每个网的两条通路做链路聚合。这样，传输的数据可动态传输，充分利用安全传输设备的通路带宽。由于安全传输设备只有一个万兆以太网接口，1条千兆以太网接口。高端制作通过万兆接口连接安全传输设备，而包装合成网通过千兆接口连接安全传输设备。

方案说明：

1. 高端制作网的X650交换机通过两条万兆链路、包装合成网的H3C交换机通过两条千兆链路分别连接到两套安全传输设备。
2. Extreme X650、H3C交换机都做链路聚合，正常状态下，两个通路同时传输数据，充分利用两台安全传输设备的传输带宽；当一条链路有问题，数据可以从另一条链路继续传输，从而保证数据的传输连贯性。但传输效率则降成原来的一半。
3. 数据经过安全传输设备进行查杀时，采用单向操作：数据从节目生产域传送到节目服务域时，安全传输设备对数据进行安全查杀，而数据从节目服务域传送到节目生产域时，数据不进行安全查杀，以提高数据传输效率。

4.系统设计优势

本次针对异构系统的整合工作，是对北京电视台高标清兼容全台制播网络架构下异构系统建设的一个优化设计，是针对国外制作设备进行整合和优化的新尝试。在整个设计过程中，我们从资源优化，设备部署，网络架构等方面着手，在对制作项目进行统一管理的前提下，大幅度的提高了包装合成网和高端制作网的制作效率，同时充分考虑相关制作系统的工作流程，体现各个制作设备协同工作的优势，兼容多种工作模式，使得系统设计优势明显，主要包括： 1) 项目统一：通过建立统一的节目服务域，把包装合成网和制作网的管理集中起来，方便管理，并且为以后的网络升级提供了良好的基础。 2) 安全分布：节目服务域和节目生产域由于其本身的特点，因此采用的安全机制略有不同，针对不同的业务流程制定不同的安全措施，这样在保证网络安全运行的同时，很大程度的提高了节目生产的效率。 3) 业务扩展：把节目生产和节目服务分离，随着今后节目制作任务的扩展，可以对节目生产域进行方便的扩容，从而更加的合理利用系统资源。

5.结束语

随着AV系统与IT技术结合越来越紧密，中国电视技术与全球电视技术同步发展，异构系统更是目前系统集成发展的一个大趋势，异构系统更加有利于解放思想，更新观念，加快发展，实现技术的多样性与设备选型的有机结合，完成系统设计的优化组合，为北京电视台成为品牌大台和有国内国际影响力的一流强台提供强有力的技术支持和安全保障。