基于IP化传输的移动外场互联机制分析.pdf

89影视制作系统网络System Network基于IP化传输的移动外场互联机制分析文/天津海河传媒中心 陈春铭摘要：随着媒体融合的深入和互联网快速发展，传统新闻外场制作缺点凸显。为满足全国两会、天津两会等重大会议、活动新闻制播和传输的高效需求，结合广电客观环境，利用互联网思维和当下前沿技术，击破原有模式缺陷，打造一套高效便捷、低成本、易维护的移动制作系统迫在眉睫。本文介绍了全新移动外场制播系统，分析比对其优势，并阐述了与台内的互联机制。关键词：移动制作；分布式；IP 化传输；协同互联在许多新闻相关重大会议、活动中，需要编辑记者到现场进行节目的制作，现场制作回传并与台内联动协同生产。在时间至上的新闻生产中，高效的安全制播是第一要素。我台搭建的新系统能够弥补原有系统不足，满足需求，实现与台内互联，在系统架构和流程上具有一定的先进性。1.移动外场流程1.1 传统外场流程以往外场驻地编辑记者采取单机本地模式，通常将素材通过上载介质上载到非线软件中，然后进行编辑，本地合成后再非编播放，通过站点 I/O 视频板卡输出 SDI 信号，再经过转换形成光信号通过光纤链路回传，进入演播室应急工作站或者台内使用回采服务器进行信号采集，手动迁移入库到网内后，编辑人员再进行编辑、合成，最终发送到演播室实现节目的播放。大致流程为：素材单机采集上载非线编辑本地合成台外审片时间线播放SDI 传输台内接收入库编辑后台合成审片迁移播出。素材来源相对单一，流程繁琐，时效性较低。1.2 新系统流程特点新系统采用的是全流程网络化，素材传送文件化，摒弃了碎片化机制，实现了信息的充分融合和高效的数据传送，其本身就是一个小型制播系统。能够完成现场信号采集、多格式素材上载混编、节目本地编辑、资源共享、文件远程回传等工作。同时能与台内节目制播系统进行无缝连接。系统流程为：素材上载非线编辑本地合成台外审片文件发送文件传输扫描入库编辑后台合成审片迁移播出。新系统针对传统流程缺点逐一击破，具体表现在以下方面：1）素材来源多样化：新系统具备接口开放性特点，可以根据需要对接适应业务的外部系统，实现素材资源多渠道获取，让编辑更具选择性。2）流程简捷化：对于新系统，合成后的素材无需再 1:1 进行播放转换 SDI，可直接进行文件的发送回传，包括素材和成品节目。扫描入库到非编网内，无需再进行回采的采集迁移，提升了工作效率。3）文件传输高效化：相比传统模式的 SDI 回传只能实现单一文件模式传输，新系统采用互联网专线模式，使得节目文件呈倍速传输，提升传输效率，同时也能够实现文件的并行化传输。2.新系统架构及优势对比2.1 外场新系统架构为了实现整个系统的灵活性、机动性、微小性，系统创新地采用超融合架构模式，打破以往存储、虚拟化和计算等资源需要独立部署的局限性，实现扁平化存储，将三者融为一体。本系统使用 3 个节点即 3 个单元设备，每个单元设备都是一个可提供独立服务的高性能计算节点，并配置相应的固态硬盘和数据硬盘，以满足计算和存储的需求。每个节点部署所需的相应软件服务，通过网络将设备聚合起来，对资源进行统一，形成应用集群，采用 2+1 模式，即坏掉任意一个节点都不90影视制作系统网络System Network会影响系统的对外服务。实现设备的高可用性，增加系统的安全冗余，并且支持业务的横向扩展，需要时只部署相应节点单元即可，无需对存储、计算单独进行。新系统充分考虑与现有台内新闻云系统数据交互、兼容等因素，利用现有编辑工作站点硬件，以云计算技术为依托，按照云架构三层模式即 IaaS、PaaS、SaaS 分布式搭建，如图 1 所示。计算资源和存储资源以 3 个超融合节点作为硬件支撑。单节点底层采用 Linux 操作系统，对 PaaS 层后台核心服务按照 docker 容器模式部署，实现轻量级管理，提升计算资源的利用率。为保证系统稳定性和有效性，支撑应用软件服务选用分布式 3 副本节点并行计算模式，结合负载均衡，提升了后台节点处理能力，满足应用层文稿、节目编辑、配音、合成、转码等需求。任意节点服务异常时，对外业务不受影响。采用一致性哈希算法实现去中心化流程设计，不存在转码调度中心模块，降低流程复杂性。核心资源数据采用非关系型 MongoDB 分布式文件数据库，提升数据存储性能。为满足外场的网络吞吐量需求，解决网络延迟和阻塞问题，本次设计两台接入交换机，并做堆叠，提升交换机背板带宽，增加链路安全冗余。对每个节点实行双网卡制，即千兆加万兆模式，并做 bond 绑组 mode0模式，实现本地网卡的冗余，带宽扩容，负载均衡。为了便于装载与运输，采用了具有防震功能的专业航空飞行箱装载，同时也能避免设备在运输和装载中由于颠簸带来的故障隐患。2.2 新系统IP化优势高效性是本次系统建设的重要考量，体现在外场制作和回传到台内效率两个方面。由于采用的是核心分布式结构，加快了编辑制作效率，互联专线模式则解决了回传速率。与原有外场相比，新系统效率差异主要包括外场本地合成速度、链路传输、回传文件入网效率三个方面。同一个节目，同等带宽条件下可实现：1）外场本地合成效率：传统方案合成为 100M 码率素材，合成效率在2.3 倍速左右；新系统为 50M 码率素材设计，合成效率约在 2.6 倍，合成效率有所提升。2）链路传输效率：原有 SDI 传输效率为 1:1，更新后的互联网专线传输效率（带宽按照 400M 核算），大约提升 6 倍。3）回传文件入网效率：传统流程 SDI 回传的素材直接进入演播室应急工作站采集入库或经回采服务器采集，新系统将回传的文件通过专用通道迁移到新闻云存储，然后入库到非编。为了方便比较，本次效率对比以 60 分时长为例，带宽为 400M，比对数据详情如表 1 所列。由表 1 可以看出，新系统较传统系统在整体流程上，效率提升 38.37%，其中文件传输和文件入网流程效率提升 50%，在保质的前提下优化了现有流程，提升外场制播效率（如果传统方式回传采用回采方式入库，耗时更长，效率提升更为明显）。3.与台内协同互联3.1 互联机制互联网专线为外场与内场的衔接提供桥梁，文件的入网入库通过相应接口实现，该接口以虚拟机为支撑，部署了消息服务、流程服务、迁移服务及 FTP 中转。外 图1 分布式架构示意图91影视制作系统网络System Network场素材回传时，接口上的消息服务接收并过滤元数据，然后触发同步流程，发起同步任务，进行文件传输。在传输前，通过 FTP 将外场素材传送到虚机接口本地指定的文件夹作为中转存储，元数据同步到台内新闻云核心 hive，目标 hive 接到信息后，通过迁移服务将中转的素材迁移到台内新闻云存储，实现最终入库，如图 2所示。除成品文件外，对于外场回传的工程文件，台内能够继承故事版所有相关信息，包括特技、字幕等，可对其直接编辑使用，丰富了制作人员的选择性。3.2 流程监控为满足运维保障需求，及时了解文件传输状态，台内接口提供了直观、可操作的流程监控 web 页面，如图 3 所示。该页面能够进行参数、流程策略的配置、调试。实时查看任务状态，各流程节点进度，通过标识符区分文件类型。对异常任务流程可进行重置、重试，根据需要也可对任务进行暂停、取消等操作，提供调整任务优先级功能，为临时加急文件提供通道，保证了新闻编辑的高效制播。表1 效率对比数据对比传统系统新建系统耗时节省效率提升外场本地合成26分钟（2.3倍速）23分钟（2.6倍速）省时3分钟11.54%文件传输60分钟（信号1:1耗时）10分钟（6倍速）省时50分钟50.00%文件入库0分钟（信号直接入网）20分钟（要求3倍速）耗时20分钟总耗时长86分钟53分钟33分钟38.37%4.结束语移动外场依托于 IP 互联网，实现了全流程网络制作化管理，能够与台内现有新闻云实现无缝对接。该系统具有先进、高效、安全的特点，为新闻外场重大会议、活动以及突发事件的制播提供了强有力的保障。但是整个流程尤其传输环节对带宽的依赖性较强，如何在有限带宽内更加高效稳定传输是未来系统优化的重要考量。图2 文件同步流程 图3 任务流程监控