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一、 引言
2019年1月15日，受中宣部委托、由国家广播电视总局 组织编制并审查通过的〈县级融媒体中心省级技术平台规范要 求》《县级融媒体中心建设规范>发布实施。浙江广播电视集 团"中国蓝云"平台就是据此设计、建设和运行维护的省级 融媒体技术平台，丽水市广播电视总台则基于这一省级技术平 台，通过高带宽、低时延的省广电MS-0T N骨干光缆网，低 成本快速建设了本地"中央厨房”式的融媒体中心，为推动丽 水广电向新型主流媒体转型、实现跨越式发展提供了强有力的 平台支撑。 考虑到丽水台三个电视频道现役的标清电视传统硬盘播出 系统建于2008年，经过十多年不间断运行，该系统故障逐渐 增多、稳定性下降，且备件获取困难、维护难度增加，存在较 大的安全播出隐患；与此同时，随着近年来云技术逐渐成熟、应用日趋广泛，而且受基带信号IP化、业务软件化、基础设 施IT化的驱动，电视播出系统向IP化发展的趋势明显。因此，丽水广电通过充分利用“中国蓝云”提供的云服务能力，实现 了“中国蓝云”与丽水边缘云计算节点的虚拟计算、网络和存 储资源的统一管理，构建了集云上存储、云上制作、云上送播、本地备播为一体的制播生态圈。在本地备播系统的设计和实施 过程中，将云计算、云存储等云服务能力与SDI over IP技术、服务器虚拟化技术等有机结合，低成本快速构建起丽 水台现有 三个标清电视频道硬盘播出系统的异地实时IP化高标清兼容 备播系统，通过省级融媒体技术平台的这一创新性应用，大幅 度提高了丽水台现有播出系统的安播保障水平。
二、 丽水台IP备播系统的架构纯露怎么提取
丽水台IP备播系统由IP视频服务器、播出控制系统、系统监控平台、信号集控系统、文件化送播平台、主备异构网络安全边界系统等数个子系统组成。系统采用了无压缩SDI over IP信号传输技术、服务器虚拟化集部署，提供了一套配置合 理、安全稳定兼具前瞻性和兼容性的异地备份播出系统。（如 图1所示）
图1IP备播系统总体架构
1、IP化视频服务器
IP化视频服务器采用在IT行业广泛使用的模块化刀片式机箱搭载刀片式服务器作为计算处理的核心设备，通过 V M w are虚拟技术实现高可用、热迁移的高标清编解码、上下 变换、台标字幕叠加、素材技审、信号监控、响度控制等功能 服务。
2、 播出控制系统
播出控制系统与现有播出系统播控架构基本相同，在不改 变原有播控逻辑的前提下由播控网络交换机通过串□转换设备 实现对原播出系统周边设备及IP
化视频服务器周边服务的管
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理控制。播控软件在发送节目单到视频服务器后，由视频服务 器播控服务端将节目单进行本地保存，与播控软件实时更新，实现视频服务器的播控离线正常播出功能。（如图2所示）
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图2播出控制系统图
3、 系统监控平台
IP备播系统设计了完善的信号监控监看体系。从各外来信 号和文件化素材的接入检测到丨P视频服务器高标清编解码、上下变换、台标字幕叠加，素材技审、信号监控、响度控制等 功能服务的信号检测，均通过系统监控平台进行信息的汇聚分 析和发布。用户可通过数据报表查询、W e b端可视化拓扑图、设备声光提示、监看大屏投放等多种形式监看IP备播系统各 功能的实时情况。
4、 信号集控系统
IP备播系统通过信号集控系统进行SDI over IP信号的灵 活调度。SD丨over IP信号链路以虚拟化资源平台为支撑，在 系统内部实现信号的调度切换、台标及字幕叠加、下变换等处 理流程，各外来信号均通过IP-SD丨信号双向网关转换或直接 以IP流的方式与IP化视频服务器及信号倒换、监看等周边设 备进行信号传输。（如图3所示）
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图：i信号集控系统图
信号集控系统的信号交互核心设备为两台华为CE6810交 换机，目前共配置了 16个万兆光模块，可随系统通道数需求 扩展到最多96路万兆光口路由。IP备播系统最终通过IP-SDI 信号双向网关转换输出S D I的PG M信号，与台内主系统传统 链路进行自动倒换输出。
5、 文件化送播平台
文件化送播平台以PaaS (平台即服务）、SaaS (软件即 服务）、laaS (基础设施即服务）三大服务模式为基础组建了 云计算、云聚合、云调度、云技审、云迁移等业务模块，完成 非编制作网络与播出节目平台网络素材交互的技审、迁移、转 码，数据管理、流程监管等任务。通过与‘‘中国蓝云”融媒体 技术平台、本地非编制作系统的数据捿□对接，统一资源素材 格式，采取网页上传、目录扫描、消息等多样化的交互方式，完成IP备播系统与外部系统的对接。
云迁移转码采用了独有分片式转码技术。通过把文件按照 GOP整数倍分片，把片段分布到计算服务器集做转码运算，转码后片段存储在聚合服务器缓存，通过片段识别技术把转码 后数据聚合成媒体文件。根据转码任务来灵活部署（laaS服务 模式）计算服务器数量，从而可以均衡转码任务，提高转码效 率，满足集中化的转码需求。
6、 网络安全边界系统
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IP备播系统与"中国蓝云”融媒体技术平台及现有非编制 作系统的数据交互安全将直接影响到播出系统的安全运行。笔者 在IP备播系统中加入了安全边界系统作为与"中国蓝云”融媒 体技术平台及现有非编制作系统之间数据安全交互的防护措施。
安全边界系统采用异构串联方式，由硬件防火墙及边界传 输系统组成。安全边界系统用于播出系统与外部系统的连接，部署在IP备播系统与外部系统对接的文件化送播平台上，通 过完全异构的硬件防火墙和私有协议网闸双重过滤有效隔离，确保播出系统网络安全。
三、丨P备播系统与现有播出系统的融合
丽水台现有的标清硬盘播出系统于2008年搭建，当时尚 无文件化内容制作和播出的需求，播出系统节目内容以基带信 号上载传输为主，播出系统并未与非编制作网络直接联通。丽 水台基于“中国蓝云”建设了 ‘‘中央厨房”式的融媒体技术平 台后，需要通过文件化送播平台将异地制作的节目素材送到现 有的标清硬盘播出系统，实现非编制作系统的异地备份。
1、与现有播出系统的数据交互方式
通过播出控制系统的自定义接口策略将现有播出系统节目单串 联，两套播出系统节目单实时同步。节目单同步流程（如图4所示）：
图4节目单同步流程图
电视工趕
TELEVISION
ENGINEERING
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素材存储管理系统与现有播出系统二级存储间接入同一数 据网络，通过迁移策略实现素材实时同步。
2、实现对现有播出系统的备份
IP备播系统输出的无压缩SDI over IP信号通过IP-SD丨信号双向网关输出HD/SD-S D I信号，接入现有播出系统末端三 选一倒换器。
由于现有播出系统采用的是星型同步架构，由同步信号发 生器为全系统提供B B同步信号，所以IP备播系统选用了带 有B B同步信号接口的IP-S D I信号双向网关，由现有播出系 统提供对IP备播系统所有外来信号和视频服务器输出信号进 行帧同步的基准同步信号。
四、前沿技术的应用
在丽水台IP备播系统中，引入了广电行业前沿的SDI over IP技术、虚拟化技术和嵌入式实时技审技术。
1、 SD I over IP技术
SDI over IP技术根据SMPTE 2022及后续相关标准，通 过将专业基带音视频信号进行IP格式封装，实现无压缩的嵌 入式音视频信号在IP网络中的稳定传输和无缝切换。SMPTE 2022-6标准定义了媒体数据包的高传输速率，SMPTE 2022-5标准采用数据包前向纠错机制以提高数据的双向编解 码能力，SMPTE 2022-7标准提高了高码率下数据包无缝切换 的响应效率和准确度，而SMPTE 2059-1/2采用的PTP同步 协议实现了 IP网络环境下的高码率传输精准校时和频率同步。
SDI over IP技术作为一项在广电行业传输和调度领域的 前沿关键技术，其技术标准也在不断更新发展，目前最新的 SMPTE 2110标准有效提高了无压缩IP流的传输精准度和编 码压缩率。SDI over IP技术相比广电行业传统的基带传输，在高码率传输上有着不可比拟的技术优势，这项技术也已经在 广电播出、制作、传输领域有了一定范围的应用。在5G技术 推动下，4K、8K将快速得到推广普及，而S D Io ve rI P技术将 在实现4K、8K超高清视频传输上得到广泛应用。
2、 虚拟化技术
织物整理剂VM w are虚拟技术在单台物理服务器上可同时运行多个虚 拟机，支持分区管理；同一服务器上的虚拟机之间相互隔离，确保信息安全；虚拟机文件化封装方式，便于虚拟机的迁移备 份；虚拟机相对硬件独立，无需修改即可在任何服务器上运行。
VMware Fault Tolerance技术通过仓丨j建一个与主虚拟机完 全冗余的虚拟机同步镜像，在主虚拟机出现故障或硬件意外中 断虚拟机服务时，瞬间响应，实时抓取主虚拟机的任务，完全 避免网络连接及服务的丟失。与此同时立即创建一个新的虚拟 机同步镜像确保服务的实时热备份状态。该技术在IP化视频 服务器上的应用使得运行高标清编解码、上下变换、台标字幕 叠加，素材技审，信号监控，响度控制等服务的各虚拟机均实 现了实时热备份，故障瞬时处理，大大提高了视频服务器播出的安全性。
▽M o tio n热迁移技术可实现虚拟机在同一物理服务器中的 动态迁移，服务不中断，结合模块化刀片式机箱搭载的多台刀 片式服务器，可实现零宕机时间：进行有计划的服务器维护和 升级迁移工作时不中断现有服务的正常进行，同时也极大降低 了单台服务器故障对播出系统的影响。
丽水台IP备播系统配置了 5台Dell PowerEdge M630刀片式服务器，播出系统中的所有功能与服务均配置了独立工 作的虚拟机，业务流程互不干扰，提供4个频道的无压缩SDI over IP主备一共8路的高标清兼容信号输出。根据需求，后 续还可以通过增加刀片式服务器和软件升级授权的方式实现更 多高清频道以及超高清4K频道的信号输出。
3、实时嵌入式技审技术
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丽水台IP备播系统在素材上载过程中创新性的引入了实 时嵌入式技审技术，通过图像灰度处理、二值
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化转换、腐蚀运 算、图像特征值检测校验、图像彩空间转换、分贝值分析等，实现帧级精度的视音频异态判断，在上载节目素材的同时可对 上载节目文件级（检测文件头信息，检查素材打包信息是否合 法）、编码级（编码错误检测，检查素材是否有误码）、内容 级（信号静帧、黑场、音频超标）等信号源质量问题提供及时 的告警功能，上载信号源一旦出现诸如黑场、静帧、音频超标、劣质画面的情况，上载工作站会将警告信息实时发送给操作人 员预警，并提示是否重新上载此节目，极大程度的保证了最终 播出节目的质量和安全。该技术利用单台双通道上载工作站边 上载边审看，节省传统技审时间，提高了系统工作效率。
五、总结
本方案通过建设省级融媒体技术平台—
电磁屏蔽导电胶—浙江广电“中国 蓝云"的边缘云计算丽水节点，将云计算、云存储等云服务能 力与S D Io v e r IP技术、虚拟化技术等有机结合，快速构建起 丽水台现有三个标清电视频道传统播出系统的丨P化备份播出 系统，通过省级融媒体技术平台的这一创新性应用，大幅度提 高了丽水台安全播出保障水平与能力。在满足自身需求的同时，还可以为本市各县级融媒体中心提供I P备播能力，同时作为 全省IP备播系统中的一个分布式节点，还可为其它市级广电 提供IP播出互备服务。■
本文由《广播与电视技术》杂志推荐
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