城市电视台全台网设计考虑要点.docx

1、城市电视台全台网设计考虑要点城市电视台全台网设计考虑要点摘要:主要从全台网的设计目标、总体架构、互联互通接口标准、数据存储系统的存储结构、各个业务应用网络互联互通数据交换方式、典型业务流程定制、网络安全保证等方面，对城市电视台全台网设计与建设时需要考虑的诸多要点问题进行了分析和总结。关键词：全台网互联互通数据交换数据存储业务流程网络安全近年来，全台网的概念和技术已经逐渐被各级电视台的工程技术人员所认识和掌握，越来越多的城市电视台结合自身的具体情况，已经开始设计并建设全台各个业务应用网络之间安全、高速、高效的全程数字化、网络化、文件化的数据交换、资源共享、互联互通的网络技术平台和业务平台及其管理

2、系统，本文试图就城市电视台全台网设计与建设时需要考虑的诸多要点问题进行一些分析和总结。1全台网设计目标11先进性目标全台网的设计者应采用先进的AV技术与IT技术，设计并建设先进的数字化、网络化、文件化互联互通的全台级业务网络。12高质量目标全台网的设计者应选择标准化的视音频编码格式和文件封装格式，并尽量减少上下载、编解码和转码环节，可在元数据中加入技术质量控制信息，采取智能监控、文件级自动技审、MD5校验、业务流程自动控制等手段，对采集、编辑、制作、存储、播出等各个环节的文件和信号质量进行控制、追踪和回溯。13高可用性目标全台网应采用全台统一的用户认证和权限管理系统，并采用多种技术手段保证网络

3、的安全和高可用。必须以节目播出业务为核心，其他业务应用网络和业务流程设计必须优先考虑播出网的安全，并建立完善的应急处理机制。必须确保网络无单溃点，关键设备采用集群或双机热备份机制，各个业务应用网络配置独立的数据库，数据库应定期备份，确保数据的安全。14高效性目标设计与建设全台网是为了更好地实现资源共享，必须以数据化文件为基础，以提高资源利用率、数据传输交换效率、节目制播效率、业务处理效率和节目生产管理水平为目标，优化全台网业务流程，高效便捷地实现全台网各个业务应用网络之间互联互通和数据交换。应采用规范的数据交换协议，并确保数据交换带宽。应采用松耦合、高内聚方式，既保证各个业务应用网络独立运行，

4、又能实现可控制的互相连接。15全程文件化目标全台网建成后应能够实现收录、新闻、制作、演播录制、存储、播出、分发、传输、交换等环节的全程数字化、网络化、文件化互联互通，实现无带化节目制播流程，提高节目制播效率。节目存储介质可采用在线硬盘、近线或离线蓝光盘、数据流磁带等。16开放性目标统一全台网各个业务应用网络互联互通接口标准、交换标准和协议规范是实现全台网各个业务应用网络互联互通的基础和关键，设计全台网必须采用开放的技术、结构和软硬件接口，保证异构系统之间能够互联互通。必须采用开放的视音频压缩编码标准和视音频文件格式，视音频压缩编码标准可采用MPEG-2I帧、MPEG-2IMX、MPEG-2IB

5、P帧、DVCPRO、DVCPRO50、H.264、AVS等标准，视音频数据文件可采用AAF（高级制作格式）、MXF（素材交换格式）、AVI等文件格式，元数据、串联单等文件可采用XML（扩展标注语言）文件格式。17可扩展性目标设计与建设全台网，必须确保全台网的网络构架、网络数据库、网络素材、成片节目量、存储体容量、数据读写带宽、客户端应用等都留有扩展余地。18易监管目标设计与建设全台网，必须确保全系统易监控、易管理，可建立全系统一体化智能监控系统，实时监测主干平台及各个业务应用网络的资源和设备运行状况，实时监控服务器、网络设备、存储设备、平台软件、应用软件、业务流程、文件和信号质量，更好地对节目

6、生产过程进行精细化监控与管理。2全台网总体架构全台网总体架构包括基础支撑平台和业务支撑平台以及若干个业务应用网络。基础支撑平台和业务支撑平台合称为主干平台，主干平台是全台网互联互通、应用集成的核心，是松耦合、高内聚业务应用网络之间数据交换的调度中心，是流程控制和管理中心。主干平台为各个业务应用网络提供用户认证、服务注册、转码、迁移、智能监控、数据交换、流程控制等服务，实现全台网各个业务应用网络的互联互通和统一管理。21业务应用网络（1）节目制作网：包括采集收录网、新闻制播网、综合制作网、演播共享网、广告串编网等。（2）播出分发网：包括播出网、分发网、新媒体发布网等。（3）数字内容管理网：包括面

7、向全台网业务的总编室数字内容管理网和各个业务应用网络的数字内容管理网。（4）综合信息管理网：包括节目管理网、广告管理网、节目交易网、办公网等。22基础支撑平台基础支撑平台由基础网络平台和系统软件平台组成。（1）基础网络平台为各个业务应用网络之间互联互通提供数据交换的物理通路和访问控制功能。全台网各个业务应用网络内部网络架构根据需要可采用以太网单网或以太网+FC网双网结构，各个业务应用网络与主干平台的网络互联架构则采用以太网单网结构，采用万兆核心、万兆汇聚、千兆接入。以太网核心层交换机和汇聚层交换机均采用双机热备份工作方式，汇聚层均通过万兆以太网冗余交叉链路连接到全台网万兆以太网核心层交换机，避

8、免主干以太网链路出现单溃点故障，接入层交换机提供千兆到桌面工作站终端的连接。FC网只部署于各个业务应用网络，不实现互联互通，实现各个业务应用网络的松散耦合。（2）系统软件平台为全台网提供操作系统、中间件、数据库服务、WebService（Web服务）、转码服务、打包服务、迁移服务、FTP数据网关服务、防病毒服务、工作流引擎服务等软件平台。23业务支撑平台业务支撑平台采用SOA（面向服务架构）体系的ESB（企业服务总线）和EMB（企业媒体总线）双总线，由ESB、EMB和监控平台等组成，支持WebService、FTP目录文件监测等多种互联互通接口方式，实现全台网异构业务应用网络在主干平台上的应用

9、集成，实现业务应用网络之间互联互通和数据交换的调度、管理和控制。（1）ESB：提供集成统一的服务注册、管理和调用平台，实现基于总线方式的异构业务应用网络的互联互通。支持WebService、消息机制、FTP目录文件监测等多种通讯协议，并支持不同通讯协议之间的转换。支持各个业务应用网络不同服务接口的转换和互联互通，各个业务应用网络对外的接口都抽象为服务，可抽象出全台网主干平台提供的公用Web服务和各个业务应用网络对外提供的Web服务，并将这些Web服务统一注册到ESB中实现应用集成，各个业务应用网络可以调用这些Web服务，实现相应功能。比如：主干平台的公用Web服务可以抽象为用户认证授权服务、统

10、一时钟服务、消息服务、协议转换与技术标准适配服务、转码服务、打包服务、迁移服务、FTP数据网关服务、防病毒服务、工作流引擎服务等。再如：总编业务应用网络对外提供的Web服务可以抽象为节目代码管理服务、编排计划查询服务、节目备播服务、播出串联单发送服务等。ESB能够把不同业务应用网络的多个Web服务灵活配置为跨系统的业务流程，凸现SOA体系的优势。（2）EMB：是媒体数据的交换中心，所有业务应用网络之间的媒体数据交换都通过EMB进行，并由ESB来统一调度和管理。全台网异构业务应用网络之间采用EMB及其适配软件进行数据交换和控制协议适配，通过数据网关服务器和FTP方式，实现各个业务应用网络之间高效

11、的互联互通。支持多种视音频媒体文件格式的相互转换，支持视音频数据文件完整性验证等自动校验机制。对外提供WebService接口，可将整个EMB平台作为Web服务接入ESB之中。（3）监控平台：包括基础网络管理和业务运行管理，基础网络管理用于对网络设备和服务器的管理，业务运行管理用于对主干平台公用Web服务的管理及跨业务应用网络的业务流程监控和管理。3全台网互联互通接口标准在SOA体系的ESB+EMB双总线架构下实现的全台网各个业务应用网络之间（非AV信号连接方式）的互联互通，可以分为网络层、媒体数据层、媒体信息层和业务应用层四个层面，全台网要实现异构业务应用网络之间非AV信号连接方式的互联互通

12、，必须选择或制定这四个层面开放的互联互通接口标准、交换标准和协议规范。31网络层接口标准网络层的互联互通是实现业务应用网络之间物理网络的连接，通过基础网络平台实现。网络层上应用于广电行业的软件通讯接口标准主要有消息机制接口标准、Web服务接口标准等。32媒体数据层接口标准媒体数据层的互联互通是实现业务应用网络之间媒体数据文件的交换，通过主干平台的EMB实现。媒体数据层上，视音频数据文件的格式标准分为两个方面：视音频数据压缩编码标准和视音频文件封装格式。压缩编码标准需要支持：MPEG-2I帧、MPEG-2IMX、MPEG-2IBP帧、DVCPRO、DVCPRO50、H.264、AVS等。可采用高

13、低码率同时编码，用于粗编、浏览的低码率数据设置为500k-800kbps，用于精编、播出的高码率数据设置为8M-50Mbps，应尽量减少转码。文件封装格式需要支持AAF、MXF、AVI等。33媒体信息层接口标准媒体信息层的互联互通是实现业务应用网络之间元数据信息的交换，通过主干平台的ESB实现。媒体信息层上，元数据交换接口可采用开放、通用、标准的XML格式，元数据信息可以用统一的XML语言进行抽象定义。34应用层接口标准应用层的互联互通是实现业务应用网络之间各种管理信息数据的交换，也通过主干平台的ESB实现。业务应用层上，管理信息数据交换接口与具体的业务相关，需要具体分析全台网各个业务应用网络

14、互联互通的需求及业务类型，以确定每个业务应用网络的接口标准。4全台网数据存储系统的存储结构41集中式与分布式相结合的存储结构全台网数据存储系统可采用集中式与分布式相结合的存储结构，采用在线硬盘阵列、近线或离线蓝光盘库或数据流磁带库等存储设备。中心存储体（中心库）针对所有业务应用网络的应用，各个业务应用网络均配置独立的存储体（二级库），直接针对本业务应用网络的应用。视音频数据和元数据可由二级库提交到中心库归档保存，也可由中心库共享调度到二级库进行再利用。中心库存储的内容来源包括：中心库自行采集整理的资料、各二级库提交归档保存的成片、素材、字幕等资料。对于二级库提交归档保存的资料，中心库除继承二级

15、库的元数据信息，还可以进行元数据的深层次挖掘。42中心交换缓存系统中心库可以采用大型集中存储体分区方式，建立一个中心交换缓存系统，可划分为备播缓存区、自办节目缓存区、广告节目缓存区、电视剧缓存区等多个数据交换缓存区。中心交换缓存系统的备播缓存区与播出网的播出缓存区共同组成播前存储区。5全台网各个业务应用网络互联互通数据交换方式51数据交换平台全台网各个业务应用网络的互联互通，可以采用松散藕合总线式互联互通方式。EMB作为各个业务应用网络数据交换和互联互通的媒体总线，担当着全台网的数据交换平台，是全台网的数据交换中心。数据交换平台应采用开放的互联互通接口标准，所有业务应用网络只与数据交换平台进行

16、连接，实现业务应用网络之间安全可靠的数据交换，多个业务应用网络并行工作，确保各个业务应用网络的安全性和独立性。除了数字内容管理网与数据交换平台为紧耦合，其他业务应用网络与数据交换平台都为松散耦合。52FTP方式数据交换全台网各个业务应用网络之间互联互通数据交换，可通过数据网关服务器、采用FTP方式实现。互联互通数据交换涉及的数据包括MXF文件格式的视音频数据和XML文件格式的元数据和管理信息数据。各个业务应用网络分别配置独立的SAN（存储区域网）平台，各个业务应用网络的SAN平台之间物理上隔离，不进行直接的连接。各个业务应用网络部署的FC网也不进行直接的互联互通，以实现各个业务应用网络的松散耦

17、合。为了实现不同业务应用网络之间的数据传输和交换，需要在各个业务应用网络配置数据网关服务器，通过以太网交换平台将各个业务应用网络的数据网关服务器连接在一起，通过数据网关服务器之间的连接实现各个业务应用网络之间的互联互通。数据网关服务器之间通过FTP方式进行视音频数据文件和相应的元数据文件的传输、迁移和交换。在各个业务应用网络SAN中分别划出一个硬盘区间用作文件交换区，并分别配置FTP根目录，MXF文件和XML文件均采用FTP方式交换、传输、存储至该目录下，而元数据和管理信息数据的存储管理则由数据库服务器完成。XML格式的元数据和管理信息数据文件也可基于消息机制和Web服务技术，在各个业务应用网

18、络之间传输和交换，Web服务器可以部署在各个业务应用网络现有的应用服务器上，Web服务器配置双千兆网卡，跨接于中心库核心交换机和各个业务应用网络的二级库核心交换机之间。53数据交换过程（1）文件需求方的数据网关服务器向提供方的数据网关服务器提出文件交换请求。（2）文件提供方的数据网关服务器从本业务应用网络中寻找所需的文件。（3）文件提供方的数据网关服务器将所需文件提交给转码服务器，由转码服务器根据供需双方的格式需求完成转码、更换封装等任务。（4）转码服务器将重新封装的文件提供给文件需求方的数据网关服务器。（5）由文件需求方的数据网关服务器完成素材文件入库与备用。6全台网典型业务流程定制61以数

19、字内容管理网为全台网业务核心如果说全台网的数据交换平台作为数据交换中心，可被称作全台网的系统核心的话，那么数字内容管理网作为内容资源共享系统，肯定就是全台网的业务核心了。这两个“核心”协同运作，就能够实现全台网数字化、网络化、文件化和自动化的业务流程。全台网业务流程跨越收录、采集、编辑、制作、存储、数字内容管理、播出、分发、传输等多个业务应用网络，数字内容管理网主要负责全台网媒体数据的集中存储、管理、共享和分发等任务，数字内容管理网和其他业务应用网络之间的数据交换应采用标准统一的数据交换接口，并配备数据自动迁移管理软件。62采集收录网与其他业务应用网络之间的业务流程采集收录网负责全台收录节目的

20、统一收录和采集，能够实现针对新闻制播网、综合制作网、数字内容管理网的内容数据分发。采集收录网通过网络接受来自其他业务应用网络的收录请求，在指定时间自动完成收录信号路由的控制、自动完成收录任务，并通过收录数据网关服务器，把封装成MXF文件的数据自动地按需传输到新闻制播网、综合制作网、数字内容管理网等业务应用网络，同时把封装成XML文件的元数据和管理信息数据也传递到相应的业务应用网络，实现数据库的统一管理。63综合制作网与数字内容管理网之间的业务流程综合制作网、新闻制播网与数字内容管理网之间的业务流程相似，下面以综合制作网为例说明。（1）综合制作网到数字内容管理网入库业务流程：素材或成片在迁移策略

21、的触发下，自动传输到数字内容管理网的数据交换缓存区，经过编目、审核后归档到近线蓝光盘库或数据流磁带库存储，相应的元数据也自动入库到数字内容管理网的数据库中。若提交入库的是素材，则调用转码节点转码生成数字内容管理网格式的素材，直接写入数字内容管理网中；若提交入库的是成片，则调用打包节点进行成片合成，将成片文件存储到综合制作网，人工审核通过后，由转码节点将成片文件传送到数字内容管理网中。（2）数字内容管理网到综合制作网出库业务流程：节目制作人员可以在非编站点检索、查询、浏览数字内容管理网的低码率文件，可以在非编站点直接发出指令，通过数字内容管理网的权限认证后，自动将所需的素材和成片从近线蓝光盘库或

22、数据流磁带库调度到数字内容管理网的数据交换缓存区，再通过网络回迁到综合制作网的数据交换缓存区，供在线实时访问。数字内容管理网在收到出库下载请求后，首先判断素材是否在线，格式能否满足制作要求。若在线，则通过转码节点将素材拷贝或转码、迁入综合制作网中；若近线且格式满足要求，则由迁移节点直接将素材迁入综合制作网中；若近线但格式不满足要求，则先迁移到数字内容管理网的数据交换缓存区，再转码、迁入综合制作网中。64文件化节目备播业务流程总编室节目编排人员负责播出串联单的编排和审核，编排系统软件采用B/S方式和二级编单结构，核心软件部署在Web应用核心服务器上，串联单文件采用XML格式。总编室负责编排节目并

23、安排广告时段和时长，广告串编网负责编排广告时段内广告组合，自动嵌入总编室编排的播出串联单。总编室编排系统通过检索数字内容管理网数据库内的成片节目信息，浏览低码率成片节目，进行播出串联单的编排，串联单审核通过并激活后，数字内容管理网和广告串编网根据串联单的要求，由各自的数据网关服务器自动将指定的成片节目文件完成向播出格式文件的转码打包，将成片节目文件封装成MXF格式，将元数据文件封装成XML格式，采用FTP方式通过数据网关服务器和迁移服务器，按照播出时间提前2-3天自动迁移到播出网的播出缓存区备播。播出网播控工作站根据串联单提前1天将播出缓存区的备播节目（包括广告节目）的MXF文件自动迁移到播出

24、视频服务器中待播，同时相应的XML文件则自动迁移到播出数据库中。如果备播节目没有备妥就绪，播控工作站将发出报警，提醒播控值机人员进行处理。播出网上载的节目可以通过数据网关服务器以播出格式归档到数字内容管理网中，也可以采用预定策略，自动删除播出缓存区和播出视频服务器中已播而不再重播的节目。65新闻制播网与播出网之间的业务流程新闻制播网的时效性强但非直播类节目，可不经过数字内容管理网而直接迁移到播出网，可采用FTP文件传输方式将制作好的节目传送到播出网，并采用SDI信号传输方式作为应急传输方式。新闻制播网将XML封装的元数据文件和MXF封装的节目文件通过FTP方式先传输到播出网的播出缓存区，再迁移

25、到播出视频服务器，用于节目播出。新闻制播网的直播类节目，可采用SDI信号传输方式对整档新闻节目进行直播，并采用FTP文件传输方式作为应急传输方式，播出视频服务器对整档新闻节目进行边直播边上载，该档新闻节目重播时播出视频服务器就可以直接调用上载文件进行播出。66节目管理业务流程节目管理网与各个节目制作网可采用代理服务器实现安全可控的互联互通，节目管理网负责对节目在策划、文稿、编辑、制作、审批、合成、存储、归档、编排、备播、播出等全流程各个环节进行状态和信息的网络化监控，并进行各类资源的调度和管理，为各个节目制作网提供统一的身份认证和授权服务，对节目制作过程中使用的所有资源均在节目管理网中备案，在

26、节目入库后进行相应的成本核算。节目管理网应通过全流程节目质量监管机制对节目质量进行控制，还应支持在办公网各个站点对节目进行检索、查询和审查。7全台网网络安全保证71网络安全级别划分全台网各个业务应用网络的网络安全级别可以考虑划分为四级，每一级又可细分为若干小级。在全台网中，安全级别从高到低依次为：第一级，播出分发网；第二级，节目制作网；第三级，数字内容管理网；第四级，综合信息管理网。播出分发网中播出网的安全级别最高，节目制作网中新闻制播网的安全级别仅次于播出网，也可将新闻制播网的安全级别与播出网的安全级别划分为同一级，而综合信息管理网中办公网的安全级别最低。72设置高安全区在全台网中设置高安全

27、区，主要可以解决以下安全问题。（1）可以预防网络外部黑客的攻击，解决内网（全台网核心业务应用网络）和外网（互联网）之间数据交换的安全问题，可以既将内网和外网进行物理隔离，又实现数据交换。高安全区可以部署用于安全隔离的网闸、IPS（入侵防御系统）、硬件防火墙、杀毒软件等，高安全区的文件拷贝通过网闸和私有协议实现，对进入核心业务应用网络的文件格式进行深度过滤，可以自动导入指定格式的文件，并一律隔离其他格式的文件。在高安全区的互联网端，必须对所传的文件用杀毒软件进行第一次杀毒，在内网的接口服务器上再进行第二次杀毒。（2）可以隔离来自办公网等较低安全级别网络的安全风险，解决核心业务应用网络和办公网等网

28、络之间数据交换的安全问题。由办公网等网络通过高安全区导入核心业务应用网络中的数据，主要有办公网文档、图片、P2卡素材数据等。73采取严密的网管措施为了充分保障全台网的网络安全，必须制定并严格执行严密的全台网网管措施。（1）运用VLAN划分和多层安全防御策略，确保网络连接的有限性和安全性。（2）采取认证和访问控制措施，对用户和网络资源进行必要的划分和授权。（3）检查安全漏洞，采取加密通讯等安全措施。（4）部署硬件防火墙设备。（5）在各个站点安装网络版杀毒软件，及时并同步升级病毒库。（6）在监控平台中设立安全监控中心，为全台网提供安全体系管理、安全监控、攻击保护及紧急情况服务。（7）设立数据备份中

29、心，对关键性重要核心数据定期进行自动备份，以便在发生意外情况后能够紧急恢复重要核心数据。（8）节目制作、播出、存储等环节的关键性设备全部采用冗余配置。（9）上下载操作必须保证有足够的带宽余量和时间余量，在关键性播出时段或下载时段，必须限制有卡编辑并发用户的数量，确保播出或下载链路具有足够且稳定的带宽。74数据交换的安全保证在全台网SOA体系的ESB和EMB双总线中，ESB负责元数据和管理信息数据文件的传输和交换，EMB负责视音频数据（媒体数据）文件的传输和交换。为保证数据交换的安全性和完整性，可采取以下措施：（1）各个业务应用网络之间互联互通数据交换平台采用FTP方式，通过主干平台的数据交换平

30、台和数据网关服务器及数据迁移服务器传输和交换数据，避免进行直连访问；（2）数据交换时通过消息服务器对多台数据迁移服务器状态进行轮询监测，自动实现多台数据迁移服务器负载均衡；（3）在进行节目素材FTP传输时，应保证先传输MXF文件，再传输XML文件；（4）以太网核心层交换机和汇聚层交换机均采用双机热备份工作方式，汇聚层以太网交换机与核心层以太网交换机的连接均采用以太网冗余交叉链路，避免主干以太网链路出现单溃点故障。8结语城市电视台设计与建设全台网，可采取统一规划、分步实施，可先建设若干个业务应用网络，再建设全台网的主干平台，从而建成全台各个业务应用网络之间安全、高速、高效的全程数字化、网络化、文件化的数据交换、资源共享、互联互通的网络技术平台和业务平台及其管理系统。随着全台网的建成和投入运行，全台节目生产方式和节目制播业务流程将会发生根本性变化，全台的工程技术人员、节目生产人员和节目管理人员必须尽快完成从业理念的转变和管理方式的更新，以顺应全台网时代技术发展的要求。（作者系扬州广播电视总台技术传输中心电视播控部主任）