1、第一章 广电行业解决方案1 大型电视台 SAN 存储解决方案1.1 广电行业媒资系统现状广电行业的数字化发展，必然是分阶段进行。发展的目标不仅仅在于改善图像清晰度、提高图像传输质量、增加节目套数容量，更在于它将达到多媒体综合信息服务 的目的，从而为公众提供更多更好的个性化服务，最终满足大众对媒体内容的需求。因此，媒体发展的关键问题是对媒体内容资源的管理和利用。 电视台、音像资料馆、互联网等媒体的大量音像资料，是极具价值的宝贵资源，它们的完好保存、全面管理和充分再利用具有极大的社会效益和经济效益，并且关系到技术提升和多种业务开展的战略性行为。采用先进的管理技术手段，把大量的视音频资料变为可视的、
2、可控的、可得的内容，提供给全社会，可以使电视台等媒体在信息社会中充当更重要的角色。1.2 媒资管理系统需求分析媒体资产管理 MAM（Media Assets Management）就是对各种类型的视频资料、音频资料、文字、图表等媒体资料的数字化存储、编目管理、检索查询、非编素材转码、信息发布，以及设备 和固定资产等进行全面管理的系统。建立 MAM 的目的就是建立起一个完善的系统，保存和管理好这些宝贵的资料，并使之得到最大利用，创造良好的经济效益和社会效益。一个良好的媒资管理系统，可以为电视台等媒体提供多方面帮助，带来很大的经济效益。在媒体资产的管理和利用工作中，有着相当复杂的相互关系和处理过程
3、，而媒体资产管理系统可以在应付这些复杂情况时扮演关键的角色，成为媒体资产拥有者的业务运作核心和关键战略系统。特别声像中心、电视台、资料馆这样以大量持续增长的视/音频媒体为业务主体的单位，媒体资产管理更是今后业务发展所必不可少的战略平台。存储设备作为媒资管理系统的核心设备，不仅要能够提供大带宽来满足大量上下载工作站的节目素材上载和下载，同时需通过多种数据安全保障功能来确保存储设备中的数据的安全和实时可用。这就要求存储设备具有强大的数据复制、备份和数据容灾功能，系统扩展和升级功能。媒资管理 SAN 在线存储系统示意图如（图一） 。（图一）媒资管理系统 SAN 存储示意图1.3 用户面临的问题随着电
4、视事业的不断发展，视频资料的增长非常迅速，原有的系统已经满足不了需求，因此系统需要扩容，增加工作站和服务器的数量，调整工作流程，扩大系统的存储容量，以适应节目量的增长。新的存储系统必须和原有系统兼容，能够无缝的加入到原有的系统中。具有高可靠性，保证系统长时间，不间断的稳定运行。具有高性能，能够满足多台主机对存储系统的并发访问。具有高扩展性，适应节目量的迅速增长。具有高性价比，以达到在满足需求的情况下，最大限度地节约资金。1.4 媒资存储系统 UIT 解决方案针对用户在线存储项目的高要求、高标准，UIT 使用专为广电行业推出的高性能存储产品 BM6800。这套产品采用控制器集群，并且链路全部冗余
5、的设置，在安全性上实现了很高的级别，满足了用户在线存储访问的需求。UIT 在该项目中采用的解决方案如下：（图二）媒资管理系统 SAN 存储示意图UIT BM6800 企业级存储设备为 SAN 和集群环境提供最高的性能和数据有效性。基于4Gb/s 光纤通道技术，BM6800 具有卓越的 IOPS 和带宽（MB/s） ，可以进行多种配置使用户可以在容量，性能和功能等方面来更改配置以适应各种需求，如高速持续输出的视频系统和多 I/O 操作的数据库系统和 OLTP 等。双控制器集成控制并结合智能管理软件，建立了高性能的存储系统。1.5 方案特点与优势分析UIT BM6800 系列产品是企业级高性能光纤
6、存储设备，可为 SAN 和集群环境提供最高的性能和数据有效性，并具有强大的可扩展性。UIT BM6800 系列产品可专门针对广电行业应用读写访问特点，对带宽性能进行优化，满足非线性编辑制作系统和媒体资产管理系统的长时间、大带宽和恒定码率读写的特点。目前在广电行业已有多个项目的实际使用案例，其性能和长时间访问时的稳定性得到了用户的认可和赞赏。UIT BM6800 产品特点： 高性能双冗余控制器、多级 RAID、LUN 屏蔽和加强的管理选项的数据保护功能 8 个 4Gb 光纤主机接口和 8 个 4Gb 磁盘通道接口,并使用了高速缓存算法来帮助优化磁盘性能, 使系统的最高磁盘吞吐速率可达 1600M
7、B/Sec, 提供具有良好响应特性的快速数据访问. 基于先进的模块化设计，系统在容量和性能方面提供极大的灵活性，提供超过80TB 的 FC 扩展能力. 基于 Windows XP 平台冗余多路径软件，保障每台重要服务和工作站都能通过多个链路与存储设备及其控制器连接，保证当某一个链路发生故障时，服务器或工作站仍能与存储设备具有良好的连接。 支持在线扩容，保证数据完整性，减小系统宕机风险。 支持热插拔冗余 RAID 控制器，端口旁路和冗余环境监测电路。具有电池保护的镜像高速写缓存，大功率电源和冷却系统。支持多目标 ID，双内部独立通道同时联接所有硬盘从而支持自动错误切换和恢复。LUN 屏蔽，高速缓
8、存镜像以及 ECC 内存最大限度地保证数据的完整性和可靠性。 无比灵活的管理配置，保证了系统的性能、容量的最大化，在线配置、在线扩展、在线性能调整和在线软件维护实现了系统的高可用性。 SANtricity 存储管理软件可以使用户花费很低的管理成本，实现统一管理。在任何地方都可以灵活管理，只需一个接口就可以管理多个 BS6800 存储设备，使系统得以实现无缝升级。管理软件集成了分区和复制的功能，通过配置文件可灵活的实现增加容量、性能调整、存储合并、数据复制等功能。1.6 适用环境UIT 广电行业 SAN 存储解决方案适应于各个大型电视台的制作网存储系统、媒资管理系统等等。2 非线性网络存储系统解
9、决方案2.1 非线性网络存储系统现状存储设备是非线性网络系统的一个重要组成部分，存储系统设计是整个系统框架和结构设计的前提，选择一款好的存储的设备能够保证整个制作网系统的安全、稳定和高效的运行。非线性网络设计过程中，与存储设备选型直接相关的参数是工作站类型、数量、使用时间和使用率，视频文件的压缩格式及码率，结合业务流程、各部门的人员配置、工作时间等，可以分析出整个系统所要求的总带宽，每天内带宽的变化曲线。根据上述参数才能正确地选择一款适合的存储设备。目前国内广电行业的用户所以建立的非线性网络项目按业务种类的不同一般可分为制作网系统、媒资系统和高清制作网系统，按网络规模一般可分为小型网络、中型网
10、络、大型网络和高清制作网络。2.2 制作网存储系统需求分析 采集能够满足电视台现将磁带化素材采集后保存在在线存储体上。实现视音频素材的上下载数字化过程。 编辑制作能够为视音频文件提供统一在线存储体，满足各业务部门节目制作编辑、包装合成、音频包装、三维动画制作、配音、审片、和节目管理的业务需求，提供安全、可靠、完整的先进存储架构平台，适应完整的节目制作流程工作要求，能够实现节目生产制作流程的无带、无纸化，全面提高制作效率和制作水平，并充分考虑系统今后的发展和扩充。 编码格式支持非线性编辑网络中各种格式的保存。非线性编辑网络系统一般采用的格式码率有DVSD、DVCPRO、DVCPRO50、MPEG
11、2 I 等；高低码率的素材在采集时同时生成。在使用双码率的网络中，上下载工作站点采用同时采集两路视频的方式，采集的格式分别为：DV 25Mbps 和 MPEG4 800Kbps 两种码率。非编网系统中存储能够满足对各种码率存储访问的需求。2.3 用户面临的问题电视台非线性编辑制作网的系统包括上载及下载工作站分别负责元素材的录入和制作完成的节目录出；非编工作站负责元素材的编辑、视音频特技、字幕处理等。非线性编辑制作网承担电视台内最主要的后期编辑制作及包装合成等工作，对存储的带宽要求相对较高、稳定性要求较好并且具有良好的可扩展性。在非编网络中存储性能的优劣对系统业务处理能力起着至关重要的作用。2.
12、4 非线性网络存储系统 UIT 解决方案常见的制作网系统中工作站数量约为 30 台左右，每台工作站实时视频层数为 4 层。节目素材采用高低质量双码率编辑方式，其中高质量视频文件的码率为 50Mb/s，低质量视频文件的码率为 800Kb/s。在如上分析的情况下，30 台工作站同时工作时的峰值带宽如下个所示：工作站类型 数量(台) 实时层数 50M 视频流数 占用码率（Mb/s）编辑工作站 30 4 120 6000总计 30 84 6000(表 1)由上表得知存储系统要能够提供 6000Mb/s 即 750 MB/s 的带宽才能满足制作网络峰值带宽需求。根据用户的需求我们采用 UITBM6800
13、 作为整个 SAN 网络的核心存储设备， 承担非线性编辑工作站的素材存储空间。存储系统的吞吐量是非线性编辑环境下对存储提出的最基本和最重要的需求之一。BM6800 正是为此设计的一款多主机和多磁盘通道高性能存储产品。本次案例中共使用了 8 个主机通道和磁盘通道，此案例并未使用多链路管理软件，而是通过在 Brocade 的交换机上划分 zoning，来分配存储带宽，从而降低了整个系统的成本和复杂度。通过 UIT BM6800 作为系统的核心存储设备，可设计如下图所示的网络结构图：（图一） SAN 存储非线性编辑系统2.5 方案特点与优势分析UIT BM6800 系列产品是企业级高性能光纤存储设备
14、，可为 SAN 和集群环境提供最高的性能和数据有效性，并具有强大的可扩展性。UIT BM6800 系列产品可专门针对广电行业应用读写访问特点，对带宽性能进行优化，满足非线性编辑制作系统的长时间、大带宽和恒定码率读写的特点。目前在广电行业已有多个项目的实际使用案例，其性能和长时间访问时的稳定性得到了用户的认可和赞赏。UIT BM6800 产品特点： 高性能双冗余控制器、多级 RAID、LUN 屏蔽和加强的管理选项的数据保护功能 8 个 4Gb 光纤主机接口和 8 个 4Gb 磁盘通道接口,并使用了高速缓存算法来帮助优化磁盘性能, 使系统的最高磁盘吞吐速率可达 1600MB/Sec, 提供具有良好
15、响应特性的快速数据访问. 基于先进的模块化设计，系统在容量和性能方面提供极大的灵活性，提供超过80TB 的 FC 扩展能力. 基于 Windows XP 平台冗余多路径软件，保障每台重要服务和工作站都能通过多个多个链路与存储设备及其控制器连接，保证当某一个链路发生故障时，服务器或工作站仍能与存储设备具有良好的连接。 支持在线扩容，保证数据完整性，减小系统宕机风险。 支持热插拔冗余 RAID 控制器，端口旁路和冗余环境监测电路。具有电池保护的镜像高速写缓存，大功率电源和冷却系统。支持多目标 ID，双内部独立通道同时联接所有硬盘从而支持自动错误切换和恢复。LUN 屏蔽，高速缓存镜像以及 ECC 内
16、存最大限度地保证数据的完整性和可靠性。 无比灵活的管理配置，保证了系统的性能、容量的最大化，在线配置、在线扩展、在线性能调整和在线软件维护实现了系统的高可用性。 SANtricity 存储管理软件可以使用户花费很低的管理成本，实现统一管理。在任何地方都可以灵活管理，只需一个接口就可以管理多个 BS6800 存储设备，使系统得以实现无缝升级。管理软件集成了分区和复制的功能，通过配置文件可灵活的实现增加容量、性能调整、存储合并、数据复制等功能。2.6 适用环境UIT 广电行业非线性编辑存储解决方案适应于各个大型电视台的制作网存储系统、其他行业的大中型非线性编辑系统以及各大型电视台的媒资管理系统等；
17、教育行业的非线性编辑系统。3 高清制作网存储系统解决方案3.1 高情制作网存储系统现状随着国内数字高清技术的发展，越来越多的电影和电视频道会采用数字高清技术来进行节目拍摄、制作和播出，相应的高清制作网系统的需求量也会越来越大。满足高清编辑制作要求是今后国内多媒体网络发展的方向和目标。与标清相比，高清节目画面的高清晰度意味着单位时间内需要传输更多的数据量，码率更大，数据传输时占用的带宽更大，相同时长的节目所占用存储容量空间也更大。高清制作网与普通标清制作网在存储系统设计方面有较大的区别，需要选择高效、高传输带宽的新型存储设备和网络传输设备。3.2 高清制作系统需求分析设计多媒体制作网络的存储系统
18、时，首先需要考虑和分析以下几个方面的因素： 需要进行编辑和存储的素材格式、码率； 素材实时编辑的方面； 制作网的服务类型，是新闻制作型还是后期制作型网络； 上下载工作站和编辑工作站的数量； 节目和素材在线存储的时间；1. 高清制作的格式和码率对于制作网的存储设备设计来讲，最核心的问题就是素材的格式和码率，格式和码率的不同，将直接决定着整个系统所需要的总带宽和总有效可用容量，影响着存储设备、网络交换设备和 HBA 卡的设备选型，影响着网络系统的架构和规模。高质量编辑制作格式一般都会选择 MPEG2 I frame（100300Mbps） 、DVCPRO HD、XDCAM HD、DNxHD、AVC
19、 Intra 及 HDV等，节目素材的码率也一般为 100Mb/s 以上。2高清网上下载和编辑方式目前，虽然存储设备和网络交换设备接口速率已经达到 4Gb/s，可用带宽已经大幅度得到提高，但仍然面临相同的问题。因此在现阶段采用双码率编辑对于高清制作网是最佳的选择。双码率编辑是指在节目上载时同时生成一个高清码率文件和一个标清码率文件，节目的编辑主要是依靠编辑工作站对标清码率来完成，节目制作完成后，再通过下载工作站下载成高清码率。3.3 高清制作存储系统 UIT 解决方案我们举例来计算一个中型部门级高清制作网的总带宽。工作站数量按 30 台来计算，其中上下载工作站 12 台，编辑工作站 18 台，
20、最大实时视频层数为 2 层。节目素材采用双码率编辑方式，即高清码率和标清码率协同编辑，其中高清码率为 100Mb/s，标清码率为50Mb/s。上载工作站在节目素材上载时生成一个高清码率和一个标清码率的视频文件，则每台上载工作站占用 150Mb/s 带宽。编辑工作站全部采用标清码率进行两层实时视频编辑，则每台编辑工作站占用 100Mb /s 带宽。下载工作站全部采用高清码率，当下载两层视频的高清节目时，每台下载工作站将占用时会占用 200Mb /s 的带宽。假设网络的最大带宽占用发生时，有 6 台上载工作站、6 台下载工作站和 18 台编辑工作站同时工作，则此时高清制作网络带宽分析如下表：表 1：编辑工作站支持两层实时占用码率工作站类型 数量高清(100Mb/S) 标清(50Mb/S)上载工作站 6 6*150下载工作站 6 6*200编辑工作站 18 18*50*2总计 30 2100 1800(表 1)由上表可知，当 30 工作站同时工作时，整个系统所需要的总带宽为 487.5MB/S。两层实时视频编辑一般多于新闻类或专题类节目的制作网，如要进行节目的后期精品制作，节目的编辑制作经常需要进行 3-4 层的实时视频编辑，同时站点数量增加至 60 台时，所需要的带宽就会大幅度增大。则此时高清制作网络带宽分析如下表：表 2：编辑工作站支持四层实时
