中央电视台体育中心

一、建设背景

　　未来几年，中央电视台面临着新台址建设和2008年北京奥运会的举办，如何实现网络制播、媒体资产管理和优化工作流程是工作的重点。其中，优化工作流程是关键。

　　2003年8月中央电视台与索尼、索贝签署了共同开发基于专业光盘技术的中央电视台体育中心综合业务系统的框架协议，开发满足大型体育赛事外场转播的网络节目制播系统是其中的重要组成部分。

　　2004年，中央电视台、索尼、索贝三方合作建成了奥运会远程节目网络制作系统，实现了北京―雅典前后方素材的实时共享和远程节目网络制作。

　　2005年又建成了十运会网络节目制播系统，实现了前方从采集、制作到播出全流程的无磁带网络化制播，并首次完全取代传统设备成为节目制作的主体。

二、系统概述

　　十运会网络制播系统是一套搭建于南京的独立的网络制播平台，完成信号收录、节目制作和播出以及节目素材归档等任务。

　　系统以媒体资产管理和中心存储为核心，涵盖收录、场记、上载、精编、素材挑选及整理、粗编、配音、节目生成、播出和归档等业务子系统。系统底层构架采用混合结构，收录、场记、上载、精编、素材挑选、粗编、配音等环节全部采用纯以太网结构；节目生成、素材整理、播出以及归档等关键业务系统采用FC+以太双网结构。(见图1)

图1

　　1. 系统参数

　　1.1 视频格式

　　高码率视频格式：

　　★专业光盘采集和上载格式： IMX MPEG-2 50Mbps I帧压缩方式，MXF打包方式
　　★收录和磁带上载格式：MPEG-2 25Mbps IBP帧压缩方式，AVI打包方式
　　★节目生成格式：MPEG-2 25Mbps IBP帧压缩方式

　　低码率视频格式：

　　★专业光盘采集和上载：MPEG-4 1.5Mbps
　　★收录和磁带上载：MPEG-4 700Kbps

　　1.2 音频格式：

　　★高码率音频格式：PCM格式，8轨，16Bit编码，取样频率48K
　　★低码率音频格式：MP3 128K，立体声
　　★专业光盘采集上载：A-LAW格式，2轨，8Bit编码，取样频率8K

　2. 系统规模

　　2.1 在线存储 SATA硬盘存储阵列：IBM-DS4800

　　★在线存储物理总容量：91TB
　　★在线存储有效总容量：81TB

　　2.2 数据归档 SONY S-AIT e1300-F/BSV数据流磁带机3台

　　★数据流磁带存储总容量：40.00TB（满足3000小时素材的存储）

　　2.3 站点数量分类统计

　　★ 各类服务器数量 39台
　　★ 桌面工作站 81台
　　★ 实时场记工作站 20台
　　★ 上载工作站 6台
　　★ 精编工作站（含2台素材挑选工作站） 10台
　　★ 粗编工作站 12台
　　★ 文稿工作站 10台
　　★ 配音工作站 3台
　　★ 演播室播出系统 2套
　　★ 专业光盘摄像机PDW-530P 15台
　　★ 专业光盘录像机PDW-1500 9台
　　★ 专业光盘便携录像机PDW-V1 15台

三、系统网络存储结构

　　系统采用SAN和NAS的混合存储结构，支持通过FC和以太网两种方式进行高码率访问。对于生成、播出、归档等核心业务或对实时带宽要求相对较高的站点，采用FC方式对共享存储进行访问；而对于收录、编辑、上载、配音等对实时带宽要求相对较低的节点，则通过以太网进行访问。

　　1. 系统网络拓扑

　　系统由一台核心以太交换机和两台核心FC交换机组成骨干网络结构。

　　系统底层采用混合结构：
　　收录、场记、集中上载、精编、粗编、素材挑选、配音等采用纯千兆以太连接到NAS。
　　生成、素材整理、归档、播出等子系统采用FC+千兆双网结构，保障核心业务的稳定和可靠。

　　2. 以太网部分

　　为了网络安全，通常将所有站点连接在以太网络的同一网段中，使之相对封闭，并禁止对Internet的访问。但在本系统中，为了支持更加灵活的网络应用，满足桌面站点访问Internet的需求，采用了内外分离的网络架构。

　　将除文稿外的所有业务置于内网，以保证节目制播的安全；将文稿系统置于外网，以满足文稿编辑和访问互联网的需要。[page]

　　3. FC网部分

十运会期间高码率逻辑卷由HA、HB两个卷组成，低码率卷由LA、LB两个卷组成，播出专用卷由RA、RB两个卷组成，共计6个逻辑卷。另外，为保证Stornext文件系统的安全性，专门分出6个40G的逻辑卷供其使用。

四、系统构成

　　1. 存储系统

　　十运会网络节目制播系统采用在线和数据流磁带归档两种存储方式。

　　为了满足节目制作的需要，所收录的比赛素材十运期间全部在线。同时由于数据流磁带具有良好的抗震性和记录的可靠性，易于保存和运输，为了保证素材的安全，采用数据流带对数据进行备份。

　　1.1.在线存储

　　本系统采用基于SAN存储结构的IBM-DS4800-SATA作为在线存储体，实现以FC 方式传输的高码率视音频数据的存储；通过NAS控制器实现以以太网方式传输的高低码率视音频数据的存储。

　　1.2.数据流磁带存储

　　系统采用3台SONY S-AIT e1300-F/BSV数据流磁带机作为数据归档设备，通过归档软件对数据进行手动归档管理。

　　元数据和编目信息不写入数据流磁带，只记录在数据库中。十运会结束后，将数据流带归位到中央电视台体育中心综合业务系统，并将所备份的元数据和编目信息导入该系统的数据库，作为资料以供查询和回迁调用。

　　2. 核心数据处理平台

　　核心数据处理平台由服务器、核心交换设备以及核心存储组成，负责数据处理、任务调度、数据交换以及数据归档等任务。

　　★数据库服务器：采用DB2数据库，双机热备。
　　★Web应用服务器：用于文稿、消息、进度管理等，双机热备。
　　★素材整理服务器：用于对素材挑选和素材整理进行管理。
　　★生成服务器：对编辑完成的成品节目进行合成，以供播出调用。
　　★生成调度服务器：用于节目生成任务进行调度。
　　★MDS服务器：安装Sotrnext服务端软件，提供对外的FC文件共享。
　　★NAS服务器：安装Sotrnext服务端软件，实现盘卷共享、流量控制、带宽均衡。

　　3. 收录和场记子系统

　　采用20套媒体网关服务器作为收录设备。媒体网关服务器采用软件编码方式，提供可直接用于制作和播出的视音频文件，采用文件后封口方式，实现边收录边编辑和延时播出的功能。通过同时写本地硬盘和网络中心存储的方式，在网络出现故障时，也不会将素材丢失，待网络恢复后，系统会自动将素材重新迁移、入库，提高了系统的稳定性和可靠性。

　　雅典奥运会系统中，专门开发了实时场记系统。通过场记软件可实时地进行标注和添加描述信息，并将标记点与记录时码自动关联，通过与媒资平台的结合，实现场记信息与视音频素材的绑定。在编辑时，根据场记信息可快速地定位自己所需要的素材，并将这部分素材直接拖至时间线进行编辑，还可以根据需要调整入、出点。

　　4. 网络制作子系统

　　制作子系统设备通过千兆以太网与NAS控制器连接。

　　在本届全运会的报道中，ENG全部采用索尼专业光盘摄录设备。专业光盘采集和上载格式为：IMX MPEG-2 50Mbps I帧压缩方式，MXF打包方式。而公共信号收录和磁带上载格式为： 　　MPEG-2 25Mbps IBP帧压缩方式，AVI打包方式。为实现这两种格式的直接混合编辑，避免转码过程，提高工作效率，系统采用了基于CPU+GPU技术的编辑站点。

　　由于采用了CPU+GPU协同处理的纯软件算法，避免了采用第三方板卡所带来的各种限制，使系统具有更好的网络适应性和可控性。以前基于板卡的编辑站点常出现的死机、静帧、蓝屏等问题得到了彻底解决，使系统具有了更好的稳定性。

　　5. 播出子系统

　　在十运会的电视转播中，中央电视台首次采用网络节目制作系统取代传统设备承担全部节目的制作任务，如何实现播出与制作环节的无缝连接是系统能否满足体育转播时效性的关键。针对大型体育赛事转播的特点，专门开发了网络播出子系统，通过采用索贝播出媒体服务器，实现节目制作、合成和播出一体化的节目制播流程。节目制作流程对数据进行加工后产生文稿信息和播出串联单，节目制作对数据加工后产生视音频节目，共同构成播出系统的数据来源。[page]

　　播出子系统由主、备播出媒体服务器和主、备播控工作站组成。主备同步、互为备份，以保证播出的安全可靠。

　　制作完成后，由任务调度服务器根据节目的优先顺序提交生成，并剪切传送到播出媒体服务器。在播出过程中可任意调整播出顺序，实现节目插播、跳播等应急播出方式；还可以调整备播节目的入点，从任意位置开始播放。

　　根据十运会转播的需要和体育节目播出特点，开发了新闻播出和赛事播出软件。对于新闻类节目，可与文稿管理系统实现无缝结合，在演播室播出系统中直接调用文稿管理中制作完成的串联单。系统可以使用制作好的播出用串联单，也可以在播出过程中对其进行修改。由于赛事播出不同于新闻播出有严格的播出串联单，而要根据比赛进程，随时调整所播出的节目和播出顺序。因此赛事播出软件界面划分为待播、备播和播出三个播出窗口，以方便进行调整。

　　6. 移动编辑子系统

　　组合一：
　　★ 可以完成文字编辑
　　★ 可以完成完整的节目制作(特技/字幕/配音)
　　★ 可以通过1394接口盒输出，完成节目传送
　　★ 可通过便携式XDCAM专业光盘放像机输出视音频信号，完成节目传送，或与传统设备进行对编

　　组合二：
　　★ 可完成单张专业光盘的简单编辑
　　★ 可通过便携式XDCAM专业光盘放像机输出视音频信号，完成节目传送，或与传统设备进行对编

五、技术特点

　　1. 在大型体育赛事转播中网络节目制播系统首次独立承担全部外场制播任务

　　大型体育赛事网络节目制播系统共采用15套Sony XDCAM专业光盘摄录设备，20台收录媒体网关，20套实时场记系统，6套上载工作站，10套精编、12套粗编工作站，3套配音工作站，以及主/备播出媒体网关，完全取代了以往的传统磁带制作设备，首次在大型体育赛事转播中实现了以网络制播系统承担全部外场节目制播任务。

　　2． 首次实现采集、制作、播出、存储全线无磁带、网络化的新工作流程

　　无磁带、网络化的全新工作流程有效提高了工作效率，实现了媒体资源的共享，降低了节目制作成本，是实际应用中的一次技术创新。硬盘收录、网络制播的全新工作模式实现了边采边编以及文稿、节目编辑与配音的同步进行，从而大幅度提高了工作效率。Sony XDCAM专业光盘系统低码率20倍速、高码率2倍速的素材上载打破了上载瓶颈；收录、编辑、播出全流程文件操作避免了转码过程以及磁带制作中信号质量的下降；中心存储、非线性软件编辑的设计理念实现了素材的快速检索、在线编辑以及媒体资源共享。采用基于IT技术的通用计算机平台，缩减了传统视音频专业设备的购置成本，且具有规模效应，便于系统扩充。

　　3． 首次实现真正意义上的边采边编功能

　　传统的"边采边编"通常采用手动设置分段时间，分段采集、分段使用、逐段推进的方式。由于收录完成的节目由若干素材段组成，无法做到真正意义上的"收录即可编辑"，且使用起来也不方便。本次使用的边采边编技术，通过CPU＋GPU技术，利用软件解码，在文件还没有关闭的时候，用户就可调用收录（上载）的素材进行浏览、编辑，从根本上避免了只有文件分段后才可以使用素材的情况。同时，通过这种特殊的技术，不仅实现了边采边编，而且兼顾了媒资素材的归档、保存等。

　　4． 基于CPU+GPU技术的粗/精编设备首次应用于大型制播网络

　　为全面支持Sony XDCAM专业光盘格式文件与收录、上载格式文件直接混合编辑，避免转码过程，提高工作效率，本系统采用了CPU+GPU的编辑站点。基于CPU+GPU技术，结合Sony XDCAM专业光盘及非线性网络设备，实现全程非线性。采用CPU+GPU的非线性编辑站点具有更强大的编辑功能、更好的稳定性、更优的网络适应性、更高的性价比和更大的升级潜力，并支持各种视音频文件格式、高标清混合编辑及超实时高速优化生成。[page]

　　5． SATA存储阵列在大型体育赛事转播中首次成功使用

　　存储模块在大型网络制播系统的成本构成中占据相当大的比例。若采用高性能FC存储阵列满足大型体育赛事转播过程中素材全部在线的需求，系统成本势必大幅度提升。而SATA存储阵列具有明显的价格优势，虽然其带宽、寻道时间和IOPS等性能指标不如FC存储，但通过针对SATA存储阵列的特点，制定合理的存储策略、优化系统结构提升其性能表现后，其不仅满足了网络制播系统的存储要求，也有效地降低了系统构成成本。

六、应用情况

　　十运会期间，大型体育赛事网络节目制播系统整体运行情况良好，承担了大量的节目收录、制作和播出任务，在整个十运会报道中发挥了重要作用，丰富了节目内容，提高了节目制作效率，为今后中央电视台采用新的工作流程，以新的理念进行大型体育赛事的转播积累了经验。据统计 ，从10月12日十运会开幕至10月23日闭幕，十运会总播出时间为159小时，其中网络播出时间为65.1小时，占总播出时间的40.90%。网络制作播出新闻共计535条，新闻时长873.9分钟；制作播出赛事节目共计50.15小时。十运会期间共收录比赛信号554场， 980.7小时。获得了非常好的经济效益和社会效益。（全文完）（选自《2006中国广电行业资讯大全》工程案例）