中央电视台硬盘播出系统的扩展应用与维护经验(mxf 格式）

中央电视台自2003年开始搭建硬盘自动播出系统，至2006年陆续建成44套标清、2套高清硬盘自动播出系统。随着我台非编制作系统和网络制播系统的陆续投入使用，尤其是“音像资料馆存储管理系统”和“节目交换缓存系统”的建成使用，我台节目播出形态发生了质的改变，由传统的磁带播出、磁带上载播出到目前的磁带与文件播出双轨并行，这些都为将来电视台实现全面文件化网络制播做出了很好的尝试。
     文件方式便于互联交换和共享，通过网络连接可以很方便地扩展硬盘播出系统的应用。目前与播出相连接的主要有“音像资料馆存储管理系统”和“节目交换缓存系统”，下面介绍一下这两个应用系统与播出相连接的部分的运行情况及日常维护。

一 音像资料馆存储管理系统
     1.简介
     音像资料馆存储管理系统（以下简称为“音像资料馆”）主要用于解决大量的视音频媒体资料数据的存储、管理、查询和再利用。我台音像资料馆系统在2005开始投入运行。
硬盘播出系统建立后，素材存档就可以采用文件方式，从而取代磁带的存档方式。这减轻了磁带保管的繁琐过程，提高了检索素材的效率。
在建馆之初，周边相关网络制作系统较少，硬盘自动播出系统对磁带节目的上载不但满足自身播出的需要，同时也为音像资料馆提供了大量播出素材文件，直至今天，硬盘播出系统仍担负着将大量播出节目磁带转化为节目文件提供给资料馆存档的任务。
     2.系统功能介绍
     磁带上载为文件后，播后文件就可以通过网络以数字文件方式存档于音像资料馆中，如图：

     本系统由播出部部分和音像资料馆部分组成，这两个系统之间通过光纤网络实现连接。在资料馆建立一个消息服务器用于实现播出部和音像资料馆之间的信息交换。在播出部建立二台素材迁移服务器，作为缓冲服务器，连接播出服务器和资料馆，其中一台素材迁移服务器具有素材管理职能，为迁移任务的管理者，决定是否要向资料馆传递素材。
     节目文件播出后，音像资料馆服务器根据播后单找出未存档的节目文件，向硬盘播出系统中的素材迁移服务器发出迁移申请。音像资料馆素材迁移工作站管理和执行迁移任务，将素材从存储的硬盘中通过光纤网络迁移到音像资料馆的大容量磁带库中，从而完成素材文件的存档。
     3.运行情况及日常维护
     目前，音像资料馆系统运行平稳，网络传输也较稳定。以下是通过几年的实际运行积累的经验，以及一些出现的问题及解决方法：
     ● 音像资料馆服务器连续运行比较稳定，但仍需要定期重启维护。因为素材文件的存档不要求时效性，经过实践确定了每周重启一次的维护方法，以确保运行的安全。维护过程是：先重启音像资料馆服务器，然后重启音像资料馆素材迁移工作站。
     ● 音像资料馆需通过调阅播后单来提出迁移申请，有时由于播出控制工作站（产生播后单）故障或台内信息网络故障而导致播后单未能传到音像资料馆服务器，而不能产生迁移任务。这时只要等故障恢复后重新发一遍播后单即可。
     ● 有些磁带由于播出时限原因没有来得及上载到播出硬盘中，而采用磁带方式播出，这会导致播出硬盘中没有素材文件，无法进行文件存档。遇到这种情况可以等到下次上载时再存档。
音像资料馆自使用以来，已经建立起几十万条数字化的音像资料，该系统的建立为音像资料的有效保存、充分利用、科学管理和市场经营业务的开展提供了环境基础和条件保障。

二. 全台节目交换缓存系统
     1.简介
     全台节目交换缓存系统（以下简称为SATA）就是在网络化的制作系统和硬盘播出系统之间架设桥梁，实现一体化的网络制作、传输和播出，实现网络制播。同时它也是全台文件节目的交换中心，可以勾连多系统多部门。
     在传统的磁带制播中，我们可以看到磁带制作后，要经过磁带的技审、内审，再入库、出库到播出。期间的磁带物流既耗时费力，又经多人、多部门之手。这使得人为出差错的概率大增，效率也很低下。随着技术的发展，硬盘播出系统的建立、网络化的文件制作方式的应用，这些使得网络制播成为可能。
     网络制播的过程就是制作部门用非编系统制作好的节目文件可以不用下载成磁带，而是通过网络经过SATA传到硬盘播出系统中进行播出。
     从上述可以看出网络制播和磁带制播最大的不同就在于：制作和播出之间传送的是数字化的文件节目包而非磁带，传送的载体是高速的计算机网络而非人工搬移。
     2.SATA的建立及概况
     我台从2004年08月开始进行SATA系统的规划和技术论证，经过系统规划、技术论证、系统设计、软件开发及测试阶段，直至2007年12月1日上线试运行，2008年5月正式运行至今。
     SATA系统图：

    “全台节目交换缓存系统”选用了以SATA为接口的磁盘阵列作为系统的核心存储。全台节目文件统一采用MXF格式，网络传输用FTP协议。我台现有AVID、APPLE、P2、蓝光这四个非编制作系统参与网络制播，节目文件制作后通过SATA传到硬盘播出，播后传到音像资料馆存档。音像资料馆的文件可以调回SATA再到硬盘播出。
     现阶段我台采用磁带与文件播出双轨并行原则，文件与磁带的内容和管理数据一致。现行节目播出磁带制播管理制度保持不变。
     我台按照总体规划，根据分步实施的原则，将以现有网络化制作栏目为基础，逐步推广。
     常规频道SATA的建设按照保障播出安全分步骤实施的原则进行：前期是用磁带做为主播，SATA素材文件做为备播。经过一段时间的测试，SATA稳定后，改用SATA素材文件做为主播，磁带做为备播。最后要达到全面文件化播出的目标。
     高清频道对于各非编制作系统制作的节目只采用文件播出，不做磁带备份。
     SATA节目播后存于播出系统的近线磁带库。标清节目保存2个月，高清节目保存1年，重播可以从近线磁带库回迁

    SATA节目每周播出时间：标清节目播出时长平均每周40小时左右，高清节目播出时长平均每周70小时左右。
     SATA节目传输到播出的速度：标清节目为3倍速左右，高清节目为2倍速左右。
     SATA节目备播开门时间阀定义为节目播前36小时。由节目生产管理系统发布播前单触发SATA进行备播，到达备播时间阀时进行备播文件传送。
     SATA节目备播关门时间为：标清为播前2小时，高清为播前4小时。到此时间SATA不再接受制作系统对该节目的入库申请。关门时间是通过大量的实验数据总结出来的，通过带宽计算出来的传输时间与实验结果存在差异，一部分素材文件的传输时间长于理论值。个别文件的传输时间会比理论值长近一倍，所以结合实验结果，关门时间定为：标清为播前2小时，高清为播前4小时。
     3.SATA系统实施以来运行情况及日常维护
     我台网络制播实施以来，总体情况是好的，但也遇到一些问题，如下：
     (1)文件中的Header Partition Pack状态为Open-Incomplete(表示该文件还未生成结束，其元数据信息还不是正确值)，此状态不违背MXF规范，但此种处理方法不合理，可能会影响文件的兼容性。我们将Header Partition Pack中的各项在文件关闭时刷新为正确数据，将其状态设置为Closed-Complete。
     (2)Footer Partition Pack中的HeaderMetadata大小标示小于实际值，这会影响文件的兼容性，我们将其改为包含其后的Fill Item的大小。
     (3)IndexTable中的KeyFrameOffset 标示为正值。KeyFrameOffset是表示与I帧之间的帧数量偏移，应该为负值。该问题属于信息写入错误，虽然不影响文件基本信息解析，但在对此文件进行随机访问时，根据该索引表得到I帧位置将是错误的，会导致解码顺序错误，现已修改。
     (4)对MXF文件中时码进行了规范，在测试阶段，各制作系统制作的素材文件的MXF Start timecode并不一致，致使素材文件不能正常播出。为了播出的安全以及解码通道设置的统一及维护的简便，将MXF Start timecode 约定为从00:00:00:00开始。
     节目修改的问题：由于采用文件播出，文件素材的修改要由节目部门通过网络发信息删除播出硬盘上的旧素材，播出部门是无权自己去删除播出硬盘上的素材的。节目部门有时操作流程错误导致没有删除旧素材，新素材就无法传到播出。播出人员也无从知道素材的新、旧，这就可能导致播出错误。经过进一步的流程培训，此问题得到改善。
     目前使用纸质“节目变更单”，“电子变更单”已在测试，一旦测试完成就可投入运行。
     4.对网络制播方面的几点思考
     网络制播是大势所趋，但现阶段也还是有许多值得探讨和完善的方面：
     (1)网络化带来的安全考虑：网络容易受到病毒侵袭；网络带宽的合理制定与分配；网络的容错性；网络存储的容量配置等等都需要进一步的完善。
     (2)多平台的交互性：由于各厂家之间的标准仍有差别，多平台系统的交互性也有待进一步的提高。
     (3)全面网络制播后，就不再有磁带备份播出，这对网络系统的稳定性以及控制系统的容错能力是个考验。
     虽然还有这样那样的问题存在，但相信随着技术的进一步完善和提高，网络制播将会有灿烂的明天。

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