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【摘要】 主要从系统建设目标、系统网络架构设计与核心硬件设备组建、系统关键技术分析、系统应用软件功能设计等方面，论述和总结了扬州电视台全IP化集中收录系统设计与组建情况。
【关键词】 集中收录系统TS over IPUDP组播 节目单收录服务器
一.引言
扬州电视台全IP化集中收录系统设计遵循了“安全可靠、技术先进、结构简洁、扩展灵活、性价比高、操作人性化、处理智能化”等原则，于2012年9月建成了一个以SDH/UDP组播信源为主用信源，以QPSK、QAM、ASI、SDI、CVBS、互联网等信源为辅助信源的，基于TS over IP技术架构的“全IP化收录+原有亚太东方收录”模式的标清集中收录系统平台。
二.系统建设目标
1.多种信源全IP化收录
全IP化集中收录系统（以下简称集中收录系统）采用TS over IP千兆网络架构的全IP化集中收录方案，基于UDP组播的TS over IP数据通过网络传输，简化了信号收录环节和控制复杂度。系统以SDH/UDP组播信源为主，并配置多种媒体网关设备，通过TS over IP封装转换，实现QPSK、QAM、ASI、SDI、CVBS、互联网等信源的全IP化收录，并融合原有亚太东方节目收录。
2.保证信号质量
集中收录系统应采用标清信源媒体网关设备实现TS over IP流的全IP化集中收录，对TS流信号解复用后直接收录，实现全台网全程文件化交换，减少反复解码、编码或转码造成的质量损伤。
3.建立收录素材网络共享平台
集中收录系统应建立收录素材网络共享平台，提供网络预约和查询手段，可在编辑节目单时选定自动迁移目的，能够将收录素材自动或手动迁移到全台网中非编网、媒资网、新媒体网等其他子网供其使用。支持高低码率同时录制，高码率素材用于精编、下载、播出等，低码率素材用于查询、浏览、挑选、简编等。
4.系统安全性
集中收录系统要保证信源安全、设备安全、网络安全、存储安全和数据安全，应建成专用网络，将收录网与其他网络通过网闸等设备进行安全隔离，建立完善的系统登录访问权限验证与控制机制。
5.系统可靠性
集中收录系统要保证采集数据、迁移数据、网络架构和软件长时间运行等方面的可靠性，系统应采用成熟稳定可靠的技术，建成冗余备份机制，确保系统7×24小时无故障运行。在系统出现故障时，能够在较短时间内恢复正常运行。
6.系统易用性
集中收录系统应采取模块化结构进行开放式设计，确保先进性、合理性与适用性，系统可按照单机集成式或网络分布式进行运作，支持本地存储和网络中心存储。系统功能完善，应用界面直观友好，设备易于操作、维护和管理，关键设备和软件功能可平滑升级。
三.系统网络架构设计与核心硬件设备组建
1.网络架构设计
集中收录系统采用了全IP化方式收录信源，对于收录数据和控制管理信息，为了便于控制全IP化收录组播网的带宽和流量，集中收录系统网络采用了组播网和控制管理网分离的双以太网架构，其对应的网络划分为不同的网段，网段1（组播网）实现外来信号经媒体网关输出的TS over IP流的接收、频点切换控制、TS流收录及IP信号监测等，网段2（控制管理网）实现收录素材的存储、分发、管理及下载等。SDH/UDP组播信源通过网络直接接入组播网交换机（即TS over IP流接入交换机），对于QAM、ASI、SDI、CVBS等辅助信源，分别通过媒体网关转换成TS over IP流进入组播网交换机。收录服务器和多画面显示监测服务器通过双网卡分别接到2个网段的交换机，收录服务器通过接收UDP组播流完成信源收录，多画面显示监测服务器则对常用TS over IP流进行统一显示监测。
2.核心硬件设备配置
集中收录系统核心硬件设备配置情况请见附表，在组建应用服务器和工作站时，我们在保障正常收录量基础上配置了冗余备份通道。为了确保收录时间精准统一和收录过程准确可靠，我们为每台应用服务器和工作站配置了GPS自动校时软件。
3.组播网交换机参数分析
集中收录系统主用信源采用来自省市SDH光纤网的UDP组播数据流，其复用的是中央台、各省卫视信号等近150套节目，此UDP组播数据流直接接入集中收录系统组播网交换机。辅助信源有：1路QAM信号、2路ASI信号（凤凰卫视和新华社节目），4路CVBS/SDI信号和1路互联网信源，所有信源经过相应媒体网关转换成的IP流统一接入组播网交换机，组播网交换机采用1台3层管理的24口千兆以太网交换机。
所有节目转换成IP流后所需流输入峰值带宽为170Mb/s，即：150×8Mb/s+3×TS流最大带宽40Mb/s+5×8Mb/s=1360Mb/s=170Mb/s。IP流输出带宽则按照2台收录服务器和2台多画面显示监测服务器需要访问流量带宽计算，即：（2+2）×40Mb/s×每台服务器最大接入5个流=800Mb/s=100Mb/s。因此交换机背板所需峰值带宽为170Mb/s+100Mb/s=270Mb/s。
所需交换机接口数量为13个，即：SDH/UDP信源2路、媒体网关7只、收录服务器2台、多画面显示监测服务器2台。
4.控制管理网交换机参数分析
控制管理网交换机采用1台3层管理的24口千兆以太网交换机，由于流媒体发布和FTP上传下载的数据直接与NAS集中存储硬盘阵列进行读写，控制管理网交换机主要需考虑数据文件迁入、迁出NAS集中存储硬盘阵列所需带宽和网络接口。
高低码率收录素材数据并发数均按8个收录素材数据同时迁入计算，高低码率收录素材数据总迁入峰值带宽为（8×8Mb/s+8×1Mb/s）/8=9Mb/s。 高低码率收录素材数据均按5倍速迁出计算，高低码率收录素材数据总迁出峰值带宽为（8×8Mb/s+8×1Mb/s）×5/8=45Mb/s。因此NAS集中存储总带宽要求为9Mb/s+45Mb/s=54Mb/s。
所需交换机接口数量为16个，即：收录服务器2台、网闸1台、多画面显示监测服务器2台、转码迁移服务器2台、数据库服务器2台、收录控制工作站2台、收录预约编单工作站2台、流媒体服务器1 台、NAS服务器1 台、NAS集中存储硬盘阵列1 台。
5.中心存储体选型
集中收录系统中心存储体采用NAS结构，通过NAS服务器完成网内服务器和工作站对存储数据的高效快速访问。NAS集中存储硬盘阵列选择了DFT 1804E，采用双64位多核存储处理器、专用RAID处理芯片和双RAID控制器，配置13+2+1=16块6Gbps传输速率、2TB容量、7200转企业级热插拔SATA硬盘组成RAID6+1个热备盘，可自动重建，容量可在线扩展，具有4GB缓存、4个千兆以太网口，支持端口绑定，具有可热插拔冗余电源、冗余风扇，支持Windows、Linux、AIX、Solaris等操作系统，支持CIFS/NFS/HTTP/FTP/ISCSI传输协议。中文Web GUI管理模式的DFT NS管理软件内置了故障监控日志系统，对各个工作组件状态进行时刻监控、检测、报警，可选快照与复制功能，确保应用数据的安全性及完整性。
6.存储容量估算
每台4通道收录服务器都可实现先本地单机存储、再向NAS集中存储体自动推送存储，也支持同时在本地存储和NAS集中存储，NAS集中存储硬盘阵列挂接在控制管理网交换机上，所收录的素材数据文件以MPEG-2压缩格式存储，同时生成XML元数据。每台收录服务器本地有效存储容量为2TB，可存储约500小时8Mb/s节目，NAS集中存储硬盘阵列总存储容量为32TB，有效存储容量为26TB，可存储约6500小时8Mb/s节目，有效读写带宽均不低于100Mb/s。
四.系统关键技术分析
1.UDP组播技术
UDP组播技术是单个发送者对应多个接收者的IP网络通信技术，UDP组播技术中源主机用组播协议向多个目标主机发送相同数据时只发送一份数据，这份数据中的目的地址为组播组地址，其数据由网络交换机逐级复制并发送给各个有请求的接收方，只有组播组内目标主机才能接收到该数据，这样既节省服务器资源也节省网络主干带宽资源。只有组播接收方向交换机发出请求后，交换机才复制一份数据给接收方，从而节省接收方带宽。UDP组播技术高效地实现了IP网络中点到多点、多点到多点的数据传送。
2.基于UDP的TS over IP流转化
集中收录系统将SDI/CVBS基带信源或MPEG-2压缩的ASI信源，由媒体网关转化为基于UDP协议封装的TS over IP流，采用UDP组播技术通过IP网络实时组播转发，基于IP地址管理，将所有信号进行统一调度收录，减少了信号转换环节，增强了安全性，可保证信号质量。
3.节目单编排和自动收录
集中收录系统通过B/S和C/S相结合方式，实现了本地和远程预约编排节目单，支持用户信息和收录素材存储路径或推送目标对应关系。节目单编辑工作站通过IE访问Web服务器，Web服务器连接数据库，在工作站上完成节目单编排，通过Web服务器将当前节目单传送入数据库，使收录软件及时读取节目单以自动执行收录任务。可通过节目单设置推送地址，收录完成后自动启动迁移任务。
4.Webservice服务
集中收录系统在全台网主干平台注册了一个Webservice服务，提供了Webservice服务接口，基于ESB与EMB双总线，采用FTP+Webservice+XML技术实现与全台网主干平台的接入及数据交换，所收录的高低码率节目素材能够满足全台网中非编网、媒资网、播出网、新媒体网等异构平台子网的使用需求，并实现全台网互联互通和资源共享。集中收录系统可以根据迁移请求自动地将收录的高码率节目素材的元数据和实体文件，通过主干平台以FTP方式推送到其他子网的网络存储体，并将相同内容的低码率节目素材以流媒体方式向其他子网发布，其他子网的授权用户通过IE等可以登陆集中收录系统的B/S或C/S应用页面，向集中收录系统提交收录约传任务，对素材资源进行检索、查询、低码率预览和高码率下载。
5.文件自动分割分段存储和传输
集中收录系统对长时间连续录制的节目采取按预设时长或文件大小自动分段进行存储，分割的素材内容前后会自动各重叠5秒。采集完一段后，收录服务器自动将采集完的分段素材传输到其他子网，实现边采集边编辑。在按照任务单进行查询时，分割的文件采用无缝拼接技术自动合并，对入库的收录文件可实现多次打点并可重新合并多个文件。
6.网络安全
集中收录系统的核心收录平台只和非编网有数据交互，安全威胁较小。集中收录系统的资源共享与交换平台与办公网等其他子网的数据交换，通过Web访问服务器、流媒体服务器、FTP服务器进行交互，在网络安全方面存在隐患，我们通过硬件防火墙和网闸等将集中收录系统与其他子网隔离，两台PSC1000网闸可互为备份，流量自动均衡，传输速率支持千兆网络，可实现单向、双向工作模式。
7.数据库数据安全
集中收录系统的数据库服务器硬件采用Dell R710，具备冗余电源和风扇，配置4块系统硬盘，采用Raid1+0保证操作系统无崩溃点。主备两台数据库服务器做成集群，实现数据负载均衡和故障后自动接管，保证7×24小时连续工作。使用Microsoft SQL Server 2008数据库软件，主备数据库内容同步，建立了数据库数据备份与恢复机制和维护计划，数据库服务器本地每天进行数据备份。 8.中心存储设备安全
我们对集中收录系统中心存储设备的控制器、电源、风扇、存储结构等都做了冗余备份，可进行热插拔维护。采用磁盘空间水位线监控机制，定期删除时间最久的素材以保证磁盘有足够空间容纳新素材。当中心主存储设备发生故障时，可立即自动或手动将系统切换到备份存储设备上。
9.收录实体数据安全
收录写入过程采取本地和网络同时采集，收录的文件在收录服务器本地硬盘和中心存储体各存储一份。必要时或当网络写入失败时，系统可发起迁移命令自动地将本地素材迁移至中心存储体，并进行MD5校验和自动技审。
五.系统应用软件功能设计
1.网络管理模块
网络管理模块用于系统配置和网络管理，它包含3个子模块：（1）信源子模块用来编辑DVB-S转发器及频道参数，编辑DVB-C频点及频道参数，编辑ASI/基带信号频道参数等。（2）收录设备子模块用来设置前端媒体网关，如选择媒体网关、对应的组播地址、组播端口及控制地址，设置解密卡，配置收录通道参数和收录素材存储策略与存储路径。（3）用户管理子模块用于配置、认证和管理系统中所有用户的角色及其权限。
2.节目单编辑模块
授权用户在登陆节目单编辑软件模块后，软件会从数据库自动调入显示已存在的所有收录任务，供用户查看、编辑。它包含3个子模块：（1）编辑模块将所有节目收录任务编辑成节目单，节目单包含频道、节目名称、关键字、开始日期、结束日期、开始时间、结束时间、节目长度、素材保存期限（默认1个月）、迁移目的、任务创建用户、任务执行周期等信息，用户只须选择节目（频道）、收录任务时段，系统会自动检测、配置前端接收设备或网关与通道等资源，也可以手动指派资源，系统自动检测任务或资源冲突并报警，编辑完毕的节目单及分配好的资源及参数将被保存到数据库，支持收录任务动态调整。提供频道收藏夹功能，简化常用频道收录。录制重要节目时，用户可以选择“备份录制”，系统会自动生成两个收录任务，并自动分配不同的媒体网关及收录服务器。（2）查询模块可按开始结束时间、关键字、用户、节目、媒体网关、收录通道、状态（等待或准备收录、收录中或完成）等参数，快速查询、更新、添加或删除节目单。（3）模板制作模块可避免同类节目重复配置，可以自定义模版供调用，按照设置好的固定或循环时间段和周期进行自动收录。当节目配置信息保存为模版后，可将该模板加载到当前模板编辑界面中。
3.控制服务模块
控制服务模块可将数据库中已有卫星参数配置表及媒体网关配置表读入，对所有媒体网关进行统一调度管理，通过SNMP协议控制所有媒体网关切换不同信源。当收录程序需要开始某个收录任务时，会提前向控制服务模块发出对所需信源的请求，控制服务模块会直接从数据库读出收录任务信息，将已分配好的媒体网关与收录通道进行连接。
4.TS流智能收录模块
收录服务器从数据库读取收录任务，启动收录，安装在收录服务器上的TS流智能收录模块支持4个通道独立的自动或手动收录，每个收录通道可以显示信源图像及音柱，支持回放、搜索和暂停正在收录的文件。在自动收录状态下，收录软件提前1分钟切换信源，提前5秒钟录制，推迟5秒钟结束录制，以确保收录素材的完整性。
5.素材文件技审模块
素材文件技审模块支持对收录素材文件内容进行6-8倍速自动技审，可调整自动技审优先级和次序，自动技审结果可准确记录到素材文件元数据中。经过人工复核，可对自动技审后有问题的节目素材文件进行进一步审核并确认是否通过。技审项目包括：（1）MD5校验码校验。（2）文件元数据检查。（3）素材格式和素材长度检查，素材是否能完整播放检查。（4）节目代码、节目素材的元数据信息是否正确检查。（5）自动判别视频信号黑场、彩条、静帧、彩场、雪花场以及音频信号丢失、音量过大等问题，判别门限值可由用户自行设定。
6.素材管理模块
素材管理模块用于管理收录的素材文件，集中收录系统和其他子网授权用户可以通过C/S或B/S方式，根据存储设备、收录任务编号、名称、长度、频道、日期、开始与结束时间、状态、收录通道、操作用户、文件名、迁移目标及迁移状态进行查询、浏览，检查素材文件的完整性。可设置素材的“私有、频道、完全共享”等权限，缺省为完全共享。可预设素材的自动删除时间，缺省为15天，网管员具有手动删除权限。
7.素材迁移模块
素材迁移模块支持主动性推送和选择性抓取两种迁移发起方式，能够将已收录完毕的完整节目素材以FTP方式迁移到目的网络的共享目录中，软件界面可显示迁移素材序号、节目名称、长度、大小、迁移目标、迁移状态、迁移开始与结束时间、频道、收录时间及迁移带宽，可定义最大迁移带宽、最大并发数及本地缓存路径等。
8.素材下载模块
素材下载模块是通过B/S方式下载高码率文件素材，支持手动、自动、定时、定长等各种下载方式，用户通过查询、双击需下载的已录素材，设定下载入、出点，可精确地将素材下载到本地。
9.Web服务模块
Web服务模块允许授权用户在IE地址栏中输入IP地址即可直接访问数据库服务器和Web服务器，查看资源配置情况、所有收录通道状态、媒体网关状态、收录任务状态、收录文件信息、报警和异常记录，编辑节目单，查询、浏览或下载已收录低码流文件素材。
10.设备状态监测模块
设备状态监测模块包括设备监控和收录状态监控，用于监控媒体网关和收录通道的工作状态以及节目单中收录任务的执行状态，直观地监看各个收录任务进度、有无冲突状况。
11.日志查看模块
日志查看模块可以查看日志、报警和异常记录，可按单个或多个查询条件查询已收录节目素材文件，可对查询结果进行排序。
六.结语
自设计建成投入应用以来，扬州电视台全IP化集中收录系统运行一直比较稳定、正常，各项性能和功能指标均达到了设计预期目标，既实现了节目素材收录业务全流程的高安全、高效率、高质量和高管控，又实现了全台网互联互通和资源共享，所收录的高低码率节目素材满足了全台网中非编网、媒资网、播出网、新媒体网等异构平台子网的使用需求。B&P
【关键词】 集中收录系统TS over IPUDP组播 节目单收录服务器
一.引言
扬州电视台全IP化集中收录系统设计遵循了“安全可靠、技术先进、结构简洁、扩展灵活、性价比高、操作人性化、处理智能化”等原则，于2012年9月建成了一个以SDH/UDP组播信源为主用信源，以QPSK、QAM、ASI、SDI、CVBS、互联网等信源为辅助信源的，基于TS over IP技术架构的“全IP化收录+原有亚太东方收录”模式的标清集中收录系统平台。
二.系统建设目标
1.多种信源全IP化收录
全IP化集中收录系统（以下简称集中收录系统）采用TS over IP千兆网络架构的全IP化集中收录方案，基于UDP组播的TS over IP数据通过网络传输，简化了信号收录环节和控制复杂度。系统以SDH/UDP组播信源为主，并配置多种媒体网关设备，通过TS over IP封装转换，实现QPSK、QAM、ASI、SDI、CVBS、互联网等信源的全IP化收录，并融合原有亚太东方节目收录。
2.保证信号质量
集中收录系统应采用标清信源媒体网关设备实现TS over IP流的全IP化集中收录，对TS流信号解复用后直接收录，实现全台网全程文件化交换，减少反复解码、编码或转码造成的质量损伤。
3.建立收录素材网络共享平台
集中收录系统应建立收录素材网络共享平台，提供网络预约和查询手段，可在编辑节目单时选定自动迁移目的，能够将收录素材自动或手动迁移到全台网中非编网、媒资网、新媒体网等其他子网供其使用。支持高低码率同时录制，高码率素材用于精编、下载、播出等，低码率素材用于查询、浏览、挑选、简编等。
4.系统安全性
集中收录系统要保证信源安全、设备安全、网络安全、存储安全和数据安全，应建成专用网络，将收录网与其他网络通过网闸等设备进行安全隔离，建立完善的系统登录访问权限验证与控制机制。
5.系统可靠性
集中收录系统要保证采集数据、迁移数据、网络架构和软件长时间运行等方面的可靠性，系统应采用成熟稳定可靠的技术，建成冗余备份机制，确保系统7×24小时无故障运行。在系统出现故障时，能够在较短时间内恢复正常运行。
6.系统易用性
集中收录系统应采取模块化结构进行开放式设计，确保先进性、合理性与适用性，系统可按照单机集成式或网络分布式进行运作，支持本地存储和网络中心存储。系统功能完善，应用界面直观友好，设备易于操作、维护和管理，关键设备和软件功能可平滑升级。
三.系统网络架构设计与核心硬件设备组建
1.网络架构设计
集中收录系统采用了全IP化方式收录信源，对于收录数据和控制管理信息，为了便于控制全IP化收录组播网的带宽和流量，集中收录系统网络采用了组播网和控制管理网分离的双以太网架构，其对应的网络划分为不同的网段，网段1（组播网）实现外来信号经媒体网关输出的TS over IP流的接收、频点切换控制、TS流收录及IP信号监测等，网段2（控制管理网）实现收录素材的存储、分发、管理及下载等。SDH/UDP组播信源通过网络直接接入组播网交换机（即TS over IP流接入交换机），对于QAM、ASI、SDI、CVBS等辅助信源，分别通过媒体网关转换成TS over IP流进入组播网交换机。收录服务器和多画面显示监测服务器通过双网卡分别接到2个网段的交换机，收录服务器通过接收UDP组播流完成信源收录，多画面显示监测服务器则对常用TS over IP流进行统一显示监测。
2.核心硬件设备配置
集中收录系统核心硬件设备配置情况请见附表，在组建应用服务器和工作站时，我们在保障正常收录量基础上配置了冗余备份通道。为了确保收录时间精准统一和收录过程准确可靠，我们为每台应用服务器和工作站配置了GPS自动校时软件。
3.组播网交换机参数分析
集中收录系统主用信源采用来自省市SDH光纤网的UDP组播数据流，其复用的是中央台、各省卫视信号等近150套节目，此UDP组播数据流直接接入集中收录系统组播网交换机。辅助信源有：1路QAM信号、2路ASI信号（凤凰卫视和新华社节目），4路CVBS/SDI信号和1路互联网信源，所有信源经过相应媒体网关转换成的IP流统一接入组播网交换机，组播网交换机采用1台3层管理的24口千兆以太网交换机。
所有节目转换成IP流后所需流输入峰值带宽为170Mb/s，即：150×8Mb/s+3×TS流最大带宽40Mb/s+5×8Mb/s=1360Mb/s=170Mb/s。IP流输出带宽则按照2台收录服务器和2台多画面显示监测服务器需要访问流量带宽计算，即：（2+2）×40Mb/s×每台服务器最大接入5个流=800Mb/s=100Mb/s。因此交换机背板所需峰值带宽为170Mb/s+100Mb/s=270Mb/s。
所需交换机接口数量为13个，即：SDH/UDP信源2路、媒体网关7只、收录服务器2台、多画面显示监测服务器2台。
4.控制管理网交换机参数分析
控制管理网交换机采用1台3层管理的24口千兆以太网交换机，由于流媒体发布和FTP上传下载的数据直接与NAS集中存储硬盘阵列进行读写，控制管理网交换机主要需考虑数据文件迁入、迁出NAS集中存储硬盘阵列所需带宽和网络接口。
高低码率收录素材数据并发数均按8个收录素材数据同时迁入计算，高低码率收录素材数据总迁入峰值带宽为（8×8Mb/s+8×1Mb/s）/8=9Mb/s。 高低码率收录素材数据均按5倍速迁出计算，高低码率收录素材数据总迁出峰值带宽为（8×8Mb/s+8×1Mb/s）×5/8=45Mb/s。因此NAS集中存储总带宽要求为9Mb/s+45Mb/s=54Mb/s。
所需交换机接口数量为16个，即：收录服务器2台、网闸1台、多画面显示监测服务器2台、转码迁移服务器2台、数据库服务器2台、收录控制工作站2台、收录预约编单工作站2台、流媒体服务器1 台、NAS服务器1 台、NAS集中存储硬盘阵列1 台。
5.中心存储体选型
集中收录系统中心存储体采用NAS结构，通过NAS服务器完成网内服务器和工作站对存储数据的高效快速访问。NAS集中存储硬盘阵列选择了DFT 1804E，采用双64位多核存储处理器、专用RAID处理芯片和双RAID控制器，配置13+2+1=16块6Gbps传输速率、2TB容量、7200转企业级热插拔SATA硬盘组成RAID6+1个热备盘，可自动重建，容量可在线扩展，具有4GB缓存、4个千兆以太网口，支持端口绑定，具有可热插拔冗余电源、冗余风扇，支持Windows、Linux、AIX、Solaris等操作系统，支持CIFS/NFS/HTTP/FTP/ISCSI传输协议。中文Web GUI管理模式的DFT NS管理软件内置了故障监控日志系统，对各个工作组件状态进行时刻监控、检测、报警，可选快照与复制功能，确保应用数据的安全性及完整性。
6.存储容量估算
每台4通道收录服务器都可实现先本地单机存储、再向NAS集中存储体自动推送存储，也支持同时在本地存储和NAS集中存储，NAS集中存储硬盘阵列挂接在控制管理网交换机上，所收录的素材数据文件以MPEG-2压缩格式存储，同时生成XML元数据。每台收录服务器本地有效存储容量为2TB，可存储约500小时8Mb/s节目，NAS集中存储硬盘阵列总存储容量为32TB，有效存储容量为26TB，可存储约6500小时8Mb/s节目，有效读写带宽均不低于100Mb/s。
四.系统关键技术分析
1.UDP组播技术
UDP组播技术是单个发送者对应多个接收者的IP网络通信技术，UDP组播技术中源主机用组播协议向多个目标主机发送相同数据时只发送一份数据，这份数据中的目的地址为组播组地址，其数据由网络交换机逐级复制并发送给各个有请求的接收方，只有组播组内目标主机才能接收到该数据，这样既节省服务器资源也节省网络主干带宽资源。只有组播接收方向交换机发出请求后，交换机才复制一份数据给接收方，从而节省接收方带宽。UDP组播技术高效地实现了IP网络中点到多点、多点到多点的数据传送。
2.基于UDP的TS over IP流转化
集中收录系统将SDI/CVBS基带信源或MPEG-2压缩的ASI信源，由媒体网关转化为基于UDP协议封装的TS over IP流，采用UDP组播技术通过IP网络实时组播转发，基于IP地址管理，将所有信号进行统一调度收录，减少了信号转换环节，增强了安全性，可保证信号质量。
3.节目单编排和自动收录
集中收录系统通过B/S和C/S相结合方式，实现了本地和远程预约编排节目单，支持用户信息和收录素材存储路径或推送目标对应关系。节目单编辑工作站通过IE访问Web服务器，Web服务器连接数据库，在工作站上完成节目单编排，通过Web服务器将当前节目单传送入数据库，使收录软件及时读取节目单以自动执行收录任务。可通过节目单设置推送地址，收录完成后自动启动迁移任务。
4.Webservice服务
集中收录系统在全台网主干平台注册了一个Webservice服务，提供了Webservice服务接口，基于ESB与EMB双总线，采用FTP+Webservice+XML技术实现与全台网主干平台的接入及数据交换，所收录的高低码率节目素材能够满足全台网中非编网、媒资网、播出网、新媒体网等异构平台子网的使用需求，并实现全台网互联互通和资源共享。集中收录系统可以根据迁移请求自动地将收录的高码率节目素材的元数据和实体文件，通过主干平台以FTP方式推送到其他子网的网络存储体，并将相同内容的低码率节目素材以流媒体方式向其他子网发布，其他子网的授权用户通过IE等可以登陆集中收录系统的B/S或C/S应用页面，向集中收录系统提交收录约传任务，对素材资源进行检索、查询、低码率预览和高码率下载。
5.文件自动分割分段存储和传输
集中收录系统对长时间连续录制的节目采取按预设时长或文件大小自动分段进行存储，分割的素材内容前后会自动各重叠5秒。采集完一段后，收录服务器自动将采集完的分段素材传输到其他子网，实现边采集边编辑。在按照任务单进行查询时，分割的文件采用无缝拼接技术自动合并，对入库的收录文件可实现多次打点并可重新合并多个文件。
6.网络安全
集中收录系统的核心收录平台只和非编网有数据交互，安全威胁较小。集中收录系统的资源共享与交换平台与办公网等其他子网的数据交换，通过Web访问服务器、流媒体服务器、FTP服务器进行交互，在网络安全方面存在隐患，我们通过硬件防火墙和网闸等将集中收录系统与其他子网隔离，两台PSC1000网闸可互为备份，流量自动均衡，传输速率支持千兆网络，可实现单向、双向工作模式。
7.数据库数据安全
集中收录系统的数据库服务器硬件采用Dell R710，具备冗余电源和风扇，配置4块系统硬盘，采用Raid1+0保证操作系统无崩溃点。主备两台数据库服务器做成集群，实现数据负载均衡和故障后自动接管，保证7×24小时连续工作。使用Microsoft SQL Server 2008数据库软件，主备数据库内容同步，建立了数据库数据备份与恢复机制和维护计划，数据库服务器本地每天进行数据备份。 8.中心存储设备安全
我们对集中收录系统中心存储设备的控制器、电源、风扇、存储结构等都做了冗余备份，可进行热插拔维护。采用磁盘空间水位线监控机制，定期删除时间最久的素材以保证磁盘有足够空间容纳新素材。当中心主存储设备发生故障时，可立即自动或手动将系统切换到备份存储设备上。
9.收录实体数据安全
收录写入过程采取本地和网络同时采集，收录的文件在收录服务器本地硬盘和中心存储体各存储一份。必要时或当网络写入失败时，系统可发起迁移命令自动地将本地素材迁移至中心存储体，并进行MD5校验和自动技审。
五.系统应用软件功能设计
1.网络管理模块
网络管理模块用于系统配置和网络管理，它包含3个子模块：（1）信源子模块用来编辑DVB-S转发器及频道参数，编辑DVB-C频点及频道参数，编辑ASI/基带信号频道参数等。（2）收录设备子模块用来设置前端媒体网关，如选择媒体网关、对应的组播地址、组播端口及控制地址，设置解密卡，配置收录通道参数和收录素材存储策略与存储路径。（3）用户管理子模块用于配置、认证和管理系统中所有用户的角色及其权限。
2.节目单编辑模块
授权用户在登陆节目单编辑软件模块后，软件会从数据库自动调入显示已存在的所有收录任务，供用户查看、编辑。它包含3个子模块：（1）编辑模块将所有节目收录任务编辑成节目单，节目单包含频道、节目名称、关键字、开始日期、结束日期、开始时间、结束时间、节目长度、素材保存期限（默认1个月）、迁移目的、任务创建用户、任务执行周期等信息，用户只须选择节目（频道）、收录任务时段，系统会自动检测、配置前端接收设备或网关与通道等资源，也可以手动指派资源，系统自动检测任务或资源冲突并报警，编辑完毕的节目单及分配好的资源及参数将被保存到数据库，支持收录任务动态调整。提供频道收藏夹功能，简化常用频道收录。录制重要节目时，用户可以选择“备份录制”，系统会自动生成两个收录任务，并自动分配不同的媒体网关及收录服务器。（2）查询模块可按开始结束时间、关键字、用户、节目、媒体网关、收录通道、状态（等待或准备收录、收录中或完成）等参数，快速查询、更新、添加或删除节目单。（3）模板制作模块可避免同类节目重复配置，可以自定义模版供调用，按照设置好的固定或循环时间段和周期进行自动收录。当节目配置信息保存为模版后，可将该模板加载到当前模板编辑界面中。
3.控制服务模块
控制服务模块可将数据库中已有卫星参数配置表及媒体网关配置表读入，对所有媒体网关进行统一调度管理，通过SNMP协议控制所有媒体网关切换不同信源。当收录程序需要开始某个收录任务时，会提前向控制服务模块发出对所需信源的请求，控制服务模块会直接从数据库读出收录任务信息，将已分配好的媒体网关与收录通道进行连接。
4.TS流智能收录模块
收录服务器从数据库读取收录任务，启动收录，安装在收录服务器上的TS流智能收录模块支持4个通道独立的自动或手动收录，每个收录通道可以显示信源图像及音柱，支持回放、搜索和暂停正在收录的文件。在自动收录状态下，收录软件提前1分钟切换信源，提前5秒钟录制，推迟5秒钟结束录制，以确保收录素材的完整性。
5.素材文件技审模块
素材文件技审模块支持对收录素材文件内容进行6-8倍速自动技审，可调整自动技审优先级和次序，自动技审结果可准确记录到素材文件元数据中。经过人工复核，可对自动技审后有问题的节目素材文件进行进一步审核并确认是否通过。技审项目包括：（1）MD5校验码校验。（2）文件元数据检查。（3）素材格式和素材长度检查，素材是否能完整播放检查。（4）节目代码、节目素材的元数据信息是否正确检查。（5）自动判别视频信号黑场、彩条、静帧、彩场、雪花场以及音频信号丢失、音量过大等问题，判别门限值可由用户自行设定。
6.素材管理模块
素材管理模块用于管理收录的素材文件，集中收录系统和其他子网授权用户可以通过C/S或B/S方式，根据存储设备、收录任务编号、名称、长度、频道、日期、开始与结束时间、状态、收录通道、操作用户、文件名、迁移目标及迁移状态进行查询、浏览，检查素材文件的完整性。可设置素材的“私有、频道、完全共享”等权限，缺省为完全共享。可预设素材的自动删除时间，缺省为15天，网管员具有手动删除权限。
7.素材迁移模块
素材迁移模块支持主动性推送和选择性抓取两种迁移发起方式，能够将已收录完毕的完整节目素材以FTP方式迁移到目的网络的共享目录中，软件界面可显示迁移素材序号、节目名称、长度、大小、迁移目标、迁移状态、迁移开始与结束时间、频道、收录时间及迁移带宽，可定义最大迁移带宽、最大并发数及本地缓存路径等。
8.素材下载模块
素材下载模块是通过B/S方式下载高码率文件素材，支持手动、自动、定时、定长等各种下载方式，用户通过查询、双击需下载的已录素材，设定下载入、出点，可精确地将素材下载到本地。
9.Web服务模块
Web服务模块允许授权用户在IE地址栏中输入IP地址即可直接访问数据库服务器和Web服务器，查看资源配置情况、所有收录通道状态、媒体网关状态、收录任务状态、收录文件信息、报警和异常记录，编辑节目单，查询、浏览或下载已收录低码流文件素材。
10.设备状态监测模块
设备状态监测模块包括设备监控和收录状态监控，用于监控媒体网关和收录通道的工作状态以及节目单中收录任务的执行状态，直观地监看各个收录任务进度、有无冲突状况。
11.日志查看模块
日志查看模块可以查看日志、报警和异常记录，可按单个或多个查询条件查询已收录节目素材文件，可对查询结果进行排序。
六.结语
自设计建成投入应用以来，扬州电视台全IP化集中收录系统运行一直比较稳定、正常，各项性能和功能指标均达到了设计预期目标，既实现了节目素材收录业务全流程的高安全、高效率、高质量和高管控，又实现了全台网互联互通和资源共享，所收录的高低码率节目素材满足了全台网中非编网、媒资网、播出网、新媒体网等异构平台子网的使用需求。B&P