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一、RAID技术简介
RAID中文指廉价冗余磁盘列阵,即将多台硬盘通过RAIDController结合成虚拟单台大容量的硬盘使用。RAID通过多硬盘共同运行提供了数据同时读取,极大地提高了信息读取速度,并且还提供了容错性,这使得使用者在实际的操作中不但增加了执行效率,而且大大降低了成本,为系统运行的稳定性提供了可靠的支持。在新闻制作直播网络系统的使用中,通常包括NRAID、JBOD、RAID0等。
二、网络存储技术
根据网络存储结构的特点,常用的网络存储技术有直连式存储(DAS)、网络连接式存储(NAS)与存储网络(SAN)三种,但在新闻制作直播系统的实际运用中,网络存储技术主要采用NAS方式。相对于新闻制作网络直播系统而言,NAS具有多方面优点,如易于安装与维护、较高的可操作性、非常好的可扩展性、更快的数据读取速度、更高的数据宽带、降低服务器要求进而降低成本,NAS的这些优点具有较强的针对性,因而其获得更为广泛的应用于普及。此外,针对于新闻制作网络直播系统而言,其还有一个突出的优点,即数据备份/容灭功能,这对于实现新闻直播系统的本地、异地备份以及NAS间数据备份等十分便捷,能够最大限度地提高数据安全保障。
三、主要协议与相关技术
目前实现计算机设备之间数据通信的协议为FC协议,即光纤通道协议,在新闻网络直播系统中实现服务器共享存储设备,完成存储控制器与驱动器间的内部连接。通常FC协议基本架构包括FC-0(物理层)、FC-1(定义编码与解码标准)、FC-2(定义帧、流控制)、FC-3(定义常用服务)、FC-4(定义光纤通道与上层应用之间接口的协议映射层),这些共同构成了OSI参考模型(应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层)。此外,考虑到新闻制作网络直播系统的特点,iSCSI接口可实现TCP/IP上的数据块标准传输,使其在高速千兆以太网上完成快速数据存取备份操作。
四、关键技术点
(一)高清格式
在视频制作及播出中存在多种高清格式,如非压缩格式(1920*1080/1500Mbps)、HDCAMSR(1920*1080/440Mbps)、HDD5(1920*1080/250Mbps)、HDCAM(1440*1080/140Mbps)、DVCPROHD(1400*1080/100Mbps、960*720/100Mbps)、HDV(1280*720/19Mbps)、HDV(1440*1080/25Mbps),不同高清格式一般应用于不同领域。高清视频格式通常有分辨率、帧频与扫描方式三个参数来决定。例如,1080/50i,i表示各行扫描,而逐行扫描则用字母P来表示,1080表示以帧有效扫描行数,50表示场频,即每秒50场。在不同的国家和地区通常会采用不同的高清视频格式作为播出标准,而且不同的应用领域采用的高清视频格式也是不同的。在我国新闻直播领域,新闻制作网络直播系统中通常采用1440*1080格式,因为此格式对硬件要求相对比高,并且还能够实现正常的新闻直播需求,能够有效节约运营成本与硬件成本。
(二)编码格式
在正常的新闻播出中,几乎所有视频都需要经过压缩处理后才播出的,否则非压缩格式的视频会给新闻播出系统带来巨大的压力,甚至造成系统无法正常运行。因此,在新闻节目制作、传输、播出、存储等业务中都需要对视频进行合理的压缩编码,这就需要涉及编码格式的相关编制与技术。在目前的高清新闻视频中,考虑到成本与质量平衡的原则,需要选择合适的量化精度。例如,一般新闻节目的编辑与播出可采用8bit,演播室与节目后期可采用10bit,但由于特殊情况存在,也有极少数的节目采用12bit,但非压缩格式的1500Mbps则极少能够有宽带能够承受。除此之外,在新闻节目视频的色度采样方面,目前为满足成本与质量平衡,通常采用4:4:2,但4:4:4也在某些场合得到应用。压缩格式通常可供选择的包括MPEG2、H.264以及WMV-HD。因此,在地方电视台的新闻制作网络直播系统中,可采用DVCPROHD的高清格式,码流100Mbps,同时兼容HDV、MPEG2等。
(三)不同格式的应用
对于不同电视节目的制作流程而言,其侧重方向不同,对画质与码率要求亦不同,但在新闻制作网络直播系统中可采用MPGE2编码作为应用。对于新闻直播来说,其较为注重新闻的实效性与真实性,而对视频换面清晰度与色彩还原度的要求不苛刻,达到一般新闻制作标准要求即可,因而可采用4:4:2的150~180Mbps码率的MPGE2I即可。甚至在某些实效性较强的现场类新闻直播过程中,为达到最佳实效性,可考虑采用HDV或者H.264以及VC-1。
(四)格式转换
通常来说,新闻网络直播用到的视频清晰格式有标清、高清、超清等几种,有时为达到超实施直播,往往需要采用标清模式,可采用SoftCodec进行编码视频操作系统,这样得到的系统可以兼容几乎所有格式的视频,实现任何视频格式的转码。在高清视频状态下,可根据具体情况考虑采用硬件编码还是软件编码来实现格式转换。
作者:曹金龙 单位:兴隆广播电视台