多媒体及存储技术在电视台播控中心建设中的综合应用

论文摘要

近年来,随着信息技术的飞速发展,电视台的摄像、编辑、播出、存储流程已经开始了从传统的基于磁带的线性工作方式向基于计算机存储技术的非线性工作方式的巨大变革,电视技术和信息技术的不断融合已经成为了不可逆转的趋势。在这场可以称之为电视技术领域革命的浪潮中,“播出”这一最重要和最复杂的技术环节也经历着前所未有的飞跃式发展。以视频服务器为核心,以网络存储技术为基础的新一代播控中心逐渐取代了以播控切换台为核心,以磁带录像机为基础的传统播控中心。成都电视台新播控中心于2006年开始建设,2007年全部建成投入使用。新播控系统运用了大量先进技术和全新的设计思路,并在国内电视台中首次运用了基于SAN技术的存储体系,总体水平达到了国内一流行列。作为新系统的主要设计者之一,笔者将学位论文的撰写与系统的设计和建设相结合,既有理论,又有实践。论文首先对传统和新一代电视播控中心的软硬件体系进行了介绍和对比;以MPEG-2为重点探讨了多种数字视频压缩技术;分析了存储系统中多种RAID方式的工作原理和我们选择RAID 3的依据;详细阐述了三种网络存储体系的特点和存储区域网的技术优势、光纤通道协议和三种拓扑结构的技术细节,并着重分析了最终选择交换结构的原因;概述了存储区域网技术在成都电视台新播控系统中的具体应用方式、多种冗余安全机制的设计思想和实际效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 传统的播出流程
• 1.2 传统播出流程的弊端
• 1.2.1 人员劳动强度大
• 1.2.2 设备故障率很高
• 1.2.3 播出质量难以提高
• 1.3 基于视频服务器的新播出流程
• 1.4 新播出系统的创新架构
• 第二章 视频压缩技术
• 2.1 模拟视频的数字化
• 2.2 数字视频压缩技术
• 2.2.1 视频压缩的原理
• 2.2.1.1 帧内压缩
• 2.2.1.1.1 离散余弦变换
• 2.2.1.1.2 加权
• 2.1.1.1.3 熵编码
• 2.2.1.2 帧间压缩
• 2.2.1.2.1 双向编码
• 2.2.1.3 I、P 和B 画面
• 2.2.1.4 GOP
• 2.2.2 视频压缩的缺陷
• 2.2.3 MPEG 标准
• 2.3 新播控系统选择的视频压缩格式
• 2.4 视频压缩技术的新发展
• 第三章 磁盘阵列技术在新播控中心的应用
• 3.1 RAID 的起源
• 3.2 主要RAID 模式及相关技术
• 3.2.1 JBOD 模式
• 3.2.2 RAID 0（无差错控制的条带化阵列）
• 3.2.3 RAID 1（镜像结构）
• 3.2.4 RAID 2（带汉明码的校验）
• 3.2.5 RAID 3（带奇偶校验码的并行传送）
• 3.2.6 RAID 4（带共享校验磁盘的独立磁盘结构）
• 3.2.7 RAID 5（分布式奇偶校验的独立磁盘结构）
• 3.2.8 系统设计中RAID 模式的选择
• 3.3 存储容量的考虑
• 第四章 存储区域网技术的应用
• 4.1 三种主要的存储体系
• 4.1.1 直接附加存储
• 4.1.2 网络附加存储
• 4.1.3 存储区域网
• 4.1.4 三种存储体系的系统结构比较
• 4.2 光纤通道
• 4.2.1 FC 相对SCSI 的优势
• 4.2.2 FC 体系结构
• 4.2.2.1 FC-0
• 4.2.2.2 FC-1
• 4.2.2.3 FC-2
• 4.2.2.4 FC-3
• 4.2.2.5 FC-4
• 4.2.3 光纤通道帧格式
• 4.2.4 光纤通道的三种拓扑结构
• 4.2.4.1 点对点连接
• 4.2.4.2 光纤通道仲裁环连接
• 4.2.4.3 交换结构
• 第五章 存储区域网技术在成都台的应用
• 5.1 系统的硬件组成
• 5.2 文件管理系统
• 5.3 素材数据库软件
• 5.4 系统的安全设计
• 5.4.1 光纤通道的安全设计
• 5.4.2 文件管理服务器的安全设计
• 5.5 设备运行状态监测及故障报警软件的设计
• 5.5.1 SNMP 协议
• 5.5.1.1 管理信息库MIB
• 5.5.1.2 SNMP 的5 种协议数据单元
• 5.5.2 状态监控及报警软件的实现
• 5.5.2.1 初始化SNMP 环境
• 5.5.2.2 接收和处理消息
• 5.5.2.3 回收资源
• 5.5.2.4 状态监控及报警软件的特点
• 5.6 成都电视台SAN 系统的运行情况
• 结束语
• 致谢
• 参考文献