中小电视台非编网络带宽设计与构建

视频非线性编辑充分运用数字处理技术的研究成果大大丰富了电视创作的手段，改进了节目质量并提高了制作效率。数字化与计算机多媒体完美的结合，带动了电视制播技术的深刻变革。

由于莆田广电中心自办栏目增多，广告业务量越来越多，同时对节目字幕、包装水平、以及对素材管理水平要求越来越高。为了适应广播电视事业的不断发展，实现节目制作网络化数字化，中心决定组建非编网络系统。

一 非编网的设计思想

由于媒体竞争越来越激烈，对视频指标的要求越来越高，我们考虑非线性编辑系统指标要全面超过原来DVCPRO25和DVCAM的水平，接近DVCPRO50和Betacam SX的指标。同时作为经济实力不强的电视台，我们必须本着量力而行，经济实用的指导思想，要求非编系统经济实用，不能强求最先进，最高端的产品，而优先选择性价比高的产品，减轻资金的压力。经过了详细的技术研讨、方案论证，认为网络构建应该重点考虑以下几个方面。

1. 标准

首先保证系统视音频指标必须达到广播级，符合以下标准:

* ITU-R BT.601数字电视编码标准；

* GY/T 134-1998 数字电视图像质量主观评价方法；

* 国家广播电影电视总局其他有关数字电视设备系统的标准；

* 国家广播电影电视总局其他有关市级电视台建设的标准；

* 电视信号录制质量应符合国家广电总局相关技术标准。

我们原来线性编缉是DVCAM和DVCPRO 25两种格式，以DVCPRO 25为例，采用8bit量化，4:1:1取样，色度的垂直分辨力降低了一半，图像处理中采用4:1:1格式，取样频率的亮度 fy=13.5MHz，色差fPB、R=3.375MHz。从数据率看，转换成4:1:1后为〔（720＋2×180） ×576×8〕×25≈124.4Mbps，压缩成25Mbps进行记录，需要的压缩比为 124.4Mbps/25Mbps≈5:1，压缩比率较高，但是信号相对较差。

而DVCPRO 50格式以标准的4:2:2输入和输出，4:2:2格式的净数据率为〔（720＋2×360）×576×8〕×25≈165.9Mbps，压缩成 50Mbps，压缩比=165.9Mbps/50Mbps≈3.3:1，能够保证高画质图像。

为使非编网络系统尽量接近DVCPRO50 、 Betacam SX水平，达到比较良好的视频效果，同时考虑带宽压力，我们非编系统倾向采用MPEG2-I帧 30Mbps码率结合使用低码率的MPEG-4格式，以达到较好的视频指标和有效利用网络带宽。

2. 功能

系统必须涵盖上下载、编辑、播出、媒体资产管理在内的全方位整体解决方案，全面实现从新闻的选题、报题、审批、收录、上载、编目、检索、写稿、粗编、精编、配音、串编、审看、下载、播出、存档等一系列工作，并把这些业务过程有机的联系起来，确保新闻生产的准确、高效和统一。将媒体资产系统与新闻编播网络无缝接合，在各方面对新闻生产直接产生作用，彻底解决新闻生产过程中素材及资源的检索困难、再利用复杂、管理不便等的诸多问题，解决了海量多媒体信息的存储和传输问题。

根据莆田广电中心的节目设置，自办栏目有12个，再加上各类型文艺晚会，需要20个工作站点，才能全面满足日常节目制作和播出的需求。

3. 安全性、可靠性

系统必须稳定可靠，安全有效，各个环节必须互相协调，保证本台节目顺利播出，同时必须有一定的应急措??须稳定，在上下载、编辑、播出、管理等方面确保系统的稳定、安全。采用高码率为主，并与低码率编辑相结合的模式，系统在编辑、素材存储、检索等各方面，全面采用MPEG-4低码率素材。低码率MPEG-4占用带宽为1Mbps，高码率MPEG-2 I帧采用30Mbps码率。

4. 性价比高

保证节目制作需要的前提，尽量减少浪费降低成本，减少投入，提高性价比。

二 系统组成

图1是非编网网络结构图。系统采用千兆以太网单网结构，以高性能交换机为核心交换设备，工作站依靠NAS网络文件系统服务器服务器访问硬盘阵列。节目上载工作站采集制作素材时只需一次上载，上载同时在存储系统保存高码率的MPEG-2 I帧压缩文件和低码率的MPEG-4压缩文件，这两种文件每一帧互相对应。无卡工作站通过以太网访问较低码率的视频文件，利用软解压技术、软件的视频特技算法，进行视频的编辑，如剪接、字幕、配音等。非线制作好的节目通过转码，选用MPEG-2的IBP长帧编码，码流设置在10Mbps，上传到硬盘播出系统中，实现制播一体化。

三 系统技术实现

1. 架构分析

整个节目需要大约20台左右的非编，才能满足各个部门用机的需求，8台精编工作站，10台粗编工作站，2台配音工作站（兼做粗编），按照计算每台工作站平均2层来算按这样大概得占用带宽为：2×（8×30M+12×1M）=504 Mbps。

再考虑音频系统和网络效率因素，大约需要的总带宽为600 Mbps左右就足够了。

硬盘阵列容量大小按照MPEG2-I帧30兆码率计算，约需要容纳24×30天=720小时的节目才能满足节目需要，这样需要的容量大约为720×（30/8）=2.7TB，除去容错盘和20%的冗余量，约需要3.2TB左右。

作者：福建省莆田广电中心   来源：《现代电视技术》