一、媒体素材数字化网络化存储的需求与挑战 自从上个世纪八十年代以来,随着信息技术的飞速发展,计算机的应用领域逐步扩大,我们的社会已经进入了信息化、数字化、网络化的时代。人们开始慢慢抛弃了纸张、磁带等传统的记录介质,而将文字、图片、声音、视频等进行数字化存储,通过网络进行共享应用。在广电领域内,随着整个电视行业数字化改造进程的不断深入,媒体素材,主要是广播级视音频素材的数字化存储和共享,被越来越多的人认定为未来行业发展的必然趋势。
与通常的文字、图片或数据库的存储相比较,媒体素材有很多特殊性。
首先,数字化的视音频信号码率很大。PAL制的视频数据,如果不压缩,其码率为20MB/S,经过目前比较常用的压缩算法处理后,通常码率仍在25Mbps到50Mbps之间。在视音频编辑制作过程中,经常会出现多个画面叠加的情况,总带宽为多个原始素材码率的叠加,通常会达到100Mbps以上。
其次,高码率必然造成对存储空间的大量占用。1个小时Mpeg I-50的视频素材,需要占用22GB的存储空间。因此在视音频系统中,存储容量通常是以TB为单位进行计算的。
最为特别是,视音频的采集、回放等应用对网络带宽的要求必须是实时、恒定、可靠的。以PAL制视频为例,每秒钟25帧画面,也就是说每帧画面的传输时间不能长于40ms,否则画面就会出现丢帧抖动。因此网络带宽的不稳定对于视音频应用来说是致命的问题。
还有,由于在视音频系统中,需要多人同时进行编辑制作,因此对于数据共享有很高的要求,系统必须能够支持大量并发用户的访问,并且能够方便的进行规模扩展。
二、基于FC+以太的双网结构解决方案
a) 双网结构的提出与发展
为了满足海量视音频素材数字化存储和再利用的需求,存储区域网(Storage Area Network)技术在广电行业内得到了大量的应用。最初的SAN是基于SCSI协议的小型系统,但由于受到SCSI协议寻址空间、传输距离、安全机制等方面的限制,很快就被基于FC的SAN取代,目前FC已经基本成为SAN的代名词。FC(Fibre Channel)实际是一种网络传输层的协议,它的特点是假设物理层链路质量可靠(使用光纤或铜缆),减少复杂的冗余校验运算,提供高速恒定的网络连接。由此可知,光纤技术只是光纤通道的一种选择。光纤通道,更准确地说FCP协议(Fibre Channel Protocol),完成了SCSI-3协议的一种串行实现,即SCSI over FC。
在视音频应用中,一个重要的特点就是共享,为了实现SAN上的数据共享,目前通常使用SAN共享文件系统软件,如IBM Tivoli SANergy来完成。SANergy软件的工作机理是一台服务器作为MDC(Meta Data Controller),负责管理整个文件系统,SAN中其他SANergy客户端需要进行数据读写时,先向MDC申请令牌,MDC进行数据调度后方允许其操作。