宋宜纯:UHD/4K电视制播及其存储要求

http://www.broadcast.hc360.com2018年09月11日11:53 来源:慧聪广电网T|T

    【慧聪广电网】2018年9月6日,主题为“4K时代,有容乃大”的广电存储沙龙在北京·华彬费尔蒙酒店召开,广电及存储领域的权威专家领导、产业链上下游等行业人士齐聚一堂就当前广电行业对存储的未来发展以及需求特点进行交流。中央电视台原副总工宋宜纯先生参加了本次活动并在现场分享了《UHD/4K电视制播及其存储要求》的演讲,表示UHDTV/4K具备高分辨率、高帧率、高动态范围、宽色域等优势,但是随之而来的是高码率和大数据量和制作复杂等问题。

    中央电视台原副总工宋宜纯

中央电视台原副总工宋宜纯

    以下是宋总演讲内容摘要:

    众所周知,UHD/4K制作中单机制作的特点是工作站直连存储(内置盘或外置盘阵),不能共享,可以通过网络迁移节目或素材。优势是简单、廉价,适用于不需共享的节目编辑。网络化制作的特点是中央存储(通常为外置存储设备),可以素材或节目共享,协同制作,并通过网络迁移节目或素材。优点是支持共享、协同,适用于需共享的节目编辑和多人协同制作。

    单机制作是4-8轨视频的复杂制作(新闻2轨),其带宽为2-4Gbps,约合0.25-0.5GBps;集中制作是以40台编辑工作站为一个制作岛,每台工作站支持4-8轨视频计算,总量为10-20GBps;成片和素材迁移出入按照5倍速、2-4通道计算0.3-0.6GBps,并且还有特效渲染时引入的其他存储访问带宽,总带宽要在20GBps上下,存储设备至少要有4x40GE以上的接入能力,工作站10GE接入。

    在播出方面,已经用于UHD/4K录播和直播中播出文件的码率为500Mbps,需要从制作、媒资传送到播出(数据文件迁移)。在备播中,文件和播出单准备。现在UHD/4K制作过程中工作码率提高近4倍;要维持原有工作能力和效率,网络带宽也要提高4倍,并且数据量增加4倍,在工作量不变情况下,存储量也要增加4倍。因此支持工作的计算能力、通信能力和存储能力需要全面提升。

    媒体资产存储保存和再利用媒体资产需要长期保存多年,节目、素材利用率低,但是央视高清存储每日17-20TB,4K可达70-80TB/日。因此需要满足大容量(弹性扩充),长时间保存(数十年甚至更长),低成本、低能耗,自动化,无需人工干预等需求。

    现在的HD网络化制作中央存储的带宽大约在2-4GBps,UHD/4K可能要提升5倍以上。UHD/4K网络化制作的中央存储需要极高的带宽性能,传统方法为增加硬盘、增加结点,导致容量-性能畸形(每块盘贡献10MBps,则20GBps性能需要2000块硬盘),目前厂家开始停产高转速硬盘(15Krpm,影响寻迹和读写)。

    因此在性能方面,单机能将压力分散到每个站点,但存在无法共享、管控困难等问题;高、低双码率是低码率编辑,高码率套裁,复杂管控,仍需高码率。减小规模:有限范围内共享;为了避免数据迁移,需要将共享用户分配在一个组内,限制大。在器件方面,全固态阵列(AFA)价格高,且大幅度重写;混合盘阵(SSD+HDD)。在设备方面分布式存储增加结点,减小每结点带宽;而超融合存储实现了存储计算一体化。

    在容量方面,媒资容量可以扩充,但是无限扩充、永远在线并不能现实;以央视为例,4K制作按照HD(20TB)x4倍匡算,每天有约80TB数据入库,年增长量约30PB,但是访问频度低。目前使用的是LTO6数字磁带,自动磁带库,有2副本。然而持续、快速稳定增长让成本非常敏感。并且磁带易损,反复读写导致磁带损坏,读写循环次数有限,有效期大约10-20年。磁带驱动器频繁升级,老型号无备品备件,只能向前兼容2代,导致全数据迁移(央视早期有LTO2、3等,由于无驱动器可用,被迫迁移到LTO5)。

    为了解决这些问题,在管理方面要精简入库量,定期清理废弃数据,并且采用分级存储。在长效存储方面,蓝光盘每片容量100GB,具有50-100年寿命,全部向下兼容;光盘库每盒12片,每个机架640TB,最大速率216MBps,待机仅7W;硬盘接口相对稳定,采用电子部件,其寿命约3-5年。除此之外还需要具备安全(备份、快照、访问管控)、管理(限额管理、在线、弹性扩充、基于租户等能力)、节能(低功耗)等特性。

    现如今的云存储(社会)具备零资产、无需维护、按需购买等优势,但是其有限管控、完全依赖,存在的问题是即使租用宽带直连线路也难以提供足够的带宽,实际使用中要采用低码率代理或远程桌面等方式,在上、下载也有很大的问题,并且调色、HDR调整等在低码率下不能使用。

    演讲的最后,宋总表示UHD/4K制播是对存储技术的挑战,存储的基本需求是高性能、大容量、低成本,我们可以从制播系统的体系架构降低对存储性能的需求,采用如控制规模、采用双码率制作等;另外数据存储量的快速膨胀是难以解决的问题,只能挑选具有高价值的资产保存。未来向UHD/4K的转换将更多地依赖存储技术的发展和进步。

    

责任编辑:贾巍

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