一种播出异地容灾备份的系统和方法

摘要

本发明涉及一种播出异地容灾备份的系统和方法。本发明包括：原播出系统：原播节目单编辑工作站、原播数据库、原播消息服务器、原播代理服务器、原播存储体、原播播控工作站；异地容灾备份系统：备播节目单编辑工作站、备播数据库、备播消息服务器、备播播控工作站、备播代理服务器、备播存储体、节目备播系统；原播代理服务器与备播代理服务器连接；节目备播系统与原播存储体、备播存储体连接。由于设立了节目备播系统，实现了待播节目文件从原播出系统向异地容灾备份系统的自动备播；由于设立了代理服务器，实现了预、正播节目单信息，及播控应急操作信息从原播出系统向备份系统的实时同步。实现了在遭遇重大故障情况下也可安全播出。

说明书

技术领域

本发明涉及一种播出异地容灾备份的系统和方法，是一种计算机网络系统和方法，是一种用于广播电视系统中对于整个播出系统进行异地容灾备份的系统和方法。

背景技术

通常情况下，电视台或其它视音频节目播出机构，在设计和构建播出系统的时候，系统安全性是极为重要的考虑因素。传统的播出系统，通常采用部件级的冗余备份方案，提高播出系统的整体安全性，具备一定的容灾备份能力。

目前，大部分播出系统采用的备份技术处于一种比较原始的状态：对于一个播出系统，通常会在播出控制设备、视频服务器及切换设备三个部分采用部件级的冗余备份结构。

播出控制部分，在控制端的播控工作站上面部署播出软件，接收总编室编单发布的消息通知，从数据库加载预播节目单；通过RS422串口控制不同类型的播出设备，主要包括视频服务器、应急录像机、切换矩阵(或切换台)、字幕机等，依据节目单时序控制播出视频服务器等相关设备完成视音频节目的播出。主、备播出控制工作站之间，通过RS232串口或以太网进行心跳通讯，实现节目单及播控应急操作的同步。

播出控制工作站的主备冗余架构，通常采用完全主备与分离主备两种应用模式，具体实现方式如下：

完全主备模式，由主、备播控工作站和RS422倒换器构成。RS422倒换器提供多路RS422串口控制通道，每个通道提供两个输入端口和一个输出端口。主、备播控工作站控制播出设备的RS422控制线分别接入RS422倒换器指定通道的两个输入端口，输出端口通过控制线连接到具体的受控设备。采用这种方式实现对播出设备的共享控制。正常情况下，RS422倒换器处于主路，由主播控工作站控制播出设备进行播出；当备播控工作站通过心跳通讯检测到主机出现异常，通过GPI控制RS422倒换器切换到备路，由备机控制播出设备继续进行播出。这种主备模式在电视台播出系统中应用比较广泛。

分离主备模式，系统结构比较简单，主、备播控工作站分别控制各自的播出设备，包括视频服务器、应急录像机、切换矩阵(或切换台)等进行播出。主、备播控工作站之间，通过心跳通讯进行节目单和控制操作的同步，相当于两套独立运行的系统。但是，当其中某一个播控工作站出现故障时，它所控制的一套播出设备就无法正常播出了。若该故障长时间不能恢复，将降低整个播出系统的可靠性和安全性。

视频服务器部分，采用广播电视行业的专业视频服务器。不同品牌的视频服务器，基于软件编解码或硬件编解码技术，对内部数据盘或外部磁盘阵列中存储的节目媒体文件进行解码，经过专业视音频I/O板卡输出基带信号。基于VDCP协议，视频服务器接收播控工作站发送的标准控制指令，依据时序完成节目的预卷、播出、停止等操作。为了提高播出系统的容灾备份能力，采用主、备视频服务器进行冗余备份播出。主、备视频服务器各提供一个视音频解码通道，播出过程中同步播放两路相同的基带信号，并送给后端的视音频切换设备。

切换设备部分，主要由切换矩阵(或切换台)构成，具有非常高的切换控制精度。对于切换矩阵，信号输入端接入所有播出设备送出的基带信号，输出端通常送出两路基带信号。一路用于信号技监，监视视频画面，监听音频信号；另外一路叠加台标、字幕等键信号之后，送给后端信号传输系统。切换矩阵接收播控工作站发送的切换控制指令，依据节目单的时序对不同类型的播出信号源进行精确切换。为了提高播出系统的容灾备份能力，采用主、备切换矩阵进行备份播出，当出现单一设备故障时，不会影响正常播出。

通常情况下，电视台播出系统内部对于上述三个关键环节，采用冗余备份的系统架构，关键设备不存在单一溃点。基于心跳通讯和高精度控制技术，提高了整个播出系统的容灾备份能力。

电视台播出系统采用这种部件级的冗余备份架构，在容灾备份能力方面不够全面，存在的问题描述如下：

对于重大自然灾害(例如地震、火灾)，不具有容灾备份能力。自然灾害发生后，直接对整个播出系统造成不可抗拒的影响，播出系统丧失播出能力，导致停播事故的发生。

针对播出系统断电的情况，通常由UPS进行应急情况下的供电。但是若电力系统长时间无法修复，那么必将出现整个播出系统断电的情况，导致停播事故的发生。

随着计算机网络的发展和广泛应用，目前电视台或其他视音频节目播出机构的播出系统，在计算机网络的基础上开展相关播出业务流程。尽管播出系统对病毒防范的安全级别要求比较严格，但是一旦播出系统内部病毒爆发，势必导致整个系统内部核心设备，例如播控工作站、视频服务器受到病毒影响，导致节目播出无法正常进行。

另一方面，对于传统的播出系统，节目文件的备播方式也很落后，需要节目制作部门将成品节目打包为播出格式，然后下载到磁带；经过技术审核之后，提交给播出部门；播出系统内部，安排专人负责节目的采集，使用录像机对磁带进行播放，通过专业视频服务器的编码通道对录像机播放的基带信号进行采集，完成节目的文件化工作。经过采集之后的节目文件，存储在专业视频服务器的数据盘内，播出之前需要人手工键入控制命令将待播节目媒体文件迁移到用于播出的视频服务器。

播出系统通过磁带介质进行节目备播，对于整个播出业务流程而言，存在的问题描述如下：

随着电视台网络化的不断发展，播出系统不再是一个信息孤岛，与电视台其他业务系统进行交互是必然趋势。这些外部业务系统涉及节目生产管理系统、总编室编单系统、节目制作系统(含广告系统)、及媒体资产管理系统等；交互内容涉及元数据信息和节目媒体文件。采用传统磁带介质进行节目文件备播，需要在节目制作部门将节目文件下载到磁带，然后在播出系统内重新进行采集，完成节目的文件化。采用这种传统的节目备播方式，首先效率非常低；而且采用磁带进行录制和采集，会导致节目画质一定程度的下降；此外，还需要对传统录像机设备进行维护，维护开销也很大。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明提出了一种播出异地容灾备份的系统和方法。所述系统和方法是在原有播出系统基础上，在异地构建一个完全独立的容灾备份系统，系统架构与原播出系统基本相同，具有独立的数据库、播出控制部分、视频服务器、切换控制设备等核心单元，两个系统的内部安全级别完全一致。同时构建播出基带信号切换系统，完成原播出系统播出基带信号和异地容灾备份系统播出基带信号的输出及应急切换。

本发明的目的是这样实现的：一种播出异地容灾备份的系统，所述的系统包括：原播出系统、异地容灾备份系统和播出基带信号切换系统，所述的原播出系统包括：原播节目单编辑工作站，与所述原播节目单编辑工作站连接的是原播数据库和原播消息服务器，所述的原播数据库与原播播控工作站主机、原播播控工作站备机、原播代理服务器连接；所述的原播消息服务器与原播播控工作站主机、原播播控工作站备机、原播代理服务器连接，所述的原播播控工作站主机和原播播控工作站备机相互连接，所述的原播播控工作站主机和原播播控工作站备机与原播播出视频服务器连接；所述的异地容灾备份系统包括：备播节目单编辑工作站，所述的备播节目单编辑工作站与备播数据库和备播消息服务器连接，所述的备播消息服务器与备播播控工作站主机、备播播控工作站备机、备播代理服务器连接，所述的备播数据库与备播播控工作站主机、备播播控工作站备机、备播代理服务器、节目备播系统连接，所述的备播播控工作站主机和备播播控工作站备机相互连接，所述的备播播控工作站主机和备播播控工作站备机与备播播出视频服务器连接；所述的原播代理服务器通过千兆以太网与备播代理服务器连接；所述的备播服务器系统通过高速网络与原播出系统的原播存储体连接，并与异地容灾备份系统中备播存储体连接；所述的播出基带信号切换系统与原播播出视频服务器和备播播出视频服务器相连。

使用上述系统的一种播出异地容灾备份的方法，所述方法包括如下的运行过程：

备播天数设定和调整修改过程：包括预先设定节目从原播出系统向异地容灾备份系统的备播系统的备播缓存的自动备播的提前天数N的过程，预先设定节目从备播系统的备播缓存向备播视频服务器的自动备播的提前天数M的过程，以及根据业务变化的需要对N和M进行调整修改的过程。

正常播出时备份和实时同步的过程，所述正常播出时备份和实时同步的过程包括：媒体文件自动备播的过程、元数据信息实时同步的过程，所述元数据信息实时同步的过程包括预播节目单同步的过程、正播节目单同步的过程；

播控应急操作同步的过程：用于在出现意外时异地容灾备份系统的备播播控工作站与原播出系统的原播播控工作站实现播控应急操作的实时同步。

播出基带信号输出与切换的过程：播出基带信号切换系统接收来自原播播出视频服务器和备播播出视频服务器的播出基带信号并选择其中一路信号输出的过程。

本发明产生的有益效果为：由于设立了备播服务器，实现了待播节目文件从原播出系统向异地容灾备份系统的自动备播；由于设立了代理服务器，实现了预播节目单信息、正播节目单信息及播控应急操作信息从原播出系统向异地容灾备份系统的实时同步。采用本发明提出的播出异地容灾备份的系统和方法，提高了整个播出系统的安全级别。即使原播出系统因重大自然灾害、电力系统故障、网络病毒爆发，导致原播出系统瘫痪丧失播出能力，针对这种极端情况，由于待播节目文件、相关节目单信息在异地容灾备份系统内部都存在备份，因此异地容灾备份系统能够独立进行正常播出，保证播出基带信号不受任何影响，实现高安全播出的最终目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是发明实施例一所述的播出异地容灾备份系统的示意图；

图2是发明实施例二所述的播出异地容灾备份系统的子系统节目备播系统和原播存储体、备播存储器的原理示意图；

图3是发明实施例四所述的播出异地容灾备份的方法实现待播节目文件自动备播的流程框图；

图4是发明实施例五所述的播出异地容灾备份的方法实现预播节目单同步的流程框图；

图5是发明实施例六所述的播出异地容灾备份的方法实现正播节目单同步的流程框图；

图6是发明实施例七所述的播出异地容灾备份的方法实现播控应急操作同步的流程框图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种播出异地容灾备份的系统，原理示意图如图1所示。本实施例所述的系统包括：原播出系统、异地容灾备份系统和播出基带信号切换系统。所述的原播出系统包括：原播节目单编辑工作站，与所述原播节目单编辑工作站连接的是原播数据库和原播消息服务器，所述的原播数据库与原播播控工作站主机、原播播控工作站备机、原播代理服务器连接；所述的原播消息服务器与原播播控工作站主机、原播播控工作站备机、原播代理服务器连接，所述的原播播控工作站主机和原播播控工作站备机相互连接，所述的原播播控工作站主机和原播播控工作站备机与原播播出视频服务器连接。在原播出系统的基础上，构建异地容灾备份系统实现对播出系统的整体备份，构建播出基带信号切换系统，实现对原播出系统输出的播出基带信号和备份播出系统输出的播出基带信号的输出及异常情况下的切换。

随着电视台网络化的不断发展，播出系统与外部节目生产系统、总编室编单系统，媒体资产管理系统、节目制作系统，及广告单编排系统进行媒体文件和节目单信息的交互。播出系统的节目来源更加丰富，除了播出系统内部视频服务器采集生成的文件，以及采用文件方式直接导入的紧急节目文件以外；还有大部分待播节目来自于外部的节目制作系统、媒体资产管理系统。

原播出系统内部，针对来自外部系统的待播节目媒体文件，依据总编室预播节目单和全台统一节目ID，根据制定好的备播策略，从外部系统用于节目交换的存储体向原播存储体进行自动备播。从而保证在节目播出时间到来之前，在原播出系统内部，待播节目媒体文件在原播存储体的原播系统的备播缓存和原播视频服务器内准备就绪，用于后续原播出系统的正式播出。

本实施例涉及的原播出系统内部，原播节目单编辑工作站通过接口获取总编室编单系统编排的周播节目单，然后根据节目播出计划负责对周播节目单进行细化，生成预播节目单。预播节目单保存到原播数据库，按照业务流程经过审核、审批操作之后提交播出，并通过原播消息服务器发布加载节目单的消息通知。对于已经被播出加载的正播节目单，同样可以在原播节目单编辑工作站对正播节目单内的待播节目进行应急修改，然后保存到原播数据库并更新正播节目单。

原播出系统内部播出控制部分，采用电视台广泛应用的完全主备架构。播出控制部分由主、备播控工作站实现对主视频服务器、备视频服务器等播出设备的共享控制。正常情况下，只有播控工作站主机的控制命令会被输出到受控设备上执行，通常称其为处于主控状态；播控工作站备机在运行过程中会发出与的控制播控工作站主机完全同步的控制命令，但是这些控制命令处于备份状态并没有被输出到受控设备上，通常称其为处于备控状态。原播播控工作站主机和原播播控工作站备机之间，依靠以太网指定的Socket端口建立心跳通讯，按照适当的频率发送状态检测指令，另外还可以通过心跳通讯实现控制操作的同步。正常情况下，由原播播控工作站主机控制播出设备(通常是播出视频服务器)进行播出；当原播播控工作站备机通过心跳通讯检测到原播播控工作站主机出现故障时，由原播播控工作站备机控制播出设备(通常是播出视频服务器)继续进行播出。需要指出的是，在播出系统运行过程中，播控工作站主机、备机的主控状态和备控状态并不是固定不变的。系统初始运行时，预先指定一台播出控制工作站作为主机控制播出过程，这时播控工作站主机处于主控状态，播控工作站备机处于备控状态。一旦播控工作站备机通过心跳通讯检测到播控工作站主机出现故障时，播控工作站备机将接替播控工作站主机控制播出过程，这时故障前处于备控状态的播控工作站备机已经切换到主控状态，而故障前处于主控状态的播控工作站主机可关机进行下线维修，修复后重新上线使用。基于这种系统架构，当播控工作站、视频服务器等核心设备出现单点故障时，播出系统仍然可以正常工作，具有一定的容灾备份能力。

播出过程中，处于主控状态的原播播控工作站收到加载节目单的消息之后，从原播数据库加载预播节目单添加至正播节目单末尾，然后通过执行发单操作，将整合后的节目单写入播出数据库的正播表，同时通过心跳通知处于备控状态的播控工作站从数据库的正播表中更新整合之后的节目单。处于主控状态的原播播控工作站依据节目单中每条节目所对应的信号源，按照时序控制所有受控设备完成播出和输出信号的帧精度切换。同时处于备控状态的原播播控工作站同样依据节目单中每条节目所对应的信号源，按照时序完成所有的控制操作，但其控制命令在处于备份状态时并不被输出到受控设备上执行。

播出过程中，若发生紧急或意外情况(临时调整节目播出顺序、取消某原定节目的播出等)，需要人为在处于主控状态的原播播控工作站上面执行相应的播控应急操作，并经心跳通知处于备控状态的原播播控工作站执行相同的控制操作。

针对电视台播出业务的特点，异地容灾备份系统与原播出系统之间，必须解决两个核心问题：第一是节目媒体文件的自动备播；第二是元数据信息(节目单与控制信息)的实时同步。由于播出容灾备份系统建设在异地，无法通过磁带介质进行节目备播，因此在两个系统之间采用网络化、文件化方式进行节目媒体文件的自动备播。

本实施例所述的异地容灾备份系统包括：备播节目单编辑工作站，所述的备播节目单编辑工作站与备播数据库和备播消息服务器连接，所述的备播消息服务器与备播播控工作站主机、备播播控工作站备机、备播代理服务器连接，所述的备播数据库与备播播控工作站主机、备播播控工作站备机、备播代理服务器、节目备播系统连接，所述的备播播控工作站主机和备播播控工作站备机相互连接，所述的备播播控工作站主机和备播播控工作站备机与备播服务器连接；所述的原播代理服务器通过千兆以太网与备播代理服务器连接；所述的备播服务器系统通过高速网络系统与原播出系统的原播存储体连接，并与异地容灾备份系统中备播存储体连接。

异地容灾备份系统与原播出系统最大的差异就是专门设立节目备播系统，其中还专门设立了备播服务器、迁移管理服务器和迁移执行服务器，保证异地容灾备份系统与原播出系统之间实现待播节目媒体文件的自动备播。在原播出系统内部和异地容灾备份系统内部，分别设立原播代理服务器和备播代理服务器。原播代理服务器负责接收原播出系统的消息通知，将播出业务相关的节目单信息、播控应急操作信息，从原播出系统向异地容灾备份系统的备播代理服务器进行发布。而备播代理服务器的作用是接收节目单信息、播控应急操作信息，然后向异地容灾备份系统内部发布消息通知。通过专门设立的代理服务器，保证在播出过程中，异地容灾备份系统与原播出系统之间实现元数据信息的实时同步。

本实施例实现的基本思路是：在原播出系统的基础上，本实施例在异地容灾备份系统内部，专门设立的一个子系统：节目备播系统。节目备播系统上层设置备播服务器，备播服务器部署了GMP(Global Media Prepare)软件。该软件根据备播策略从异地容灾备份系统的备播数据库中查询并加载预播节目单，并依靠全台统一节目ID匹配原播系统的备播缓存内的待播节目媒体文件。匹配成功后生成节目迁移任务，这些任务被添加到备播数据库的相关数据表。节目备播系统的底层以分布式架构部署多台迁移执行服务器，上层为迁移管理服务器，管理下属的迁移执行服务器集群。迁移管理服务器负责从数据库中读取迁移任务，然后动态分配给迁移执行服务器集群；迁移执行服务器集群负责执行节目迁移任务，将待播节目媒体文件从原播系统的备播缓存迁移至备播系统的备播缓存。在临近播出之前，GMP按照同样的方式，根据预置的备播策略，生成节目迁移任务，经过迁移管理服务器动态分配，由迁移执行服务器集群执行迁移任务，将待播节目媒体文件从备播系统的备播缓存迁移至备播视频服务器，迁移完成后节目媒体文件在备播视频服务器内准备就绪，可以用于后续正式播出。

考虑到媒体文件数据量非常大(长度为45分钟的高清节目，含视频和音频的媒体文件，大小约为19.2GB；长度为45分钟的标清节目，含视频和音频的媒体文件，大小约为6.0GB)，结合播出业务自身的特点，在原播出系统和异地容灾备份系统之间，需要长时间持续进行媒体数据文件的并发传输，必须保证足够的迁移带宽支撑业务正常运行。因此，在设计和实际建设时需要采用高速网络系统，用于传输媒体数据文件。通常可以选择万兆以太网或者SAN光纤网络。相对而言，原播出系统与异地容灾备份系统之间，元数据信息的实时同步具有高实时性的特点，仅完成节目单信息、应急控制操作等轻量级文件的通讯，对于传输带宽并无特殊要求。因此，采用千兆以太网架构，用于轻量级元数据的传输。综上所述，本实施例在构建播出异地容灾备份系统的时候，采用千兆以太网用于传输元数据信息，采用光纤网用于传输媒体数据文件。

本实施例的工作状态包括：正常播出的工作状态和出现意外而进行的应急工作状态或称播控应急操作的实时同步。在正常播出工作状态下，原播出系统与异地容灾备份系统之间需要进行文件备份。这种文件备份包括媒体文件的备份或称媒体文件备播和元数据及控制信息的备份。元数据的备份包括预播节目的备份和正播节目单的备份。在出现意外或紧急情况下(临时调整节目播出顺序、取消某原定节目的播出等)，异地容灾备份系统与原播出系统之间需要进行播控应急操作的实时同步。

通过上述媒体文件备播、节目单信息，及播控应急操作(临时调整节目播出顺序、取消某原定节目的播出等)的实时同步，保证了异地容灾备份系统送出的播出基带信号与原播出系统送出的播出基带信号完全同步。

本实施例中原播出系统最终播出的原播出基带信号和异地容灾备份系统最终播出的备播出基带信号，分别送给末端播出基带信号切换系统，原理示意图如图1所示。本实施例所述的末端播出基带信号切换系统，通常指电视台播出系统普遍采用的2X1视音频切换开关，提供两路视音频输入和一路视音频输出。所述的末端播出基带信号切换系统，支持手动切换和自动切换两种方式：

手动模式，通常情况下由工作人员通过控制面板或应用软件，根据原播出系统的原播出基带信号和异地容灾备份系统的备播出基带信号的状态，手动控制末端切换设备完成输出信号的切换。

自动模式，对于2X1视音频切换开关根据预置的警告参数，对载波、SDI锁定、行制式、EDH和嵌入音频、数据有、无进行检测，通过内部信号分析处理机制完成原播出基带信号和备播出基带信号之间的自动切换。此外，2X1视音频切换开关断电时，支持信号直通功能。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于节目备播系统的细化，如图2所示。本实施例所述的节目备播系统包括：备播服务器，备播服务器与迁移管理服务器连接，迁移管理服务器与由多个迁移执行服务器组成的迁移执行服务器集群连接，迁移执行服务器集群与原播出系统的原播存储体、异地容灾系统的备播存储体连接。原播存储体包括原播视频服务器和原播系统的备播缓存。备播存储体包括备播视频服务器和备播系统的备播缓存。

节目备播系统是异地容灾备份系统的子系统，其主要作用在于根据预播节目单和全台统一节目ID，将原播出系统的媒体节目文件从原播存储体中迁移到异地容灾备份系统的备播存储体中。迁移工作不是简单的搬运，备播服务器加载预播节目单之后，首先按照节目ID对备播系统的备播缓存内已经存在的节目进行自动匹配。对于重播节目不需要进行迁移，对于异地容灾备份系统中不存在的待播节目生成相应的备播迁移任务。其次，备播服务器将依据预播节目单内节目开播时间，对备播迁移任务的优先级进行自动排序，保证临近播出的待播节目优先迁移到备播系统的备播缓存和备播视频服务器。接下来，需要对迁移任务进行处理。迁移任务的处理包括两个过程，首先从备播数据库读取备播服务器生成的迁移任务，然后根据任务的优先级和备播策略执行迁移任务，这里用迁移任务管理和迁移任务执行表示这两个过程。通常情况下，电视台播出系统内部迁移任务管理和迁移任务执行可以由一个应用服务器实现，当然为了提高安全性可以采用主备冗余的架构。

鉴于媒体文件传输的复杂性，本实施例采用一种分布式架构，可以很好的实现媒体文件的迁移。在节目备播系统内部，部署了一台迁移管理服务器以及由多台迁移执行服务器组成的服务器集群。迁移管理服务器负责从备播数据库加载迁移任务，同时对所有迁移执行服务器进行管理，实时获取迁移执行服务器的运行状况；根据负载均衡策略，将迁移任务动态分配给迁移执行服务器，由迁移执行服务器集群对迁移任务进行并发处理，保证待播节目文件的自动备播效率。迁移管理服务器和迁移执行服务器集群采用分布式架构，其优势在于提高迁移任务的处理效率，保证待播节目按时备播至异地容灾备份系统；另外，采用迁移执行服务器集群保证节目备播系统具有足够的容灾备能力，个别迁移执行服务器出现故障，不会对整体业务正常运行造成严重影响。

实施例三：

本实施例是使用上述实施例进行播出异地容灾备份的方法。本实施例所述方法包括如下运行的过程：

备播天数设定和调整修改过程：包括预先设定节目从原播出系统向异地容灾备份系统的备播系统的备播缓存的自动备播的提前天数N的过程，预先设定节目从备播系统的备播缓存向备播播出视频服务器的自动备播的提前天数M的过程，以及根据业务变化的需要对N和M进行调整修改的过程。

正常播出时备份和实时同步的过程：包括媒体文件自动备播的过程、元数据信息实时同步的过程，所述元数据信息实时同步的过程包括预播节目单同步的过程、正播节目单同步的过程；

播控应急操作同步的过程：用于在出现意外时异地容灾备份系统的备播播控工作站与原播出系统的原播播控工作站实现播控应急操作的实时同步。

播出基带信号输出与切换的过程：播出基带信号切换系统接收来自原播播出视频服务器和备播播出视频服务器的播出基带信号并选择其中一路信号输出的过程。

本实施例在正常播出时需要媒体文件自动备播和元数据信息的实时同步；在出现意外时(临时调整节目播出顺序、取消某原定节目的播出等)需要播控应急操作实时同步；在原播出系统出现重大灾难(地震、火灾、战争等)无法播出时，通过播出基带信号切换系统输出备份播出统的播出基带信号。

媒体文件自动备播的过程：每天按照一个确定的时间点，开始将原播出系统中的节目文件迁移到异地容灾备份系统中。原播出系统中任何媒体文件的变化都可以及时反映到异地容灾备份系统中。媒体文件的数据量均十分巨大，因此，迁移这些媒体文件首先必须具备足够容量的宽带网络。但仅仅具有足够的宽带网络还不够，在迁移任务的分配上必须优化制定迁移策略，充分利用迁移执行服务器集群的资源，以最快的速度完成媒体文件的迁移。

预播节目单实时同步的过程：根据节目单类型分为预播节目单实时同步和正播节目单实时同步。在原播出系统内部，由原播节目单编辑工作站负责进行预播节目单编排，将预播节目单保存到原播数据库。经过常规审批流程之后提交播出，同时发布消息通知。经过原播消息服务器转发，原播代理服务器收到消息通知后，从原播数据库读取预播节目单，并通过Socket将预播节目单以XML文件的形式发给异地容灾备份系统的备播代理服务器。在异地容灾备份系统内部，备播代理服务器接收到节目单信息以后，将预播节目单写入备播数据库的预播节目单列表。同时发布消息通知，订阅到该消息的异地容灾备份系统的其他工作站根据情况对预播节目单进行处理。经过上述过程，保证异地容灾备份系统与原播出系统的预播节目单实时同步。

正播节目单实时同步的过程与预播节目处理类似，在原播出系统内部，处于主控状态的原播播控工作站负责对正播节目单进行应急修改，修改完成之后执行发送节目单操作，将更新后的正播节目单写入原播数据库中，并经过以太网的心跳通讯端口发送消息，通知备控状态的原播播控工作站从原播数据库更新正播节目单，实现原播播控工作站主、备机正播节目单实时同步。同时发布消息通知，经过原播消息服务器转发，原播代理服务器收到消息通知后，从原播数据库读取更新后的正播节目单，并通过Socket将更新后的正播节目单以XML文件的形式发给异地容灾备份系统的备播代理服务器。在异地容灾备份系统内部，备播代理服务器接收到节目单信息后，将更新后的正播节目单写入异地容灾备份系统备播数据库的正播节目单列表。同时发布消息通知，经过备播消息服务器转发，处于主控状态的备播播控工作站订阅到该消息通知后，从备播数据库加载更新后的正播节目单，并通过以太网的心跳通讯端口通知处于备控状态的备播播控工作站从备播数据库更新正播节目单。通过上述过程，保证异地容灾备份系统与原播出系统的正播节目单实时同步更新。

播控应急操作实时同步的方法，播出过程中为了保证播出安全性，需要执行一些播控应急操作，避免出现停播、误播，及劣播事故。当发生意外的时候(临时调整节目播出顺序、取消某原定节目的播出等)，在原播出系统内部，处于主控状态的原播播控工作站执行播控应急操作，并经过以太网的心跳通讯端口发送消息，通知备控状态的原播播控工作站执行相同的控制命令，同时发布应急操作的消息通知，其中包含了应急操作的时间点，经过原播消息服务器转发，原播出系统的原播代理服务器接收到该消息，原播代理服务器通过Socket将播控应急操作和时间点信息以XML文件的形式，经过以太网发送给异地容灾备份系统的备播代理服务器。在异地容灾备份系统内部，备播代理服务器接收到播控应急操作信息之后，通过消息方式向外发布；经过备播消息服务器转发之后，主控状态的备播播控工作站订阅到播控应急操作的消息通知，执行相应的播控应急操作；并经过以太网的心跳通讯端口发送消息，通知备控状态的备播播控工作站执行相同的控制操作。采用上述方法，在发生意外时，保证异地容灾备份系统与原播出系统执行的播控应急操作进行实时同步。

播出基带信号输出与切换的过程：播出基带信号切换系统同时接收到来自原播播出视频服务器和备播播出视频服务器的播出基带信号；通常情况下，播出基带信号切换系统将来自原播出系统的播出基带信号输出；在原播出系统出现重大灾难(地震、火灾或战争)的情况下，播出基带信号切换系统将来自备份播出系统的播出基带信号输出。这样就保证了在因为重大灾难造成原播出系统完全瘫痪的情况下，最终的播出基带信号依然可以安全播出。

实施例四：

本实施例是实施例三的改进，是实施例三关于媒体文件自动备播的过程的细化，流程如图3所示。本实施例所述方法中媒体文件自动备播的过程包括二级整备过程：媒体文件从原播出系统向异地容灾备份系统的备播系统的备播缓存的自动备播和媒体文件从备播系统的备播缓存向备播视频服务器的自动备播。

媒体文件从原播出系统向异地容灾备份系统的备播系统的备播缓存的自动备播的步骤如下：

每天24点整，启动自动备播业务流程；

查询备播数据库中符合-N天条件的预播节目单；

从备播数据库中自动加载符合时间条件的预播节目单；

生成节目迁移任务；

将待播节目从原播系统的备播缓存迁移至备播系统的备播缓存；

媒体文件从备播系统的备播缓存向备播视频服务器的自动备播的步骤如下：

每天24点整，启动自动备播业务流程；

查询备播数据库中符合-M天(M＜N)条件的预播节目单；

从备播数据库中自动加载符合时间条件的预播节目单；

匹配备播系统的备播缓存中的相关节目媒体文件；

自动加载迁移任务；

将待播节目媒体文件从备播系统的备播缓存迁移至最终负责节目播出的备播视频服务器。

本实施例的实施思路详细描述如下：

原播出系统内部，待播节目文件依据总编室预播节目单和全台统一节目ID，根据制定好的备播策略，自动从外部节目制作系统、媒体资产管理系统向原播出系统的原播存储体进行备播。

播出异地容灾备份系统内部，由节目备播系统负责实现媒体文件从原播出系统向异地容灾备份系统的自动备播。备播流程包含二级整备过程：首先，从原播出系统向异地容灾备份系统备播缓存的自动备播；其次，播出异地容灾备份系统内部，媒体文件从备播缓存向备播视频服务器的自动备播。

节目备播系统内部，在备播服务器上面部署GMP(Global Media Prepare)软件，以系统时钟为准，每天24点整，启动自动备播业务流程。根据预置的备播策略，查询异地容灾备份系统备播数据库中符合-N天条件的预播节目单，即N天之后播出的预播节目单。接下来，从备播数据库中自动加载符合时间条件的预播节目单。其中，包含了节目名称、存储位置，及统一节目ID等相关播出信息。GMP依据全台统一节目ID，匹配原播出系统备播缓存中的相关节目媒体文件。匹配成功后，由GMP生成节目迁移任务，这些任务保存至备播数据库的相关数据表。然后，底层迁移管理服务器从备播数据库自动加载迁移任务，并根据策略动态分配给迁移执行服务器集群。迁移执行服务器集群负责执行节目迁移任务，将待播节目从原播系统的备播缓存迁移至备播系统的备播缓存。考虑到备播业务及媒体文件的特点，需要长时间并发传输相对很大的视音频文件，因此在系统设计和实际建设中，原播出系统和异地容灾备份系统之间采用高速网络系统架构，以保证足够的迁移带宽。以上步骤，实现了待播节目媒体文件的一级备播，即从原播系统的备播缓存向备播系统的备播缓存的自动备播。

节目备播系统内部，GMP以系统时钟为准，每天24点整，启动自动备播业务流程。首先查询播出异地容灾备份系统的备播数据库中符合-M天条件的预播节目单，即M天之后播出的预播节目单。与上述备播流程相比，备播策略中M＜N，表示M更临近开播时间点。M和N的取值，由备播业务流程及存储体的大小决定，通常由播出管理人员在系统开播前事先设定，并可根据业务变化经授权后进行调整和修改。接下来，从备播数据库中自动加载符合时间条件的预播节目单。其中，包含节目名称、存储位置，及统一节目ID等相关播出信息。异地容灾备份系统内部，GMP匹配备播系统的备播缓存中的相关节目媒体文件。匹配成功后，由GMP生成节目迁移任务，这些任务保存至备播数据库的相关数据表。然后，底层迁移管理服务器从数据库自动加载迁移任务，并根据策略动态分配给迁移执行服务器集群。迁移执行服务器集群负责执行节目迁移任务，将待播节目媒体文件从备播系统的备播缓存迁移至最终负责节目播出的备播视频服务器。以上步骤，实现了异地容灾备份系统内部，待播节目媒体文件从备播系统的备播缓存向备播视频服务器的自动备播。

综上所述，节目备播系统根据预置的备播策略，完成了待播节目媒体文件从原播出系统向异地容灾备份系统的二级自动备播。通过这个过程，保证了待播节目媒体文件，在原播出系统和异地容灾备份系统内部的精确备播，开播之前，待播媒体文件在原播视频服务器和备播视频服务器内准备就绪。

实施例五：

本实施例是实施例三的改进，是实施例三关于预播节目单同步的过程的细化，流程如图4所示。本实施例所述方法中预播节目单同步的过程包括如下步骤：

将编制完成的预播节目单写入原播数据库；

原播节目单编辑工作站发布消息通知；

原播代理服务器收到消息通知；

原播代理服务器从原播数据库读取预播节目单；

原播代理服务器通过Socket将预播节目单以XML文件的形式发给备播代理服务器；

备播代理服务器将收到的预播节目单写入备播数据库；

备播代理服务器发布有新预播节目单的消息通知；

异地容灾备份系统的任何需要预播节目单的工作站在订阅到有新预播节目单消息后可以从备播数据库里读取新的预播节目单。

电视台常规节目单编辑业务流程，由节目单编辑工作站根据总编室下达计划单对每日播出节目单进行细化。根据业务设置，提前编排今后1-3天的预播节目单，节目单根据日期和频道进行管理。预播节目单编辑完成后，保存到原播数据库的预播节目单列表中。接着由专人根据业务设置，对预播节目单分别进行审核、审批，只有经过审批的预播节目单才能够提交播出。备播节目单编辑工作站执行提交节目单操作的同时，通过消息服务器发布消息通知，原播播控工作站主、备机通过消息订阅收到消息通知，然后可以从原播数据库加载预播节目单。

本实施例的实施思路详细描述如下：

由原播出系统的节目单编辑工作站负责预播节目单的编排，将总编室计划单细化为日播节目单，将编排完成的预播节目单保存到原播出系统原播数据库的预播单列表中。根据业务设置，由专人对预播节目单进行审核和审批操作。经过审批的预播节目单，通过原播节目单编辑工作站提交播出，执行提交操作的同时对外发布消息通知。

原播出系统的原播代理服务器，接收到经过原播消息服务器转发的消息之后，从原播数据库读取预播节目单。通过Socket将元数据信息预播节目单，以XML文件的形式经过以太网发送给异地容灾备份系统的备播代理服务器。异地容灾备份系统的备播代理服务器接收到预播节目单之后，写入异地容灾备份系统备播数据库的预播单列表中。

同时备播代理服务器向异地容灾备份系统发布消息通知，经过备播消息服务器转发之后，异地容灾备份系统内部所有需要加载预播节目单的工作站订阅到该消息之后，可以从备播数据库加载预播节目单。

如上所述，完成了预播节目单从原播出系统向异地容灾备份系统的实时同步，原播出系统原播数据库和异地容灾备份系统的备播数据库内都保存了预播节目单。异地容灾备份系统备播数据库中的预备节目单，作为待播节目媒体文件从原播出系统向异地容灾备份系统自动备播的驱动和依据。

实施例六：

本实施例是实施例三的改进，是实施例三关于正播节目单同步的过程细化，流程如图5所示。本实施例所述方法中正播节目单同步的过程包括如下步骤：

原播出系统修改正播节目单，将修改后节目单保存到原播数据库；

主控状态的原播播控工作站发布正播节目单更新的消息通知；

原播代理服务器收到正播节目单更新的消息通知；

原播代理服务器从数据库中提取正播节目单；

原播代理服务器通过Socket将正播节目单以XML文件的形式发给备播代理服务器；

备播代理服务器将收到的正播节目单写入备播数据库；

备播代理服务器发布正播节目单更新的消息通知；

主控状态的备播播控工作站在订阅到正播节目单更新的消息后从备播数据库中读取正播节目单。

当预播节目单提交播出以后，进入到电视台播出业务流程阶段，播出系统内部的原播播控工作站主、备机都会订阅到加载预播节目单的消息。通常情况下，播出值班人员看到加载预播节目单的提示信息之后，会在处于主控状态的原播播控工作站上面，执行加载预播节目单的操作，从原播数据库中添加预播节目单。此时，若处于正常开播状态，预播节目单添加至正播节目单的末尾，接着需要执行硬盘素材检查操作，通过串口依据节目单查询原播视频服务器内待播节目的存储状态，经过查询确认素材准备就绪之后，执行发送节目单操作。将正播节目单写入原播数据库的正播节目单列表中，并经过以太网指定的Socket心跳通讯端口发送消息，通知备控状态的原播播控工作站从原播数据库加载正播节目单。这样，原播出系统内部原播播控工作站主机和备机的正播节目单保持一致，根据节目单控制播出设备完成节目播出。

对于另外一种情况，若处于停播状态，处于主控状态的原播播控工作站从原播数据库加载预播节目单之后，同样需要进行硬盘素材检查操作，通过串口依据节目单查询原播视频服务器内待播节目的存储状态，经过查询确认素材准备就绪之后，执行发送节目单操作。将正播节目单写入原播数据库的正播节目单列表中，并经过以太网指定的Socket心跳通讯端口发送消息，通知备控状态的原播播控工作站从原播数据库正播节目单列表中加载正播节目单。

虽然处于停播状态，但是要求正播节目单的首条节目必须设置为定时播出类型。接着，在主控状态的原播播控工作站上面执行开播操作，同样经过以太网指定的Socket心跳通讯端口发送消息，通知备控状态的原播播控工作站同步执行开播操作。这样原播出系统内部，原播播控工作站主、备机之间，无论正播节目单还是控制操作保持实时同步，控制播出设备完成节目播出。

当然对于实际播出业务流程，还会遇到对正播节目单进行应急修改的情况。通常在进行直播或转播的应用场景下，由于现场节目的开播时间和结束时间不确定，经常会对后续节目的开播时间产生影响，出现播出时间不连续或覆盖等情况。因此，需要对正播节目单进行应急修改，调整后续节目的开播时间。此外，还有一些应急情况，在播出过程中临时接到总编室下达的正播节目单应急修改通知，由专人在播出过程中对正播节目单进行应急修改。

本实施例的实施思路详细描述如下：

原播出系统内部，通过处于主控状态的原播播控工作站对正播节目单进行应急修改，执行发送节目单操作，将修改之后的正播节目单保存到原播数据库的正播节目单列表中。并经过以太网指定的Socket心跳通讯端口发送消息，通知备控状态的原播播控工作站从原播数据库正播节目单列表中加载正播节目单。

同时发布更新正播节目单的消息，原播出系统的原播代理服务器接收到经过原播消息服务器转发通知之后，从原播数据库读取更新后的正播节目单，通过Socket将元数据信息正播节目单，以XML文件的形式经过以太网发送给异地容灾备份系统的备播代理服务器。

在异地容灾备份系统内部，备播代理服务器接收到更新后的正播节目单，写入异地容灾备份系统备播数据库的预播单列表中，同时备播代理服务器发布更新正播节目单的消息。经过备播消息服务器转发之后，异地容灾备份系统内部处于主控状态的备播播控工作站订阅到该消息之后，从备播数据库加载更新后的正播节目单，并经过以太网指定的Socket心跳通讯端口发送消息，通知处于备控状态的备播播控工作站从备播数据库加载更新后的正播节目单。

如上所述，完成了正播节目单从原播出系统向异地容灾备份系统的实时同步，由于正播节目单实时同步，播出异地容灾备份系统跟随原播出系统进行同步播出，两个系统送出的播出基带信号实时同步。

实施例七：

本实施例是实施例三的改进，是实施例三关于播控应急操作同步的过程细化，流程如图6所示。本实施例所述方法中播控应急操作同步的过程包括如下步骤：

出现意外，播出值班员在处于主控状态的原播播控工作站上执行应急操作，并发布执行应急操作的消息；

通知处于备控状态的原播播控工作站执行同样操作，同时经原播消息服务器发布转发应急操作的消息；

原播代理服务器向备播代理服务器发送应急操作消息；

备播代理服务器收到应急操作消息后经备播消息服务器转发应急操作消息；

处于主控状态的备播播控工作站收到应急操作消息后执行应急操作并发布执行应急操作的消息通知处于备控状态的备播播控工作站；

处于备控状态的备播播控工作站收到应急操作消息后执行应急操作。

电视台对播出安全性要求非常高。正常播出过程中，如果遇到播出信号出现异常的情况，需要播出值班人员根据具体情况，执行相应的播控应急操作，保证播出的安全性，避免出现停播、误播，及劣播等播出事故。

常用的播控应急操作包括Take、保持、切应急源等等。Take操作，通常用于直播或转播的应用场景，由于现场信号的结束时间有可能提前或延后，因此节目单内待播节目的开播时间无法确定，通常处于待定的状态，当接到现场信号结束通知之后，播出值班人员执行Take操作应急切换到待播节目进行顺序播出；保持操作，通常用于直播或转播的应用场景，针对正在播出的现场信号，若现场信号结束时间待定并超过预期的结束时间，那么需要执行保持操作，这样当前节目的播出时间变更为不定长，后续节目的开播时间待定；切应急信号操作，通常用于播出信号出现异常的情况，值班人员执行该操作，通过播出软件控制切换设备将播出信号切换到系统预置的垫片信号即应急信号源，待播出信号恢复正常后通过手动方式，控制切换器将播出信号切回到正确的播出信号源。

本实施例实施的思路详细描述如下：

在原播出系统内部，播出过程中播出值班人员在主控状态的原播播控工作站上面执行的播控应急操作，包括Take、保持、切应急信号等等，经过以太网指定的Socket心跳通讯端口发送消息，通知备控状态的原播播控工作站执行相同的播控应急操作。

同时向外发布应急操作的消息通知，其中包含了应急操作的时间点。经过原播消息服务器转发，原播出系统的原播代理服务器接收到该消息。原播出系统的原播代理服务器通过Socket，将元数据信息播控应急操作及时间点，以XML文件的形式经过以太网发送给异地容灾备份系统的备播代理服务器。

在异地容灾备份系统内部，备播代理服务器接收到播控应急操命令之后，通过消息方式向外发布。经过消息服务器转发之后，异地容灾备份系统内部主控状态的备播播控工作站订阅到播控应急操作的消息通知，执行相应的播控应急操作；并经过以太网指定的Socket心跳通讯端口发送消息，通知备控状态的备播播控工作站执行相同的控制操作。异地容灾备份系统内部，备播播控工作站主、备机之间，实现播控应急操作的同步。

如上所述，完成了播控应急操作从原播出系统向异地容灾备份系统的实时同步，异地容灾备份系统的备播播控工作站主、备机跟随原播出系统执行相应的播控应急操作，保证跟随原播出系统进行同步播出。

最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案(比如原播出系统与异地容灾备份系统的连接方式、异地容灾备份系统内各工作站、服务器、子系统之间的连接关系等等)进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。