Omneon视频服务器技术浅析

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展开全文 Omneon视频服务器目前推出Spectrum和Mediadeck二种系列产品。以往视频服务器一般是基于PC服务器或小型机平台架构,通过在机内增加编解码通道构成一个具备编码、存储、解码和网络传输等功能的单机系统,即该单机可以采集/上载视音频信号,经编码压缩后形成特定文件存储在硬盘阵列中,播放时通过解码通道将视音频文件解压缩后转换为视音频信号输出。可以说基于这种架构的服务器,在应用上,像是使用类PC设备的感觉。 Omneon的Spectrum系列的视频服务器与上述的服务器在架构上就有所不同。如图1。首先,它将视音频编解码通道外移到机外,即将编解码通道组成独立的设备单元(即Mediaport,俗称为模块),它有独立的供电、散热等系统,而不依赖于主机;其次,由于通道外移,可以不受机内的主板槽位数所限制,可以设计多种类型的单通道模块和多通道模块,如有单通道的双向编解码模块MIP1001a、MIP1003a,3通道和6通道的纯解码模块MIP3003和MIP3006等。而内置于视频服务器机内的编解码板一般在一块板上设计2个通道,一块板占用机内一个主板的槽位;第三,模块与主机通过1394接口连接,一台Omneon主机(Mediadirector)目前最多可外接32个模块;第四,硬盘阵列(Mediastotre)通过FC(光纤通道)与主机连接;第五,Omoneon的硬盘阵列共有16块硬盘,分二组构成6+1的RAID3方式,另外各用一块硬盘做二个RAID的热备份,当其中一个RAID中的硬盘损坏时,该热备份硬盘自动替换上损块的硬盘。在一个RAID3中通常有一个硬盘是校验盘,允许一个RAID3中有一个硬盘损坏而不影响正常工作,而Omoneon这样的6+1+1架构,可以允许1个RAID组中有两个硬盘同时损坏,提高了数据的安全性;第六,Omneon主机(Mediadirector)采用嵌入式操作系统,开启速度快,断电复位和恢复都较方便。 那么Spectrum具备那些特性呢? (1)信号压缩格式 OMNEON服务器支持的视频压缩格式有:DV(25Mb/s)、DVCPRO(25Mb/s)、DVCPRO 50(50Mb/s)、DVCPRO HD(100Mb/s)、MPEG-2(码率和GOP结构可选择)、DVB/ASI、IMX(兼容Sony D10格式,码率支持30,40和50Mb/s)、也支持ITU-601不压缩格式。音频支持AES/EBU(48kHz,16 or 24-bits),AC-3和Dolby E。支持SDTI接口,以实现4倍速上载。 (2)模块种类 Spectrum模块种类丰富,适应各种场合的要求。 MIP1000 MEDIAPORT系列:MIP1001a、MIP1003a、MIP1010a、MIP1002、MIP1005等型号。它们共同的特点都是半19英寸宽,1RU高,是单通道的模块。后面板除BNC接口外,还有AES接口(支持4对AES音频)、1个RS422控制口、时间码输入/输出接口和LTC输入/输出。 MIP1001a是一款支持一路MPEG-2或DVCPRO或DVCPRO50的编码/解码模块,支持嵌入音频;MIP1003a除具备MIP1001a的全部功能外,还支持长GOP编码格式。编码与解码是半双工的。 MIP1003a除具备MIP1001a的全部功能外,还支持50Mb/s的IMX编码格式和纯I帧的编码方式。 MIP1002支持不压缩的SD信号,支持DVCPRO和HDCAM通过SDTI接口传输。支持嵌入音频。 MIP1005支持DVB/ASI格式信号的输入/输出。可升级到MIP4010,以支持MPEG标准的传输流。 MIP3000 MULTIPORT系列是多通道的模块系列。它们外形1RU高,19英寸宽。 MIP3003支持3通道的MPEG-2的解码,支持4对AES音频解码输出;8对嵌入音频输出;MIP3006支持6通道的MPEG-2的解码,支持3对AES音频解码输出;8对嵌入音频输出。 MIP4000系列是1RU高,19英寸宽的高清模块。MIP4001 MULTIPORT是单通道的高清模块,支持MPE-2 4∶2∶0和MPEG-2 4∶2∶2压缩格式,支持1080i和720p两种格式。支持16通道的嵌入音频。可升级到MIP4101和MIP4102。 MIP4002是MIP4001的双通道HD输出的版本。 MIP4010MEDIAPORTS是支持MPEG单节目和多节目传输流的解复用和解码的模块。支持MPEG-2 4∶2∶0和4∶2∶2及1080i和720p格式。支持SD和HD的多节目传输流。 MIP4101MULTIPORTS内部带标清/高清上/下变换的模块。支持MPEG-2 4∶2∶0和4∶2∶2及1080i和720p格式。 所有的模块均支持热插拨。 另外,OMNEON视频服务器的另一特点是RS422控制都是通过模块上RS422控制口实现对编/解通道的分别控制的。支持VDCP、BYW协议。也可以通过基于以太网的厂家私有API实现控制。 (3)主机和存储阵列 主机Mediadirect MCP2101是1RU高的设备,体积小。内部RAM上固化嵌入式操作系统(OS),可克服普通系统硬盘损坏的风险,且重启速度快。另外该OS在硬盘阵列上留有一份备份,用于向RAM加载文件管理系统(FSC)文件,以恢复主机的操作系统(OS),OS数据恢复仅需数秒。 每台主机均可配置二个HOST,如图2。 主机与模块之间是通过IEEE 1394连接的。单机支持高清最大16个通道(高清19-25Mb/s);标清最大32通道。主机与存储硬盘阵列通过2G带宽的FC连接。支持双FC环路。每个光纤环路最大支持48块盘。最大支持3组光纤环路。主机带二个千兆以太网口。 如图3主机与硬盘硬阵的连接可以采用单FC光缆连接方式,也可以采用冗余的双FC光缆连接方式,这样当一根FC光缆中断时,也保证系统正常读写存储阵列中的数据。 硬盘存储阵列依硬盘容量不同,而型号不同。如同样是带16块73GB硬盘的阵列,可以有二种配置方式:(1)型号为MSC4280a的硬盘阵列,则采用2×(7+1)RAID3方式,即配置成二组无热备份盘的RAID3方式,总存储容量为996GB。(2)型号为MSC4272a的硬盘阵列,则采用2×(6+1)RAID3方式,即配置成二组带热备份盘的RAID3方式,当一组RAID3中某一硬盘损坏时,则由热备份自动顶替损坏的硬盘恢复数据。安全性比前一种方式高。这种配置方式总存储容量为854GB。 另外,单体硬盘还可以选择146B和300GB容量的硬盘。 OMNEON的Mediadeck是紧凑型小规模服务器产品,是为了适应小规模应用场合。它的内部板卡全部借用了Spectrum系列产品的技术。Mediadeck高度仅2RU,内置8块SATA 500GB硬盘,采用RAID6方式,有二块校验盘,允许同时二块硬盘损坏而不影响工作,总存储容量高达3TB。机内配置双电源、双风扇,支持热插拨。整机可安装二个I/O模块,该I/O模块也支持热插拨。每块I/O模块支持3个标清通道,可以配置成1入2出或3出。二块I/O模块共可支持6通道同时工作。这些模块和机内的硬件技术完全延续Spectrum技术,包括文件格式、API、Mediatool等都实现完全兼容。主板采用双CPU,一块CPU用于实时控制,一块用于IP控制。全双工工作。除支持主流的MPEG-2格式外,还支持DV,DVCPRO,DVCPRO 50编/解码、IMX 30、40、50Mb/s的编码,还支持DV/MPEG之间的无逢衔接播放。该机同时配有HD(或XDCAM HD)I/O模块,可支持2路高清通道。 Mediadeck之间可以通过千兆网络,也能与Spectru

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