當前位置:學問君>學習教育>畢業論文>

HDTV製作中廣泛應用的數字媒體領域存儲技術

學問君 人氣:6.75K
依馬獅網牟成培山東有線電視中心

隨着數字媒體技術的發展,存儲技術在數字媒體領域也得到了廣泛應用。特別是數字技術的迅猛變革,使存儲數字媒體的技術手段也發生很大變化。在媒體爆炸性增長的同時,廣電界十分關心數字技術的未來發展,同時也更加關心數字媒體資產的管理、使用和存儲。本文圍繞6種常用數字存儲技術及在數字視頻中的應用進行淺析,供同仁參考。

HDTV製作中廣泛應用的數字媒體領域存儲技術


  SCSI技術

SCSI的發展經過三個階段。SCSI協議的第一版本僅規定了5MB/s的傳輸速度的總線類型,接口定義、電纜規格等標準。第二版本作了較大修改。SCSI-2協議規定了16位數據帶寬。高速的SCSI存儲技術陸續成爲市場的主流,也使SCSI技術牢牢地佔據了隨機存儲市場。SCSI-3協議增加了能滿足特殊設備協議所需要的命令集,使得它既能適應傳統的並行傳輸設備,又能適應最新出現的一些串行設備的通信需要,如光纖通道協議(FCP)、串行存儲協議(SSP)、串行總線協議等。

由於SCSI技術相容性好,市場需求大,其技術不斷翻新。現在已從5MB/s傳輸速度的SCSI-1發展到LVD的160MB/s,近期320 MB/s的SCSI也已投入使用。

SCSI技術廣泛應用於非線性編輯、字幕機等製作設備。早期的硬盤播出設備採用該技術構建視音頻服務器,但因其可靠性等原因而被新技術取代。高可靠性的大型存儲系統,通常把SCSI技術與其它技術結合來實現故障自恢復,提高安全性,達到系統不間斷工作的目的。

存儲網絡技術

它是近年高速發展的技術,具有安全性高、動態擴展性強的特點。許多基於工業標準的網絡存儲方案已經得到廣泛應用。目前在數字媒體領域應用最多的是局域網存儲,理論上帶寬可達1Gb/s,實測帶寬可在700Mb/s左右;其次是光纖通道技術,理論上在全雙工的情況下,帶寬可達2Gb/s,單通道達1Gb/s,實測帶寬可在720 Mb/s左右。前者是基於低價位的分佈式網絡存儲方案,後者主要架構採用專用存儲,並逐漸向中低市場發展。

Intel公司推動的Infiniband是基於IA-64架構的核心存儲技術,第一階段是取代PC,帶寬目標是2.5Gb/s;第二階段達到Cluster應用,帶寬目標是30Gb/s。其目標宏偉,是否可被市場接受,技術瓶頸能否突破,人們將拭目以待。

存儲網絡技術近年在視頻領域發展迅猛。無論是從管理、製作還是播出都得到廣泛應用。但是在目前的技術條件下,形成大型電視臺的製播一體網,全臺媒體資產的中心存儲和統一管理,還有不少的技術難點需要克服。特別是存儲網絡技術的帶寬問題是面臨的最大障礙。

RAID技術

RAID是一種由多塊廉價磁盤構成的冗餘陣列。雖然RAID包含多塊磁盤,但是在操作系統下是作爲一個獨立的大型存儲設備出現。RAID技術分爲幾種不同的等級,可以分別提供不同的速度、安全性和性價比。

RAID0是最簡單的一種形式。RAID0可以把多塊硬盤連接在一起形成一個容量更大的存儲設備。但由於RAID0沒有冗餘或錯誤修復能力,其安全性大大降低。因此,在RAID0中配置4塊以上的硬盤,對一般應用是不明智的。如果其中的任何一塊磁盤出現故障,整個系統將會受到破壞,無法繼續使用。國內早期,某些視音頻服務器採用RAID0技術,幾乎沒有幾臺能夠長期、安全使用。

RAID1和RAID0截然不同,其技術重點全部放在如何能夠在不影響性能的情況下最大限度的保證系統的可靠性和數據可修復性上。RAID1又被稱爲磁盤鏡像,每一個磁盤都具有一個對應的鏡像盤。RAID1是所有RAID等級中實現成本最高的一種,儘管如此,人們還是選擇RAID1來儲存那些關鍵性的重要數據。

RAID3是利用一個專門的磁盤存放所有的校驗數據,而在剩餘的磁盤中創建帶區集分散數據的讀寫操作。RAID3不僅可以像RAID1那樣提供容錯功能,而且整體開銷從RAID1的50%下降爲25%(RAID3 1)。隨着所使用磁盤數量的增多,額外成本開銷會越來越小。在不同情況下,RAID3讀寫操作的複雜程度也不相同。最簡單的情況就是從一個完好的RAID3系統中讀取數據。這時,只需要在數據存儲盤中找到相應的數據塊進行讀取操作即可,不會增加額外的系統開銷。當向RAID3寫入數據時,情況會變得複雜一些。即使我們只是向一個磁盤寫入一個數據塊,必須計算與該數據塊同處一個帶區的所有數據塊的校驗值,並將新值重新寫入到校驗塊中。由此我們可以看出,一個寫入操作事實上包含了數據讀取(讀取帶區中的關聯數據塊),校驗值計算,數據塊寫入和校驗塊寫入4個過程。系統開銷大大增加。我們可以透過適當設定帶區的大小使RAID系統得到簡化。如果某個寫入操作的`長度恰好等於一個完整帶區的大小(全帶區寫入),那麼我們就不必再讀取帶區中的關聯數據塊計算校驗值。我們只需要計算整個帶區的校驗值,然後直接把數據和校驗資訊寫入數據盤和校驗盤即可。到目前爲止,我們所探討的都是正常執行狀況的下的數據讀寫。下面,我們再來看一下當硬盤出現故障時,RAID系統在降級模式下的執行情況。