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智慧城市網 品牌專欄】2025 年 4 月，北京衛(wèi)視 4K 超高清頻道正式開播，為觀眾帶來更清晰的畫面細節(jié)、更真實的色彩層次與更具沉浸感的視聽體驗。而支撐超高清內容高效生產、穩(wěn)定播出的核心底座，正是紫光股份旗下新華三集團為其量身打造的高性能、全國產化分布式存儲系統(tǒng)，實現了超高清制播與安全可控數據基礎設施的深度融合。
作為全國廣電行業(yè)的重要標桿，北京廣播電視臺率先啟動并完成了衛(wèi)視頻道高清超高清同播技術系統(tǒng)建設項目，同時為響應全面國產化的國家戰(zhàn)略，北京臺全面推進核心業(yè)務系統(tǒng)國產化替代與自主研發(fā)，以國產化生態(tài)兼容、滿足超高清化、網絡化技術規(guī)范為標準，目標在2026年建成一套全國產化技術體系的超高清生產制作系統(tǒng)。
超高清與國產化，廣電用戶需求升級
北京廣播電視臺此次升級并非簡單的頻道改版，而是圍繞超高清制播體系和國產化技術路線展開的一次深層次重構。面對內容生產方式變革與自主可控要求提升，北京廣播電視臺對底層數據存儲平臺也提出了更高標準。一方面，4K超高清內容相較傳統(tǒng)高清內容在分辨率、碼率和素材規(guī)模上大幅增長，帶來更高的容量占用與帶寬壓力；另一方面，非線性編輯、媒資管理、節(jié)目制作、內容歸檔等多業(yè)務并行運行，也使存儲系統(tǒng)面臨更復雜的并發(fā)訪問與穩(wěn)定性挑戰(zhàn)。
舉例來說，在普遍采用500Mb/s碼流的4K業(yè)務系統(tǒng)中，單臺非編工作站可能需要承載4-16層4K視頻讀寫編輯任務，這意味著單個非編任務站點可能達到1GB/s(500Mb/s碼率/8×16層)或者更高的帶寬需求，一小時的4K視頻大約會產生225GB的數據量，以及數百萬至數千萬級的文本、圖片、關鍵幀等小文件。同時，由于更高的生產質量與復雜度要求，4K業(yè)務系統(tǒng)更加強調多任務并發(fā)、業(yè)務協同與數據共享，這就要求從整個系統(tǒng)的結構設計、任務交互以及數據處理邏輯上，有著遠高于以往高清業(yè)務系統(tǒng)的要求。
與此同時，根據《信息化標準建設行動計劃(2024—2027年)》要求，需在2027年底前完成15%核心系統(tǒng)符合安全可靠測評要求的硬件平臺替換目標，新建系統(tǒng)確保與國產化生態(tài)兼容，滿足超高清化、網絡化技術規(guī)范。對于4K生產系統(tǒng)，數據存儲既要滿足國產化標準，又要滿足4K業(yè)務系統(tǒng)的高性能要求，這對于存儲的生態(tài)兼容與優(yōu)化策略提出了更高的要求。
新華三AI原生存儲支撐超高清視頻高效生產
圍繞北京廣播電視臺超高清與國產化建設需求，新華三結合廣電行業(yè)在高性能制作、海量素材管理、跨業(yè)務協同共享以及國產化生態(tài)適配等方面的實際挑戰(zhàn)，提供了以H3C UniStor X20000系列分布式存儲為核心的數據底座方案。
該方案面向超高清節(jié)目生產制作全流程進行能力構建，覆蓋素材接入、編輯制作、媒資共享、數據管理等關鍵環(huán)節(jié)，兼顧高性能、高可靠、易擴展與國產化兼容需求，為北京廣播電視臺超高清生產體系平穩(wěn)演進提供了有力支撐。
• 4K/8K極致讀寫性能，助力超高清生產制作
超高清時代對于存儲的讀寫性能提出了更加嚴苛的帶寬與時延要求，一套完整的節(jié)目生產全流程涉及到素材收錄、編輯制作、媒資儲存、節(jié)目播出、數據歸檔等流程，其中存儲讀寫大量集中于收錄、制作與媒資階段，常見的4K節(jié)目編輯通常需要2-4層4K視頻并發(fā)，而復雜一點的后期制作節(jié)目，單臺編輯工作站甚至會承載十幾層的4K多軌視頻編輯，一個節(jié)目生產流程可能涉及到上百層4K視頻并發(fā)讀寫，因此制作存儲的性能與業(yè)務生產效率息息相關。
H3C UniStor X20000系列存儲基于全棧自研引擎，通過架構級創(chuàng)新實現性能代際躍升。使用內存零拷貝技術，支持RDMA+全用戶態(tài)，各模塊之間的數據交互實現零拷貝，避免了在用戶態(tài)、內核態(tài)連續(xù)切換帶來的內存拷貝開銷，實現整體架構的卓越性能。存儲系統(tǒng)內大量模塊協程化改造，實現模塊內部免鎖和協程間輕量化切換，減少CPU開銷，大幅提升性能。還進行了元數據服務優(yōu)化，文件/對象的元數據分片打散，歸屬固定節(jié)點，實現免分布式鎖；元數據服務協程化改造，實現內部免鎖，服務性能對比上一代提升10倍。H3C UniStor X20000系列存儲單節(jié)點可提供40層500Mb/s 4K原碼的節(jié)目編輯能力。
• 無損協議融合，實現數據跨協議共享
近年來，非結構化數據規(guī)模迎來了爆發(fā)式發(fā)展，媒體深度融合促進多個業(yè)務系統(tǒng)的數據互通。這增加了傳統(tǒng)煙囪式的IT系統(tǒng)的復雜度，同時也要求非結構化數據能夠更快的在不同系統(tǒng)中流動。在這個背景下，協議融合是必然的技術方向。
H3C UniStor X20000系列存儲系統(tǒng)的設計中，支持POSIX/NFS/CIFS/S3/HDFS等多種協議的無損互通，不需要進行協議轉換就可以訪問同一份數據。協議層兼容多種非結構化協議，轉化為統(tǒng)一的元數據語義。通過全新的模塊設計實現了協議無關性，為協議層提供了統(tǒng)一的語義接口。在大幅降低資源開銷的同時，可以實現播出、制作、媒資等不同業(yè)務系統(tǒng)通過不同協議訪問同一個數據文件，現有采-編-播-存的生產流程無需反復遷移文件，業(yè)務系統(tǒng)之間素材共享無縫對接，從而降低了全臺媒資存儲建設與數據治理的成本投入。同時，融合后的元數據語義更加豐富， 既有S 3 的豐富度， 又有NFS/CIFS的兼容性，在為老舊業(yè)務系統(tǒng)提供訪問的同時，又保障了連接的安全性。
• 視頻文件閃拼，端到端提高生產效率
根據國家廣播電視總局發(fā)布的行業(yè)標準GY / T366-2023《超高清晰度電視節(jié)目制作系統(tǒng)分布式存儲技術要求和測量方法》，分布式存儲系統(tǒng)應能支持快速拼接的功能?？焖倨唇邮侵冈诔咔逦纫曨l合成中，能將多個合成服務產生的分片文件通過元數據編輯的方式快速整合成為一個文件。10個文件分片拼接時間應不大于5s。
H3C UniStor X20000系列存儲與行業(yè)頭部ISV廠商深度合作，推出閃拼功能，使得不同時段上傳的多個中間態(tài)視頻數據，可以在存儲系統(tǒng)內部，按照其元數據中指定的順序，合并成完整的視頻文件。此功能使得TB級的超大文件能夠以多個分片的形式并發(fā)上傳到存儲系統(tǒng)中，生產端也可以快速預覽多個分片閃拼合成的整體素材，從上傳、合成、審片等生產流程大幅提高任務效率。結合協議融合特性，支持以NFS/CIFS/S3等常見協議寫入和讀取同一文件，如S3寫，NFS/CIFS讀取，老舊業(yè)務系統(tǒng)無需遷移改造即可訪問。
• 元數據智能調度，海量文件處理無憂
無論是體育賽事的高頻素材采集、大型晚會的多機位切播，還是影視資料庫的千萬級文件管理，都亟需一套能支撐高并發(fā)、低延遲、靈活適配的存儲解決方案，為超高清業(yè)務的高效運轉筑牢基礎。
H3C UniStor X20000系列存儲以全活模式MDS服務設計為核心，搭配智能目錄分片機制及場景化調優(yōu)能力，形成針對性解決方案。每個存儲節(jié)點部署多個MDS服務實例，通過哈希算法將文件元數據按路徑和名稱打散至不同目錄分片，再分配給專屬MDS或虛擬元數據服務節(jié)點處理，實現單目錄操作多節(jié)點并發(fā)響應，適配各類并發(fā)業(yè)務場景。
多團隊協同調取超高清素材時，無需排隊等待，加載效率大幅提升；邊采邊播素材“采完即調”；在高頻采編、批量清理、超大歸檔等不同場景中，通過靈活調優(yōu)實現資源高效利用，既解決傳統(tǒng)存儲的單節(jié)點瓶頸，又讓存儲能力隨硬件擴容線性增長，真正將技術優(yōu)勢轉化為超高清業(yè)務的流暢體驗與效率提升。
結語：邁向超高清國產化新未來
新華三積極參與北京臺國產化制作網建設，在本次項目中提供的H3C UniStor X20000 系列分布式存儲等ICT產品，助力北京臺建成了全國首個電視臺全國產化平臺的后期節(jié)目制作網。針對超高清業(yè)務的多元需求與國產化替代要求，H3C UniStor X20000系列存儲通過創(chuàng)新技術變革，構建了適配全國產化超高清生產體系的存儲解決方案。
該方案適配國產化硬件平臺，單節(jié)點可提供40層500Mb/s4K原碼的節(jié)目編輯能力。支持FS/CIFS/S3/HDFS 協議融合，解決了國產化制作網存儲中的節(jié)目素材可以同時被內部業(yè)務和外部業(yè)務訪問的安全問題，業(yè)務系統(tǒng)無需進行多次數據遷移即可實現數據共享，極大地提高了融合媒體的生產效率。
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