CN116668606A - 一种基于微服务架构的虚拟转播系统 - Google Patents
一种基于微服务架构的虚拟转播系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116668606A CN116668606A CN202310529816.2A CN202310529816A CN116668606A CN 116668606 A CN116668606 A CN 116668606A CN 202310529816 A CN202310529816 A CN 202310529816A CN 116668606 A CN116668606 A CN 116668606A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro
- service
- server cluster
- virtual
- audio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 14
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 14
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 9
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 19
- 101100498818 Arabidopsis thaliana DDR4 gene Proteins 0.000 description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 101150042248 Mgmt gene Proteins 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
- H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
- H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
- H04N21/233—Processing of audio elementary streams
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
- H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
- H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
- H04N21/234—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于微服务架构的虚拟转播系统，用于转播采集的音视频信号，包括：前端服务模块提供人机交互界面，通过人机交互界面产生微服务配置信息；编排器根据微服务配置信息进行服务器集群的基础设施配置以及在服务器集群中配置微服务应用程序，每个微服务应用程序用于实现转播过程中其中一个转播功能服务；服务器集群用于处理采集的音视频信号并输出，公有云用于对采集的音视频信号进行远程监看与控制。通过将传统电视转播各硬件设备实现的功能由服务器集群上的微服务应用程序实现，这样功能模块转换成虚拟化部署，能够适应灵活多变的转播业务需求，并且可扩展性强。
Description
技术领域
本发明涉及转播技术领域，尤其涉及一种基于微服务架构的虚拟转播系统。
背景技术
现有转播系统内将根据转播生产制作的需要，安装大量专业广电行业定制生产的硬件设备，以此形成一个可移动的内容生产单元。转播系统内的硬件设备按功能大致可分为视频设备、音频设备、周边处理设备、存储设备、回放设备、监听监看设备等，每一种设备的开发基于各自的硬件平台。
2017年，SMPTE ST2110系列标准正式发布，电视转播系统开始向IP架构转变。采用通用的高带宽大容量网络交换模块作为IP系统的信号交互核心，配合各厂商的专用SMPTEST2110信号处理设备，实现传统转播的各项功能。但这些设备采用了专用的独立硬件设计，可扩展性受到一定限制。部分设备采用了FPGA架构，并配套软件定义功能，能够提供较为灵活的设备功能定义。
目前，电视转播技术开始向通用硬件处理平台发展，但大多局限于视频录制、回放等文件化功能，少有针对视频切换台等实时功能的通用服务器平台技术。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种基于微服务架构的虚拟转播系统，旨在满足灵活多变的转播业务需求以及提高可扩展性。
一种基于微服务架构的虚拟转播系统，用于转播采集的音视频信号，所述音视频信号包括视频信号和音频信号，包括：
前端服务模块、编排器、信号获取设备、服务器集群、信号输出设备以及公有云，分别连接网络交换模块，通过所述网络交换模块实现信息交互；
所述前端服务模块提供人机交互界面，通过人机交互界面产生微服务配置信息；
所述编排器根据所述微服务配置信息进行所述服务器集群的基础设施配置以及在所述服务器集群中配置微服务应用程序，每个所述微服务应用程序用于实现转播过程中其中一个转播功能服务；
所述信号获取设备用于采集音视频信号；
所述服务器集群用于接收所述音视频信号并对所述音视频信号进行处理；
所述信号输出设备用于将处理后的所述音视频信号转换后输出；
所述公有云用于对采集的所述音视频信号进行远程监看和控制。
进一步的，所述前端服务模块还连接电视转播操作面板，从所述电视转播操作面板中获取操作控制信号；
所述编排器根据所述操作控制信号自动控制所述服务器集群中对应的所述微服务应用程序的运行。
进一步的，所述服务器集群中的微服务应用程序包括：
切换台应用程序；
多画面监看应用程序；
调音台应用程序；
慢动作应用程序；
信号交叉转换应用程序；
调光与示波器应用程序；
远程服务应用程序。
进一步的，所述服务器集群中的微服务应用程序包括慢动作应用程序；
所述慢动作应用程序将需要插帧的视频信号进行分片切割形成若干视频分片；
所述公有云包括AI慢动作处理模块，所述AI慢动作处理模块对所述视频分片进行插帧处理，并将插帧处理后的所述视频分片传回所述慢动作应用程序；
所述慢动作应用程序将插帧处理后的所述视频分片进行拼接形成完整的视频流，用于慢动作回放。
进一步的，还包括：
PTP发生器，连接所述网络交换模块，用于产生高精度时钟同步协议信号，
所述服务器集群包含多台服务器，所述服务器上配置有核心处理单元和PTP应用程序，所述核心处理单元运行所述PTP应用程序，基于所述高精度时钟同步协议信号向所述服务器的应用层软件提供高精度时钟同步服务。
进一步的，每个所述微服务应用程序包含一个主进程和多个子进程，所述子进程包含多个实现信号输入的输入子进程、多个实现信号输出的输出子进程以及一个对输入的信号进行处理和存储的核心处理子进程。
进一步的，所述电视转播操作面板包括切换台操作面板、调音台操作面板和慢动作操作面板。
进一步的，所述服务器集群包括多台服务器，所述服务器包括虚拟化容器层和监控配置层，所述监控配置层监控所述服务器上的资源占用情况和微服务应用程序的运行状态，所述编排器从所述监控配置层实时自动监控所述服务器上的资源占用情况和微服务应用程序的运行状态；
所述微服务应用程序运行于所述虚拟化容器层之中。
进一步的，所述前端服务模块还用于自动绘制信号流程图并提供所述信号流程图的展示页面。
进一步的，所述前端服务模块为每一个所述微服务应用程序提供单独的人机交互界面，实现每个所述微服务应用程序的微服务配置信息的独立配置以及操作。
本发明的有益技术效果在于：通过将传统电视转播各硬件设备实现的功能由服务器集群上的微服务应用程序实现，这样功能模块转换成虚拟化部署，能够适应灵活多变的转播业务需求，并且可扩展性强。
附图说明
图1为本发明一种基于微服务架构的虚拟转播系统的模块示意图；
图2为本发明一种基于微服务架构的虚拟转播系统具体应用实施例的模块示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参见图1，本发明提供一种基于微服务架构的虚拟转播系统，用于转播采集的音视频信号，音视频信号包括视频信号和音频信号，包括：
前端服务模块(1)、编排器(2)、信号获取设备(3)、服务器集群(4)、信号输出设备(5)以及公有云(6)，分别连接网络交换模块(7)，通过网络交换模块(7)实现信息交互；
前端服务模块(1)提供人机交互界面，通过人机交互界面产生微服务配置信息；
编排器(2)根据微服务配置信息进行服务器集群(4)的基础设施配置以及在服务器集群(4)中配置微服务应用程序(41)，每个微服务应用程序(41)用于实现转播过程中其中一个转播功能服务；
信号获取设备(3)用于采集音视频信号；
服务器集群(4)用于对采集的音视频信号进行处理；
信号输出设备(5)用于将处理后的音视频信号转换后输出；
公有云(6)用于对采集的视频信号进行远程监看和控制。
本发明通过将传统电视转播各硬件设备实现的各功能进行拆分，分别由服务器集群上不同的微服务应用程序来实现一种转播功能，这样功能模块转换成虚拟化部署，能够适应灵活多变的转播业务需求，并且可扩展性强。
进一步的，前端服务模块(1)还连接电视转播操作面板(8)，从电视转播操作面板(8)中获取操作控制信号；
编排器(2)根据操作控制信号自动控制服务器集群(4)中对应的微服务应用程序的运行。
进一步的，服务器集群(4)中的微服务应用程序(41)根据传统电视转播业务逻辑进行的功能模块划分，每个功能模块为一个微服务应用程序(41)，服务器集群(4)中的微服务应用程序(41)包括：
切换台应用程序；
多画面监看应用程序；
调音台应用程序；
慢动作应用程序；
信号交叉转换应用程序；
调光与示波器应用程序；
远程服务应用程序。
进一步的，服务器集群(4)中的微服务应用程序(41)包括慢动作应用程序；
慢动作应用程序将需要插帧的视频信号进行分片切割形成若干视频分片；
公有云(6)包括AI慢动作处理模块(61)，AI慢动作处理模块(61)对视频分片进行插帧处理，并将插帧处理后的视频分片传回慢动作应用程序；
慢动作应用程序将插帧处理后的视频分片进行拼接形成完整的视频流，用于慢动作回放。
进一步的，还包括：
PTP发生器(9)，连接网络交换模块(7)，用于产生高精度时钟同步协议信号，
服务器集群(4)包含多台服务器(42)，服务器(42)上配置有核心处理单元和PTP应用程序，核心处理单元运行PTP应用程序，基于高精度时钟同步协议信号向服务器的应用层软件提供高精度时钟同步服务。
进一步的，每个微服务应用程序(41)包含一个主进程和多个子进程，子进程包含多个实现信号输入的输入子进程、多个实现信号输出的输出子进程以及一个对输入的信号进行处理和存储的核心处理子进程。
进一步的，电视转播操作面板(8)包括切换台操作面板、调音台操作面板和慢动作操作面板。
进一步的，服务器集群包括多台服务器(42)，服务器包括虚拟化容器层和监控配置层，监控配置层监控服务器上的资源占用情况和微服务应用程序的运行状态，编排器从监控配置层实时自动获取服务器上的资源占用情况和微服务应用程序的运行状态；
微服务应用程序(41)运行于虚拟化容器层之中，虚拟化容器层接受服务器监控配置层的管理和配置，对运行于容器中的微服务应用程序(41)提供虚拟化服务。
进一步的，前端服务模块(1)还用于自动绘制信号流程图并提供信号流程图的展示页面。
进一步的，前端服务模块(1)为每一个微服务应用程序(41)提供单独的人机交互界面，实现每个微服务应用程序(41)的微服务配置信息的独立配置以及操作。
各微服务应用程序(41)之间通过SMPTE ST2110流信号进行视频信号、音频信号交互。
在本发明中，前端服务模块(1)主要用于提供虚拟化转播系统的统一Web操作界面入口，实现所有微服务的前端页面访问入口，前端服务模块(1)产生微服务配置信息、获取电视转播操作面板(8)的操作控制信号、产生公有云虚拟化实例，通过RESTful API接口与编排器(2)、服务器集群(4)、公有云(6)进行操作控制信号、微服务配置信号、公有云虚拟化实例的交互和传输。前端服务模块(1)与各微服务应用程序间建立WebRTC连接实现传输，前端服务模块(1)还呈现视频信号预览。前端服务模块(1)的WEB网页端呈现信号流程图页面，以及微服务应用程序独立配置与操作页面。其中信号流程图页面由编排器(2)的微服务编排数据以及信号路由调度数据自动生成并绘制。前端服务模块(1)将各电视转播操作面板(8)产生的操作控制信号发送至编排器(2)，编排器(2)控制相应的微服务应用程序运行，实现制作人员操作界面的良好交互性，保留传统转播系统的操作习惯。
具体的，前端服务模块(1)为前端服务器。
编排器(2)主要用于实现服务器集群(4)的基础设施配置、微服务应用程序的自动化部署以及自动化配置，微服务应用程序的自动化配置是指根据前端服务模块(1)产生的关于微服务应用程序的微服务配置信息实现微服务应用程序在服务器集群(4)上的配置例如将微服务应用程序配置在服务器集群(4)中对应的一台服务器上等，编排器(2)还根据前端服务模块(1)产生的关于服务器集群(4)基础设施的微服务配置信息进行服务器集群的基础设施配置例如服务器集群的虚拟化容器层的配置，实现微服务底层逻辑的配置。微服务应用程序的自动化部署是指编排器(2)根据服务前端模块(1)发送的操作控制信息来调用相应的微服务应用程序的运行等等，例如根据切换台面板产生切换台操作控制信号控制服务器集群(4)上的切换台应用程序运行，执行切换台操作，又例如根据慢动作操作面板产生的慢动作操作信号控制服务器集群(4)上的慢动作应用程序运行，执行视频信号的慢动作处理。
网络交换模块(2)主要用于实现SMPTE ST2110信号的交换、以及编排器(2)产生的控制信号与服务器集群(4)之间的交换。
具体来讲，编排器(2)融合了微服务注册发现中心、微服务配置中心、流程调度引擎、信号调度引擎、SDN(软件定义网络)网络控制器、NMOS(网络媒体开放规范，NetworkedMedia Open Specification)控制器等。通过微服务注册发现中心了解服务器集群(4)上注册有哪些微服务应用程序，以便实现微服务应用程序的自动化部署。微服务配置中心实现对微服务应用程序的自动化配置和服务器集群的基础设施配置，流程调度引擎实现对各任务的处理流程的调度，实现任务按流程自动处理，信号调度引擎实现对多路转播信号的调度。此外，编排器(2)提供REST API接口与前端服务模块(1)调用，实现前后端分离。通过与RESTful API接口与服务器集群(4)交互，完成微服务应用程序自动化部署、自动化配置和服务器集群(4)的基础设施配置。
编排器(2)使用Netconf/Yang、OpenConfig、Openflow或NX-API接口与网络交换模块(7)进行交互，实现网络路由的SDN管控，视频、音频IP信号的组播路由自动分配，以及网络路由的负载均衡，并实现SMPTE ST2022-7无缝倒换路由计算。
编排器(2)通过NMOS IS-04、IS-05协议实现对IP视频、音频设备的IP流收发控制。
编排器(2)使用Ember Plus协议实现与第三方系统的信号路由交互，使用TSL5.0协议实现与第三方系统的TALLY信号交互，并能实现接受第三方系统的路由切换指令。第三方系统是传统电视转播系统中的集中控制系统，能实现对传统视频矩阵、音频矩阵的交叉点信号调度，以及作为Tally服务器，实现整个系统的Tally逻辑。主要通过Ember Plus、SWP-08协议控制设备的交叉点路由切换，通过TSL协议实现与设备间的Tally信息交互。本发明中，编排器(2)可以作为一台虚拟设备被集中控制系统管控，具体通过Ember Plus协议实现信号路由，TSL 5.0协议实现Tally信号交互。
信号获取设备(3)主要用于采集音视频信号，信号获取设备(3)包括若干摄像机CAM用于获取视频信号，若干音频设备Audio Conv用于获取音频信号。
信号输出设备(5)主要用于对服务器集群处理后的音视频信号的输出，包括若干SDI-IP双向转换器如IPG模块。IPG模块将音视频信号转成广播电视标准的IP信号，对外播出。
网络交换模块(7)包括千兆控制交换网络机和高带宽无阻塞组播交换网络机，千兆控制交换网络机内含千兆控制交换网络，用于编排器(2)与服务器集群(4)中各服务器以及微服务应用程序和前端服务模块(1)之间的数据交换。高带宽无阻塞组播交换网络机内含高带宽无阻塞组播交换网络，高带宽无阻塞组播交换网络为Spine-Leaf架构的针对组播进行优化配置的无阻塞交换网络，具备128Tbps交换容量。交换机提供Netconf/Yang、OpenConfig、Openflow或NX-API接口，用于和编排器通信，实现SDN控制。具体的，网络交换模块(7)包含主备两套网络交换单元，当主网络交换单元无法使用时，使用备网络交换单元。
公有云(6)与网络交换模块之间通过公共互联网连接，提供远程监看和控制服务(62)以及AI慢动作处理服务，远程监看与控制服务采用WebRTC协议实现远程云端监看。服务器集群(4)上具有远程服务应用程序，通过浅压缩方式将采集的视频信号送入公有云(6)中的远程监看与控制服务(62)。
AI慢动作处理模块(61)可以使用一台包含8块GPU运算单元的公有云虚拟化实例，实现实时对1路1080/60p视频信号进行3倍速插帧慢动作处理。首先，服务器集群(4)上的慢动作应用程序将需要插帧的1080/60p格式的视频信号进行分片切割，以文件化方式传输至公有云中的AI慢动作处理模块(61)，AI慢动作处理模块(61)对视频分片实时插帧处理，生成1080/180p格式的视频分片，以文件化方式传输回服务器集群上的的慢动作应用程序，慢动作应用程序将1080/180p格式的视频分片拼接为完整的视频流信号，用于慢动作回放。
服务器集群(4)的服务器(42)与网络交换模块之间使用SMPTE ST2110协议通信，主要用于运行相应的微服务应用程序，对音视频信号进行无压缩信号处理等。服务器集群(4)包含多台服务器(42)，每台服务器(42)上运行的服务器集群管理服务软件。
服务器(42)采用通用×86架构平台，配备双路CPU，配备4张GPU运算板卡通过PCIE4.0通道接口连接。
网络交换模块(7)中的所有交换机运行于PTP Boundary Clock模式。服务器配备100Gbps以太网接口板卡通过PCIE4.0通道接口连接。以太网接口板卡具备2个100G QSFP28光模块插槽，具备SMPTE ST2022-7无缝倒换能力。以太网接口板卡具备FPGA处理单元和ARM核心处理单元，ARM核心处理单元运行PTP应用程序实现SMPTE ST2059高精度时钟同步，并向应用层软件提供高精度时钟服务，在FPGA处理单元中结合高精度PTP时钟信号实现SMPTEST2110-21流量整形，并向应用层软件提供流量整形服务。以太网接口板卡能够直接访问GPU运算板卡的动态随机存取存储器，实现视频信号的低延迟处理，和JPEG-XS低延迟编解码。
微服务应用程序(41)均采用多进程架构设计，主进程负责微服务应用程序的配置以及管理子进程，以及与服务器集群管理服务软件、编排器(2)、以及前端服务模块(1)进行交互，完成微服务应用程序配置与运行。输入子进程实现SMPTE ST2110信号的输入。输出子进程实现SMPTE ST2110信号的输出。输入子进程与输出子进程均采用内核旁路技术，从以太网接口板卡提供的服务中直接获取PTP时钟和RAW SOCKET数据，在进程中完成RTP协议栈的处理，实现低延迟无压缩视频与音频信号的传输，以及高精度的SMPTE ST2110-21流量整形。
服务器监控配置层通过RESTful API接口与编排器(2)交互，实现编排器(2)实时获取服务器(42)及软件运行状态和资源占用情况，同时通过RESTful API接口实现编排器(2)对对虚拟化容器层的管理。
本发明实现了在虚拟化环境中进行满足SMPTE ST2110标准的无压缩信号处理，为转播系统的全面云端化打下了基础，实现了虚拟化转播系统的集中配置管理，并融合SDN技术，实现了系统一体化运维。
应用实施例1
参见图2，该应用实施例实现了8台SMPTE ST2110-20摄像机信号接入、8路外来SDI信号接入、128通道SMPTE ST2110-30多轨音频接入，实现了切换台视频制作、调音台音频制作、多画面监看、慢动作制作、色彩校正与示波器、远程云端监看、云端AI慢动作处理功能。并实现了无压缩视频、音频信号的SMPTE ST2110-21流量整形，以及SMPTE ST2059高精度PTP时钟同步。
1、组建交换网络
采用2台配备32个100Gbps速率端口、且支持PTP v2 Boundary Clock的交换机作为Spine交换机，图中Spine-1、Spine-2。
采用2台配备20个25Gbps速率端口、4个100Gbps速率端口、且支持PTP v2Boundary Clock的交换机作为Leaf交换机，图中Leaf-1、Leaf-2。
采用2台配备20个1Gbps速率端口、4个10Gbps速率端口、且支持堆叠的交换机作为控制交换机，图中Control-1、Control-2。
Control-1与Control-2配置为堆叠模式。
Leaf-1分别和Spine-1、Spine-2连接。
Leaf-2分别和Spine-1、Spine-2连接。
Leaf-1和Control-1连接。
Leaf-2和Control-2连接。
Leaf-1、Leaf-2和Internet路由器连接。
主PTP时钟发生器与Spine-1的千兆端口连接；备PTP时钟发生器与Spine-2的千兆端口连接。
其中，Spine-1、Spine-2、Leaf-1、Leaf-2的Mgmt端口也和Control-1连接。
2、组建服务器集群
采用8台×86架构通用服务器组建服务器集群，图中服务器1～8。
服务器1，配备2颗32核心CPU，每颗CPU配备128GB DDR4内存；配备2张GPU运算板卡；配备1TB SSD硬盘；配备1张具备双100Gbps接口的以太网接口板卡，分别连接Spine-1和连接Spine-2；配备1张千兆以太网接口板卡，连接Control-2。
服务器2，配备2颗16核心CPU，每颗CPU配备32GB DDR4内存；配备1TB SSD硬盘；配备1张具备双100Gbps接口的以太网接口板卡，分别连接Spine-1和连接Spine-2；配备1张千兆以太网接口板卡，连接Control-2。
服务器3，配备2颗32核心CPU，每颗CPU配备128GB DDR4内存；配备2张GPU运算板卡；配备1TB SSD硬盘；配备1张具备双100Gbps接口的以太网接口板卡，分别连接Spine-1和Spine-2；配备1张千兆以太网接口板卡，连接Control-2。
服务器4，配备2颗32核心CPU，每颗CPU配备128GB DDR4内存；配备2张GPU运算板卡；配备8TB SSD硬盘；配备1张具备双100Gbps接口的以太网接口板卡，分别连接Spine-1和Spine-2；配备1张千兆以太网接口板卡，连接Control-2。
服务器5，配备2颗32核心CPU，每颗CPU配备128GB DDR4内存；配备2张GPU运算板卡；配备8TB SSD硬盘；配备1张具备双100Gbps接口的以太网接口板卡，分别连接Spine-1和Spine-2；配备1张千兆以太网接口板卡，连接Control-2。
服务器6，配备2颗16核心CPU，每颗CPU配备64GB DDR4内存；配备2张GPU运算板卡；配备1TB SSD硬盘；配备1张具备双100Gbps接口的以太网接口板卡，分别连接Spine-1和Spine-2；配备1张千兆以太网接口板卡，连接Control-2。
服务器7，配备2颗32核心CPU，每颗CPU配备128GB DDR4内存；配备2张GPU运算板卡；配备1TB SSD硬盘；配备1张具备双100Gbps接口的以太网接口板卡，分别连接Spine-1和Spine-2；配备1张千兆以太网接口板卡，连接Control-2。
服务器8，配备2颗16核心CPU，每颗CPU配备64GB DDR4内存；配备1TB SSD硬盘；1张具备两个10Gbps端口的以太网接口板卡，分别连接Control-1和Control-1。服务器8运行裸机虚拟化平台，虚拟化平台上运行系统1、系统2两个独立的系统。系统1上部署编排器，系统2上部署前端服务模块。
3、视频、音频设备的连接
(1)采用8台SMPTE ST2110摄像机接入转播系统，图中CAM1～8。
CAM1～8使用100Gbps速率以太网分别接入Spine-1。
CAM1～8在摄像机菜单中配置以太网端口类型为Trunk，并配置数VLAN ID为10、控制VLAN ID为110。
在Spine-1的端口配置以太网类型为Trunk，允许VLAN ID 10、110通过。
(2)系统采用8台SDI-IP双向转换器，图中IPG1～8。
IPG1～8为配备双25Gbps端口的SMPTE ST2110设备，具备SMPTE ST2022-7无缝倒换功能。
IPG1～8分别连接Leaf-1；IPG1～8还分别连接Leaf-2。
(3)系统采用2台音频IP转制器，图中Audio Conv1、Audio Conv2。
Audio Conv1、Audio Conv2为配备双10Gbps端口的SMPTE ST2110设备，具备SMPTEST2022-7无缝倒换功能。
Audio Conv1、Audio Conv2分别连接Leaf-1；Audio Conv1、Audio Conv2分别连接Leaf-2。
4、微服务部署
(1)在服务器1上部署虚拟化平台，运行2个虚拟化实例，虚拟化实例1部署编排器服务；虚拟化实例2部署前端服务。
(2)在服务器1、2、3、4、5、6、7上分别部署服务器集群管理服务软件，并进行相应配置，注册进入编排器，以实现编排器的统一调度管理。
(3)使用编排器，在服务器1、2、3、4、5、6、7上进行微服务应用程序部署：
服务器1部署切换台微服务应用程序；
服务器2部署调音台微服务应用程序、和通话微服务应用程序；
服务器3部署多画面监看微服务应用程序；
服务器4、5部署慢动作微服务应用程序；
服务器6部署信号交叉转换微服务应用程序、和调光与示波器微服务应用程序；
服务器7部署远程服务应用程序。
(4)在编排器中建立信号路由与业务逻辑
CAM1～8连接切换台微服务应用程序的输入子进程。
CAM1～8连接多画面监看微服务应用程序的输入子进程。
CAM1～8连接调光与示波器微服务应用程序的输入子进程。
CAM1～4连接慢动作微服务应用程序1的输入子进程。
CAM5～8连接慢动作微服务应用程序2的输入子进程。
IPG1～4连接切换台微服务应用程序的输入子进程。
IPG1～4连接多画面监看应用程序的输入子进程。
慢动作微服务应用程序1的输出子进程连接切换台微服务应用程序的输入子进程、连接多画面监看应用程序的输入子进程。
慢动作微服务应用程序2的输出子进程连接切换台微服务应用程序的输入子进程、连接多画面监看应用程序的输入子进程。
切换台微服务应用程序的输出子进程连接IPG5、连接多画面监看微服务应用程序的输入子进程、连接远程服务应用程序的输入子进程、连接信号交叉转换微服务应用程序的输入子进程。
切换台微服务应用程序的输出子进程连接IPG6、连接多画面监看微服务应用程序的输入子进程。
多画面监看微服务应用程序的输出子进程连接IPG7、连接远程服务应用程序的输入子进程。
多画面监看微服务应用程序的输出子进程连接IPG8、连接远程服务应用程序的输入子进程。
Audio Conv1连接调音台微服务应用程序的输入子进程。
Audio Conv2连接调音台微服务应用程序的输入子进程。
调音台微服务应用程序的输出子进程1连接IPG5、6、7、8、连接远程服务应用程序的输入子进程。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于微服务架构的虚拟转播系统，用于转播采集的音视频信号，所述音视频信号包括视频信号和音频信号，其特征在于，包括：
前端服务模块、编排器、信号获取设备、服务器集群、信号输出设备以及公有云，分别连接网络交换模块，通过所述网络交换模块实现信息交互；
所述前端服务模块提供人机交互界面，通过人机交互界面产生微服务配置信息；
所述编排器根据所述微服务配置信息进行所述服务器集群的基础设施配置以及在所述服务器集群中配置微服务应用程序，每个所述微服务应用程序用于实现转播过程中其中一个转播功能服务；
所述信号获取设备用于采集音视频信号；
所述服务器集群用于接收所述音视频信号并对所述音视频信号进行处理；
所述信号输出设备用于将处理后的所述音视频信号转换后输出；
所述公有云用于对采集的所述音视频信号进行远程监看和控制。
2.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的虚拟转播系统，其特征在于，所述前端服务模块还连接电视转播操作面板，从所述电视转播操作面板中获取操作控制信号；
所述编排器根据所述操作控制信号自动控制所述服务器集群中对应的所述微服务应用程序的运行。
3.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的虚拟转播系统，其特征在于，所述服务器集群中的微服务应用程序包括：
切换台应用程序；
多画面监看应用程序；
调音台应用程序；
慢动作应用程序；
信号交叉转换应用程序；
调光与示波器应用程序；
远程服务应用程序。
4.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的虚拟转播系统，其特征在于，所述服务器集群中的微服务应用程序包括慢动作应用程序；
所述慢动作应用程序将需要插帧的视频信号进行分片切割形成若干视频分片；
所述公有云包括AI慢动作处理模块，所述AI慢动作处理模块对所述视频分片进行插帧处理，并将插帧处理后的所述视频分片传回所述慢动作应用程序；
所述慢动作应用程序将插帧处理后的所述视频分片进行拼接形成完整的视频流，用于慢动作回放。
5.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的虚拟转播系统，其特征在于，还包括：
PTP发生器，连接所述网络交换模块，用于产生高精度时钟同步协议信号，
所述服务器集群包含多台服务器，所述服务器上配置有核心处理单元和PTP应用程序，所述核心处理单元运行所述PTP应用程序，基于所述高精度时钟同步协议信号向所述服务器的应用层软件提供高精度时钟同步服务。
6.如权利要求5所述的一种基于微服务架构的虚拟转播系统，其特征在于，每个所述微服务应用程序包含一个主进程和多个子进程，所述子进程包含多个实现信号输入的输入子进程、多个实现信号输出的输出子进程以及一个对输入的信号进行处理和存储的核心处理子进程。
7.如权利要求2所述的一种基于微服务架构的虚拟转播系统，其特征在于，所述电视转播操作面板包括切换台操作面板、调音台操作面板和慢动作操作面板。
8.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的虚拟转播系统，其特征在于，所述服务器集群包括多台服务器，所述服务器包括虚拟化容器层和监控配置层，所述监控配置层监控所述服务器上的资源占用情况和微服务应用程序的运行状态，所述编排器从所述监控配置层实时自动监控所述服务器上的资源占用情况和微服务应用程序的运行状态；
所述微服务应用程序运行于所述虚拟化容器层之中。
9.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的虚拟转播系统，其特征在于，所述前端服务模块还用于自动绘制信号流程图并提供所述信号流程图的展示页面。
10.如权利要求1所述的一种基于微服务架构的虚拟转播系统，其特征在于，所述前端服务模块为每一个所述微服务应用程序提供单独的人机交互界面，实现每个所述微服务应用程序的微服务配置信息的独立配置以及操作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310529816.2A CN116668606A (zh) | 2023-05-11 | 2023-05-11 | 一种基于微服务架构的虚拟转播系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310529816.2A CN116668606A (zh) | 2023-05-11 | 2023-05-11 | 一种基于微服务架构的虚拟转播系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116668606A true CN116668606A (zh) | 2023-08-29 |
Family
ID=87710957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310529816.2A Pending CN116668606A (zh) | 2023-05-11 | 2023-05-11 | 一种基于微服务架构的虚拟转播系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116668606A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117793428A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-03-29 | 北京中科大洋科技发展股份有限公司 | 一种流程化设备驱动的系统和方法 |
-
2023
- 2023-05-11 CN CN202310529816.2A patent/CN116668606A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117793428A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-03-29 | 北京中科大洋科技发展股份有限公司 | 一种流程化设备驱动的系统和方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1096819C (zh) | 用于多媒体网络的纵横器/交换中枢装置 | |
| CN1066894C (zh) | 恢复mpeg信号时钟的方法和装置 | |
| DE60310017T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Dezentralisierung von Audio/Visuellen Komponenten | |
| CN108881799B (zh) | 一种进行视联网视频会议的系统和方法 | |
| CN109640029A (zh) | 一种视频流上墙展示的方法和装置 | |
| CN109547728B (zh) | 一种录播源入会以及会议录播的方法和系统 | |
| CN108737768A (zh) | 一种基于监控系统的监控方法和监控装置 | |
| CN109660816B (zh) | 信息处理方法和装置 | |
| CN116668606A (zh) | 一种基于微服务架构的虚拟转播系统 | |
| CN109379556B (zh) | 基于业务处理基础单元的音视频系统及其工作方法 | |
| CN113490007A (zh) | 直播处理系统、方法、存储介质与电子设备 | |
| CN109743524B (zh) | 一种视联网的数据处理方法和一种视联网系统 | |
| CN111131760B (zh) | 一种视频录制方法和装置 | |
| CN110602542B (zh) | 音视频同步的方法、音视频同步系统、设备及存储介质 | |
| CN108124158A (zh) | 多媒体终端及多媒体终端的数据处理方法 | |
| CN109714568B (zh) | 一种视频监控数据的同步方法以及装置 | |
| CN110149305A (zh) | 一种基于视联网的多方播放音视频的方法和中转服务器 | |
| CN109905616A (zh) | 一种切换视频画面的方法和装置 | |
| CN109714316B (zh) | 一种视联网的混音处理方法和一种视联网系统 | |
| CN109361891B (zh) | 一种分级会议中的数据同步方法和系统 | |
| CN110392225B (zh) | 一种控制方法和视联网视频会议系统 | |
| Kojima et al. | A practical approach to ip live production | |
| CN112383833B (zh) | 一种虚拟化ip播出系统 | |
| CN110730324B (zh) | 一种视频画面显示控制方法和装置 | |
| CN115706812A (zh) | 一种节目处理系统、方法、装置、设备及存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |