论文:蓝光技术应用于广电网络储存系统的可行性

论文作者针对广电网络的行业特点,设计出了一套蓝光存储应用方案,并客观分析了蓝光存储的应用优势和局限性,以及在技术方面、经济方面的预期效益。

广东省广播电视网络股份有限公司东莞分公司朱明哲、刘婷的这篇论文,刊登于《有线电视技术》2015年第12期的“广电网络”栏目。作者针对广电网络的行业特点,设计出了一套蓝光存储应用方案,并客观分析了蓝光存储的应用优势和局限性,以及在技术方面、经济方面的预期效益。作者认为,蓝光系统在广电网络的高效运用在机房建设和系统搭建上都会引领一个全新的模式。

应用背景及趋势

1.1 应用背景

随着信息化时代的飞速发展,资料数字化存储已经成为大势所趋,海量数据如何持久、安全的保存也就成为了各单位必需考虑的问题。

目前,世界上数据存储主要有三种方式:硬盘、磁带和蓝光盘。国内广电行业一般采用硬盘或磁带来保存珍贵的音视频资料,但使用录像带保存资料的方式存在着保存时间较短,易受潮脱磁,格式及跨代不兼容、响应速度慢,需花费大量人力物力进行重复抢救等缺点而正在被逐渐淘汰,虽然硬盘技术仍然是目前的主流存储方式,但由于其使用寿命和安全性又决定了其不适合作为长久存储的介质。

1.2 存储应用的发展趋势

在长久储存的市场领域,使用蓝光盘作为媒资、安防、档案资料等重要资源来保存资料已逐渐成为市场的共识,它能解决磁带及硬盘存在的寿命和安全性问题,其发展也已逐渐成为未来储存系统的趋势。目前世界范围内,占据了全球消费电子和数码娱乐主要份额的索尼、苹果、戴尔、日立、松下、先锋、夏普、三星、LG等390家世界顶级厂商共同加入蓝光阵营,2014年社交巨头Facebook也已经宣布采用蓝光光盘来对其超10亿的1PB容量用户数据(未来将达到5PB)进行备份存储,在未来的存储发展领域,蓝光依然是最好的选择。

2 广电网络存储系统的需求分析

2.1 存储需求

目前,广电网络内资料数据保存主要采用硬盘备份,内容以传媒资料为主,还包含互动平台、广电安防类工程、公司自身运营及发展产生的大量需长久备份的资料。其具体内容涵盖范围广,不仅包括各节目每日的新采集素材和以往节目的珍贵数据备份,而且还包括安防资料备份、运营分析记录及档案文件记录等。

 2.2 现有存储方式和业务发展的矛盾

硬盘存储的缺点导致了保存资料的安全性无法保证:硬盘怕震易崩盘及存储数据易受到病毒侵害;硬盘如果长时间不通电很容易造成资料丢失;硬盘本身的使用寿命较短。

所以,如何长久、安全地保存现有珍贵素材和不断产生的新数据,已经成为我司亟待解决的问题。随着行业发展速度和业务范围日益扩大,一方面存储容量的需求日益扩大,迫切需要一套保证数据安全长久存储的解决系统;另一方面信息存储量日益扩大,无疑会增加资料数据日常检索、调用、下载的时间和难度。

综上所述,安全长久和节省人财物资源是数据存储的需要考虑的关键要素。但目前的主流存储方式硬盘,具有保存时限短、安全性能差的天然弊端,而且查找不够高效便捷。因此,蓝光存储解决方案将作为一种兼顾安全长久和调用高效便捷的存储技术。

蓝光存储及其特点

 3.1 蓝光存储

蓝光存储是以蓝光媒资作为资料存储中心,对珍贵历史资料、成片或其他素材资料进行有序存储,保存时间可长达50年,并含有实现资料检索、调用、备份及归档等功能的系统构架,采用通用兼容协议模式的一种存储应用。

 3.2 存储介质——蓝光盘

蓝光存储采用蓝光盘作为存储介质,解决了珍贵资料的长久存储的问题,化解了传统存储介质(如硬盘、数据流带、传统磁带等)保存年限短,数据迁移困扰的难题,真正实现一次抢救长久存储的目标,为重要资料提供长期存储的新选择,并具有以下特点:

(1)采用无极材质,并添加超硬涂层,确保最低50年的数据存储安全,具有防水、防尘、防划伤等特性。

(2)采取蓝色激光读取,只读盘可读10万次,一次写入,无法更改,存储数据安全可靠。

(3)光盘物镜,光技术永久兼容,蓝光技术兼容CD、DVD技术。

 3.3 核心设备——蓝光盘库

在保证50年数据安全的基础之上,建立面向服务对象的数据交换平台,实现了以蓝光媒资为核心,向各个业务子系统提供不同的应用服务,达到各个子系统与蓝光媒资的互联互通。蓝光媒资能面向服务需求方提供互联互通方案,解决了珍贵资料在制作、存储、检索、浏览、下载、共享、资料再利用问题,使不同业务子系统之间“松散耦合”连接的同时建立高效、安全的数据传输和信息传递的交换通路,使得全部业务流程实现数字化和网络化,具有以下优势:

(1)智能:全智能无人操作;(2)合理:三线数据,随意切换;(3)高效:24小时智能高效数据刻录管理及调用;(4)安全:四重数据保护;(5)并发:光盘同时复制、分发、刻录功能。

蓝光盘和硬盘存储介质的对比如表1所示。

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应用蓝光存储的实施方案

蓝光资料作为资料存储中心,确保珍贵资料的安全长久存储,解决了传统存储介质(如硬盘、数据流带、传统磁带等)保存年限短,数据迁移困扰的难题,真正实现一次抢救长久存储的目标,为媒资系统提供长期存储的新选择。蓝光存储能建立面向服务的数据交换平台,实现了以蓝光媒资为核心,向各个业务子系统提供不同应用服务,达到各个子系统与蓝光媒资的互联互通。使不同业务子系统之间“松散耦合”连接的同时建立高效、安全的数据传输

和信息传递的交换通路,使得全部业务流程实现数字化和网络化。

由于蓝光系统突破传统储存理念的创新、蓝光存储具有的特质,结合广电网络具体情况,现提出应用实施方案主要分为四个步骤:

4.1 建立系统模型

基于目前新建机房的储存系统的搭建,建立一套蓝光储存的系统模型,在模拟数据层面上对蓝光系统的投建成本(TCO)、IDC机房的能耗比的(PUE值)及系统稳定性进行分析和模拟,对蓝光系统的可行性进行分析。

 4.2 引入蓝光系统存储

当机房建设前期的可行性分析认可蓝光系统的建设优势时,采用机房内部分资料(占比小于10%)的备份和调度作为尝试,引入蓝光系统储存。搭建一个以硬盘储存为常用资料调动,蓝光储存作为长久资料储存备份的混合系统构建,运行3年,逐月分析其功能可靠性、安全性、稳定性的使用特点。

 4.3 混合存储逐步过渡

当运行试点逐步稳定可靠时,在新建机房中,逐年加大蓝光设备在混合储存系统里的构成比例,逐步将以传媒资料为主,并包含互动平台、广电安防类工程、运营及发展等产生的大量需长久备份的资料全部采用蓝光系统进行备份,完善系统构成结构,逐步创新系统构成,实现安全、可靠、稳定的局域蓝光储存系统。并逐步将传统机房中的储存系统进行替换和备份,实现广东广电网络安全储存的全面更新换代。

 4.4 建立蓝光系统

当广东广电网络逐步掌握和完善蓝光系统备份时,与索尼、苹果等国际一流蓝光品牌合作建立自己的蓝光系统。主要通过两方面完成蓝光系统的盈利。

(1)在家庭用户中运用蓝光视频的创新性开拓更加宽阔的利润点

通过我们公司在发展过程中积累的蓝光技术资源和本身的客户资源优势相结合,开拓更加广阔的盈利点。例如:开通家庭客户重要资料的安全云备份,通过宣传蓝光备份的长久安全可靠(例如叫“百年蓝光备份”),将用户资料备份在我们建立的云蓝光系统中,模仿目前市场份额最大的“百度云”云端备份的商业盈利模式,并宣传我们较传统硬盘云储存的创新优势,大量占据市场后,反过来通过蓝光备份需求的客户增加电视业务的推广和客户数量。

(2) 在工程业务及集团客户方面盈利

利用广电网络在中国范围内的客户资源和政策优势,完成蓝光系统的盈利渠道。例如:在安防视频传输工程业务中大量应用蓝光储存记录安防资料,在大型集团客户、政府及相关职能部门的视频业务中利用蓝光系统的可靠性及安全性进行运用,由于蓝光系统的创新特点可以获得较高的利润收益,并赢的客户的好评。

蓝光存储的应用优势

5.1 安全长久

安全播出作为广电网络的第一生命线,如何安全长久的保存数据是存储系统设计的重中之重。蓝光储存系统与广东广电网络系统对安全的要求不谋而合。

(1) 50年安全保存,适用于永久储存

蓝光设备的物理特性使其适合于永久储存,相对于硬盘大约5~7年,磁带8~10年的保存时间,蓝光盘资料保存可安全保存长达50年。蓝光光盘不同于传统DVD/CD,其内部采用的无机材质不会随时间推移而氧化,表面使用的超硬涂层使其可经受钢丝球摩擦而不会留下划痕,因此保证数据至少50年的安全保存。目前单张蓝光光碟的容量普遍到200G,并且在各大厂商的极力推动下,其容量还将有更大的突破。另外,蓝光光盘的设计预留了较强的可扩展性,以便于今后的扩展和升级。同时,系统支持双光盘备份,正本光盘近线使用,副本光盘可进行冗余异地备份,都说明了蓝光光盘的具有成为永久存储介质的特性。

(2)不可擦写,安全可靠

由于蓝光系统的物理储存采用蓝光光盘技术,具有只可输入不可修改的特性,病毒和意图篡改资料的安全隐患被有效减少甚至避免。因此,可以确保资料的保存安全可靠。

目前,索尼、苹果、戴尔等主流厂家开发的蓝光储存系统已包含通用蓝光盘存储设备、自动检索、机械臂自动调动、采集上载系统、编目系统、审核系统、基于C/S和B/S的检索系统、转码系统、迁移入库系统、下载回迁系统、系统硬件和业务流监控系统、光盘离线管理系统等专业功能,事实证明,蓝光光盘的现有存储技术基本能满足广电网络行业所涉及的重要资料保存和备份需求。

  5.2 经济环保

光盘保存对环境条件的要求非常低;无需恒温恒湿,不使用时可离线保存,24小时内几乎无需能耗,使用时通电即可;保存时间长,且无需定期迁移,能节约大量的迁移成本和人力成本。目前广东广电正在大力建设机房资源,以建设IDC机房为例,采用蓝光盘作为存储方式可有效减少机房的空调设备建设投资、用电运营成本、人工维护成本及建设初期的土建成本,避免大量不必要的投资;成本相对低廉,通过衡量前期成本及后期运营投入,蓝光存储系统是TCO(Total Cost of Ownership 总拥有成本,即从产品采购到后期使用、维护的总成本)总体成本最低的存储系统。耗能低,蓝光储存与传统存储对比可减少40%以上的电力能耗及二氧化碳排放量,可实现响应国家绿色低碳的号召,为降低PM2.5贡献一份力量。

5.3 兼容互通

蓝光存储采用国际统一标准,不仅完美兼容CD、DVD等现有光学存储技术,而且在2010年4月2日的蓝光协会上,宣布了新型的蓝光技术将兼容现有的通用蓝光技术,不会存在磁带跨代不兼容,只能读取不能写入或者只读不写的现象,理论上可以实现无论光盘技术发展程度如何,都可以无限制进行读写的操作。可以与外部系统进行无缝链接,实现内外网的互联互通。

 5.4 可靠高速

蓝光盘长期保存成本低廉,无需重复迁移数据,通用方便。

(1)蓝光盘库达到至少500万次的无故障操作,运营成本极低。蓝光光盘的系统由转码服务器、数据库服务器、上载迁移服务器组成一个高速的FC-SAN网络,这样既能合理利用资源又巧妙地节省了成本。

(2)系统设备通用易于维护,环保可靠。

(3)高速高效,由于蓝光储存系统的蓝光设备读取速度次数远大于磁盘读取,随着电视的数字化进程,蓝光存储保证高效查找指定素材和高速传输高质量的视音频素材。另外,蓝光存储具有的媒体资产管理系统是利用FC网络和千兆以太网相结合的方法能良好解决网络传输速率慢的问题。

蓝光存储的不适宜性

(1)蓝光系统作为“硬存储”的一种方式,系统介质(蓝光光盘)具有不可擦写的特点。目前不适宜使用在经常性修改的文件使用上,例如IDC机房中的镜像缓存、临时文件的备份储存等,但也正因为不可擦写的特点,病毒和意图篡改资料的安全隐患被有效减少甚至避免。更加确保重要资料的保存安全可靠。

(2)蓝光存储系统的应用仍处于初始阶段,挑战与机遇并存。蓝光储存系统目前虽然已在国内外实践应用,例如:Facebook全资料库备份、日本议会中心、上海教育电视台等重要资料机房,但实质上蓝光储存系统仍处于发展拓展期,在未来储存领域的发展中,还有广阔的市场份额和发展空间。

方案应用预期效果

7.1 技术效益

蓝光储存系统在广电行业的应用主要以传媒资料为主,包含互动平台、广电安防类工程、运营及发展等产生的大量需长久备份的资料存储、整理、检索和分析。结合广电网络机房建设计划,通过分析三年的资料数据和储存系统应用评估,对于资料实现的两级分类存储,根据资料分析及运营评估,在两年内实现“三线分布”的整体储存方式。

7.1.1 两级存储

通过分析用户的操作逻辑和使用习惯,系统将数据分类为活性数据和休眠数据,根据不同的数据特性采取不同的存储和管理策略,进行分级存储。

(1)在线存储和近线存储:活性数据为工作中常用的数据资料,约占20%,宜对活性数据采取在线存储和近线存储。

(2)离线存储:休眠数据为工作中不常用的数据资料,约占80%,这些数据具有价值必需保存,但在工作中很少使用,故采取离线存储。

7.1.2 三线分布

采取在线、近线和连线三种存储方式,三线分布的策略,不仅能发挥不同存储介质的最大能力,而且使用成本得到有效的降低。

(1)在线存储:根据数据的访问频度,将访问频度高的数据存储在磁盘阵列中,满足即时访问即时应用。

(2)近线存储:将访问频度适中的数据储存在光盘库中。需要调用时,光盘库自动在“近线”中读取,减小在线储存压力。同时,解决“在线存储”受病毒影响的问题。

(3)离线储存:通过离线光盘库管理设备,将访问频度极低的数据保存在离线光盘中,通过离线柜管理。

 7.3 经济效果

在投资收益方面,由于蓝光储存系统在建设成本中较硬盘储存系统有效的减少了空调系统、机房面积、供电系统的系统构成,这三方面又是机房建设的最主要的投资点,结合国际大型蓝光储存的数据中心相关情况,广东广电网络应用蓝光储存系统可有效减少30%以上的储存机房建设投资,可有效减少50%以上的储存机房运营成本。蓝光储存系统作为新型蓝海产业,结合广电网络已有的客户资源和视频传输优势必将拓展更加广泛的业务空间。

以上述家庭客户和集团客户中建立蓝光云资料平台为例,对比近年百度在投资推广“百度云”后,较项目推广前账户注册数上升47%,付费用户数上升约100%,广电网络必将出现新的业务突破口,更有可能附加带动自有宽带网络、付费用户数等业务的突破。

结论

综合上述因素可知,蓝光储存系统的特性能满足广电网络的发展要求,其可靠的稳定性、读取的高速性、广泛的兼容性、较低的投资成本和运行成本使蓝光备份系统成为未来系统备份的发展趋势。蓝光系统在广电的高效运用在机房建设和系统搭建上都会引领一个全新的模式,不仅如此,在广电的业务发展上,蓝光系统在传统运营模式中的创新盈利还有许多商业价值值得挖掘。相信经广东广电网络有限公司创新后的蓝光储存系统,必将成为未来机房储存发展的趋势,而且其商业模式的扩展不可限量。

特别鸣谢本论文作者:朱明哲、刘婷