Scale-out-Clusterspeicher für File-basierte TV-Produktion

Qvest Media erneuert beim rbb die zentrale Video- Produktionsumgebung mit EMC Isilon

| Autor / Redakteur: Walter Schadhauser / Rainer Graefen

Ein Blick in die Bildregie des rbb.
Ein Blick in die Bildregie des rbb. (Bild: rbb)

Dem Bereich Medienproduktion stehen große Veränderungen bevor, da sich Datenformate, Datenmengen und Bearbeitungszeiten drastisch verändern. Damit die Produktion den Bedürfnissen der Konsumenten nicht hinterherläuft, entschloss sich der rbb zu einer Rundumerneuerung bei der Fertigung wichtiger Sendeformate.

Weltweit werden inzwischen jährlich mehr als 1,8 Zettabyte an Daten produziert. Aktuell gehen Trendprognosen davon aus, dass sich dieses Volumen nahezu alle zwei Jahre verdoppeln wird. Nicht nur die Menge an Daten wächst, sondern auch ihre Komplexität steigt.

Es mangelt an konsistenten Datenstrukturen, und neu geschaffene Inhalte werden mit zunehmender Geschwindigkeit wieder obsolet. Derzeit sind vor allem Industrieländer verantwortlich für das weltweite Datenaufkommen. Es ist daher davon auszugehen, dass durch das Wachstum weiterer Schwellenländer das Datenvolumen weiter exorbitant steigen wird.

Die vorhandenen Storage-Kapazitäten haben schon 2013 nur noch ein Drittel der generierten Daten speichern können. Um 2020 wird die Kapazität nur noch für circa 15 Prozent der Daten ausreichen. Über die Hälfte der produzierten Daten gelten dabei als überflüssig und müssen nicht dauerhaft gespeichert werden.

Video-Produktion mit Dateispeichern

Eine erste Erkenntnis aus dieser Massendatenproblematik: Mit herkömmlichen Methoden lässt sich diese Datenflut mit ihren vielfältigen Datenformaten nicht mehr bewältigen, und gerade im Medien- und Broadcast-Umfeld ist dies in den vergangenen Jahren deutlich spürbar geworden. Der Rundfunk Berlin-Brandenburg (rbb) hat sich deshalb entschlossen sein IT-Equipment auf den fortgeschrittensten Stand der IT-Technik zu bringen, um mit der Schnelllebigkeit des digitalen Universums mithalten zu können.

Bei der Modernisierung der Technik des rbb für eine File-basierte Produktion war deshalb auch der Neu- und Ausbau von Speicherkapazitäten ein wichtiger Projektbestandteil. Der Systemarchitekt und Integrator Qvest Media setzt hier vorzugsweise auf die Lösungen von EMC, um die Senderstandorte des rbb in Berlin und Potsdam mit skalierfähigen Speichersystemen auszustatten.

Schon jetzt werden eine Reihe von Sendeformaten, darunter das regionale Nachrichtenprogramm Brandenburg Aktuell, "zibb – zuhause in Berlin & Brandenburg" sowie das Wirtschaftsmagazin "was! – Wirtschaft, Arbeit, Sparen" mit Hilfe der neuen Speichersysteme produziert. Die vollständig Datei-basierte Plattform besteht aus der Kombination einzelner Systemkomponenten, die um das Video Production Management System (VPMS) von Arvato Systems gruppiert sind.

Ein integrierendes Arbeitsumfeld

Qvest Media oblag es, die Spezifikationen der von diversen Anbietern stammenden Einzelkomponenten aufeinander abzustimmen und dem vom Institut für Rundfunktechnik (IRT) für ARD und ZDF entwickelten MXF Broadcast-Standard HDF02a mit AVC-Intra 100 Codierung einzubinden. Keine leichte Aufgabe, die Infrastruktur so bereitzustellen, dass die "Altdaten" ohne größeren Aufwand für die neue Arbeitsmethodik aufbereitet werden können.

Für den zentralen File-Ingest und File-Upload, der auf Lösungen von EVS aufbaut, sorgt eine über beide Standorte aufgespannte Amberfin-Farm des Herstellers Dalet, um das gesamte Material auf ein einheitliches Produktionsformat zu bringen.

Avid Interplay Transfer Engines und VPMS ermöglichen das Ingestieren in die Postproduktion und die Übergabe an das EVS-Playout. Die zwei Avid-Postproduktionsinseln des rbb, mit 13 Craft Editing-Plätzen in Potsdam und 17 in Berlin, sind jeweils an ein Avid ISIS Speichersystem angeschlossen, das als Bearbeitungsspeicher für die Postproduktion fungiert.

Sämtliche Produktionsdaten werden zusätzlich auf der zentral vernetzten Speicherinfrastruktur der EMC Isilon abgelegt. Diese verfügt mit 167 Terabyte in Potsdam und 307 Terabyte in Berlin erst einmal über ausreichend Speicherkapazität für rund 2800 beziehungsweise 5100 Stunden HD-Material im AVC-Intra 100 Codec.

Wächst der Speicher, wächst die Performance

Die neue File-basierte Produktionsplattform benötigt diesen innovativen Speicher, da die Speicherlösung des Vorgängersystems mit dem Global Parallel Filesystem (GPFS) nicht mehr auf die gestiegenen Anforderungen anzupassen war.

"Der alte GPFS-Speicher", erklärt Marco Berndt, zuständiger Projektleiter bei Qvest Media, war technisch und wirtschaftlich nicht mehr verwendbar, und somit wurde ein neuer zentraler Speicher benötigt." Die Suche nach einer Alternative nahm einige Zeit in Anspruch.

Referenzprojekte, die von Qvest Media in vergleichbaren Installationen umgesetzt wurden, wiesen schließlich den Weg: Sie zeigten, dass Datendurchsatz, Datenredundanz und Ausbaufähigkeit der Isilon-Systeme den Anforderungen der File-basierten Produktion gerecht werden.

Zusätzlich unterstützt ein Isilon-Cluster die wesentlichen Funktionen eines zentralen Produktionsspeichers in idealer Form. Hierzu gehören die Scale-out-Architektur, die für eine lineare Skalierung von Speichergröße und Bandbreite sorgt, sowie die große Zahl der unterstützten File-Sharing-Protokolle.

Ein weiteres Plus ist die mühelose Integration: Ist ein Isilon-Cluster ausgepackt und aufgestellt, nimmt seine erste Inbetriebnahme wenig Zeit in Anspruch. Alle Ressourcen-Erweiterungen konfigurieren sich automatisch zu einem einzigen Speicherpool. Es müssen dann lediglich die nachgeschaltete Administration und das Support-Management für einen Cluster gewährleistet werden.

Beschleunigter Video-Workflow

Die vielseitige und zugleich robust gehaltene Scale-out-Architektur ermöglicht einen enorm schnellen Zugriff auf sehr große Datenvolumina und verringert zugleich die Systemkomplexität. Beides trägt zur Kostenminimierung bei, indem zusätzliche, untereinander verknüpfte Cluster eingespart werden können.

"Gleichzeitig ist ein Isilon-Cluster hoch verfügbar und fehlertolerant", sagt Berndt. Wie performant das Storage-System ist, zeigt sich beim rbb auch daran, dass alle Mitarbeiter auf die Speicherplattform zugreifen können, um mittels des Media Asset Management (MAM) Systems, den gesamten Content zu verwalten.

"Das Ziel des Projektes ist es, mit Hilfe des Asset Management System VPMS des Herstellers Arvato Systems eine Datei-basierte Produktionsumgebung für den ganzen rbb zu schaffen", erklärt Jakob Brüning, Projektleiter des rbb.

Das Gesamtsystem umfasst unter anderem das MAM ebenso wie die umfassende Workflow-Orchestrierung, Transcoding, Postproduktion und Systeme zur Qualitätskontrolle. In diesem Gesamtkonstrukt produzieren unsere Mitarbeiter in Summe nun rund drei Terabyte Daten pro Tag - Tendenz steigend.

Um dieses Volumen zu managen, setzt der rbb insgesamt zwei Isilon-Cluster ein: Im Bereich des Testzentrums in Potsdam wird ein X200-Knoten verwendet. In der Produktion in Potsdam und Berlin kommt das Modell S200 zum Einsatz. Die aktuelle Grenze der Speicherkapazität des X200-Systems liegt bei 6,9 Petabyte, hat also noch Raum für das 40-fache Volumen der derzeitig installierten Speicherkapazität.

Ein ausbaufähiges Produktionssystem

Mit der realisierten "kleinen" Ausbaustufe von aktuell 167 Terabyte ist beim rbb also noch reichlich Luft nach oben, und eine spätere Erweiterung der Isilon-Infrastruktur stellt erfreulicherweise kein Problem dar. Dies erklärt, dass der rbb die gesamte Datei-basierte Fernsehproduktion, Speicherung und Verwaltung der HiRes-Daten sowie aller zugehörigen Essenzen dem System bedenkenlos anvertraut.

So werden neben den HiRes-Videos auch LoRes-Proxy-Videos, Keyframes als TIFF- und JPEG-Dateien, Untertiteldateien und Audios auf der Speicherplattform abgelegt. Damit jeder rbb-Mitarbeiter auf diese Daten zugreifen kann, sind die Systeme nahtlos mit den Bearbeitungszentren und dem systemübergreifenden MAM-System verbunden. "Die Isilon-Cluster sind unter Verwendung des LACP-Protokolls direkt mit 10-Gigabit-Ethernet auf Fabric Extender (FEX) der Core-Switche verbunden", so Marco Berndt.

Darüber hinaus wurden die Administratoren der Standorte Potsdam und Berlin in Anwender-Trainings des Dienstleisters Qvest Media intensiv auf dem neuen Produktionssystem geschult. Dem Systemarchitekten ist dank der gelungenen Projektumsetzung auch die Verantwortung für den Service der neuen Produktionsarchitektur des rbb für die nächsten fünf Jahre übertragen worden.

"Wir haben das Projekt in Potsdam auf den Tag genau im Zeitplan realisieren können. Insbesondere vor dem Hintergrund der parallel angelaufenen Modernisierung und jetzt begonnenen Vernetzung mit dem Standort Berlin freuen wir uns, auf einen nahezu reibungslosen Projektverlauf trotz großer Herausforderungen zurückblicken zu können“, freut sich Brüning.

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