市級電視臺安全傳輸平臺的設計與實施

王天宇

（鹽城廣播電視臺，江蘇 鹽城 224000）

0 引 言

隨著網絡技術的普及，計算機網絡技術被應用到生產生活的各個方面，其中傳媒行業也正經歷著一場深層次的變革。網絡技術的普及使網絡上的數據交互日益頻繁，導致網絡安全問題日益突出，因此網絡信息安全成為一個重要課題。

隨著業務的擴展和當前廣播電視技術的發展，打通廣電集團各個業務板塊，建設全臺網、融媒體甚至全媒體已成為一個趨勢。隨著《中華人民共和國網絡安全法》的頒布，需要在符合國家法律的前提下建設和維護媒體平臺。

網絡安全涉及廣電領域的各個方面，核心在于在各個業務板塊之間建立可靠的安全網絡連接與數據交換體系。在媒體融合的大背景下，網絡媒體、移動4G以及5G技術的普及應用豐富了視頻素材的來源，使得電視臺的視頻節目內容向多渠道和多樣化轉變。由于數據量越來越大，系統需要保持足夠的吞吐量和具有相應的擴展性能。

廣播電視制作與播出系統具有特殊的安全使用需求，工作流程獨立，是與外部公網物理結構隔離的內部局域網絡系統。如何將節目、電視劇制作以及播出系統與外部素材對接，如何兼容格式多樣的視頻素材并實現較高的數據傳輸效率，如何保障制作與播出的系統安全，是亟需解決的問題。

1 系統現狀與需求

鹽城廣播電視臺擁有集電視頻道、廣播頻率、網站、報刊以及移動電視的全媒體平臺，目前已經實現新聞、民生類節目的錄制、采集、編輯、制作以及播出流程的數字化。臺內網絡架構主要由1個辦公OA網絡系統、1個電視劇上載制作網、1個新聞非編制作網、1個民生非編制作網以及播出系統等網絡系統構成，承擔臺內辦公業務、自辦節目以及電視劇的生產、播出工作。

隨著臺內業務內容和工作模式的轉變，越來越多的渠道且格式多樣的外來視頻素材需要快速導入非編制作網以供后期剪輯和包裝，如記者回傳素材、網絡素材、收錄素材以及外包節目素材等。雖然現有制作網系統提供了外部素材導入的接口，在現有系統與外網之間通過擺渡系統USB 2.0版本傳輸數據，但其存在諸多穩定性、安全性和傳輸效率上的問題。首先，由于采用USB2.0線纜傳輸，實際傳輸速率在10～15 Mb/s。其次，缺乏完善的安全防護體系，只能識別文件后綴名，不能檢測文件根本屬性，與外網數據交互時給系統帶來了安全隱患。最后，電視劇高清化后單個文件大，連續性大文件在USB 2.0傳輸中的穩定性較差。針對上述問題，電視臺需建立一個高效、安全以及穩定的數字安全傳輸網絡平臺，從而實現視、音頻數據在各個業務板塊間的交互。

2 安全平臺的架構設計

為了更好地提升節目制作效率與質量，根據科學的數字化、網絡化發展規劃和高清內容產業戰略，在保持原有工作流程的基礎上，充分利用現有設備資源建設安全傳輸平臺系統，并對現有網絡的安全互聯傳輸進行規劃，同時做好風險應急分析，建立完善的應急機制。

安全平臺的架構主要依據臺內現有設備情況來構建。鹽城廣播電視臺內各業務板塊和子網相互獨立，要實現業務和視頻數據上的互聯互通，需要在業務板塊之間建立安全的物理通路將板塊聯系起來，然后根據不同板塊間的業務需求增加相應的功能模塊。

目前，國內常用的技術是基于USB串行通信和網閘等技術，采用低速交換技術，傳輸速率為30～50 Mb/s。有些所謂的多線路并行技術，實際上是解決多個小文件的采用USB串口的通信技術，對于任意單一文件的傳輸速度沒有得到質的提高。

根據鹽城廣播電視臺實際需求，傳輸平臺采用基于PCI-E傳輸結構的產品體系、國內外全新的技術標準、目前最快速的總線擴展和交換體系、內存交換技術以及銅纜雙向通信機制，保證了信號傳輸的安全可靠，傳輸速率達到了萬兆級別。硬件上采用專用的硬件協議通道，病毒無法穿透，實現了網絡間的物理安全隔離。數據傳輸應用場景拓撲圖如圖1所示。系統主要由安全管理、單向傳輸硬件以及傳輸控制軟件組成，總體結構如圖2所示。在系統安全管理上，采用多種技術來實現系統的安全，具體結構如圖3所示。

3 安全平臺利用的技術與系統

3.1 深度文件檢測機制系統

根據目前病毒的隱藏方式和發作機制，研究和開發了高安全性的深度文件檢測機制系統。采用全景式文件檢測體系，能檢測目前已知的4 000種文件格式，并建立對應的文件檔案。深度文件檢測可以杜絕文件攜帶病毒代碼的可能性，做到無毒傳輸。

3.2 數字水印技術

數字水印技術的目的是防止在傳輸過程中文件被惡意篡改或損壞，保證文件在系統傳輸中的唯一性和一致性。本系統采用MD5全文水印技術，保證系統可以可靠地跟蹤和處理每個字節的變化，如圖4所示。

圖1 數據內容傳輸應用場景拓撲圖

圖2 總體結構示意圖

圖3 安全技術結構圖

3.3 黑白名單技術

系統中存在多種文件格式，在傳輸文件過程中采用黑白名單技術，將要傳送的各種常見文件格式定義到白名單中，而將禁止傳輸的文件格式添加到黑名單中，以禁止該類型的文件傳輸。

系統在運行過程中出現設備宕機、機房停電以及設備重啟等情況導致文件傳輸中斷時，在系統恢復后，需通過文件重傳機制重新傳輸文件，保證文件的完整性。

圖4 數字水印技術示意圖

3.4 制作網打包服務系統

安全生產和播出是電視臺的生命線，是一切工作的重中之重。制作網與播出網是兩套獨立的網絡系統。要完成這兩個板塊的安全對接，需要完成物理通路和格式內容兩個方面。針對物理通路，在制作網與播出網之間建立高安全區，完成信息數據交互的同時，保證兩套系統各自的獨立性和安全性。對于格式內容，在制作網建立統一的打包轉碼平臺，將送播節目文件統一打包轉碼，完成制作網視頻文件與播出的無縫對接，保障播出安全。

在現有Auto Net制作網絡環境中，建設兩臺打包服務器，搭建打包服務系統進行網絡環境工程的集中打包。系統采用優秀的軟件編解碼算法，充分利用打包服務器的系統資源，實現高效率的打包服務。系統支持非編工程和串編工程的分段、快速及實時打包。在現有打包服務器配置下，系統能夠實現較高的打包效率。

3.5 AUTO.AES視音頻技術審查服務器

為了保證節目文件送播的視頻質量，保障播出安全，平臺在播出網絡前端配置新奧特公司的AUTO.AES視音頻技術審查服務器。系統采用可定制流程化的技審業務流程服務，嚴格把控視頻黑場、閃爍、馬賽克、RGB色度、亮度、夾幀，音頻峰值以及噪聲等指標，同時配置人工技審系統，二次審核自動技審的結果。平臺整體網絡拓撲如圖5所示。

圖5 安全平臺網絡拓撲圖

4 結 論

市級電視臺安全傳輸平臺是根據全媒體形式下多樣化的素材使用和臺內網絡互聯互通需求建設的。安全傳輸平臺采用高速、可控以及安全的數據交換，構建了統一視頻轉碼系統及統一打包系統，在保持原有工作流程的基礎上，充分利用現有設備資源對現有網絡的安全互聯傳輸和應急風險進行規劃和分析，建立了完善的應急機制。平臺既保障了臺內現有網絡系統的安全性，又實現了外網、制作網以及播出網絡的互聯互通，同時提高了傳輸效率和系統的穩定性，有效提升了節目制作效率與質量，可為電視臺全媒體業務的發展提供了技術支持。