數(shù)字付費電視頻道安全播出技術(shù)因素分析及應對策略

王慶宏

摘 要：本文對影響數(shù)字付費電視安全播出的播出平臺的外部環(huán)境、播出平臺的技術(shù)因素和安全播出管理體系三要素進行了詳細分析論證，并根據(jù)實際工作情況，提出了相應的解決方案。

關(guān)鍵詞：電視播出平臺;平臺監(jiān)控與信號監(jiān)測;網(wǎng)絡(luò)安全;文件安全存儲;安全管理體系

中圖分類號：TN949.197 文獻標識碼：A 文章編號：2096-3866（2020）08-0-02

數(shù)字付費電視頻道的安全播出工作是促進社會主義新時代文化建設(shè)的重要工作之一。筆者認為，影響數(shù)字付費電視安全播出的技術(shù)因素可以從三個維度去考量：播出平臺的外部環(huán)境、播出平臺的技術(shù)因素和一套行之有效的安全播出管理體系。本文從這三個方面，結(jié)合央廣數(shù)字付費電視播出平臺的情況做出分析闡述。

一、央廣數(shù)字付費電視播出平臺

全臺網(wǎng)架構(gòu)（見圖1）下的央廣數(shù)字電視播出平臺是基于當今數(shù)字電視技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行設(shè)計建設(shè)的兩頻道高標清兼容播出系統(tǒng)，具有播前緩存、上載、審看、自動技審、節(jié)目文件自動播出、智能監(jiān)控等功能，可嚴格按照編排節(jié)目單執(zhí)行相應的節(jié)目文件播出、節(jié)目信號直播和即時信息發(fā)布，也可通過人工干預完成節(jié)目的插播、順延等操作，充分滿足央廣數(shù)字付費電視播出業(yè)務(wù)需求。

二、影響數(shù)字付費電視安全播出的外部環(huán)境因素及應對

播出系統(tǒng)的外部環(huán)境安全因素主要包括機房物理安全、環(huán)境安全、供電安全和消防安全四個主要因素。

（一）機房物理安全

機房物理安全主要是指數(shù)字電視的播出平臺一定要建設(shè)在一個相對安全的物理環(huán)境下，確保播出平臺可以避免不法人員的干擾和破壞。央廣數(shù)字電視播出平臺位于原中央人民廣播電臺業(yè)務(wù)大樓內(nèi)，播出機房安裝有門禁系統(tǒng)，配置央廣高清閉路安防監(jiān)控系統(tǒng)，播出機房的物理安全基本可以得到保障。

（二）環(huán)境安全

環(huán)境安全主要指確保數(shù)字電視播出平臺核心機房溫度、濕度、防塵、靜電符合《廣播電視中心技術(shù)用房室內(nèi)環(huán)境要求》（GY/T5043）的規(guī)定，機房接地、布線、外部環(huán)境符合《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》（GB50174）的B級要求。播出機房在土木裝修期間進行了隔塵、降噪、工藝接地等處理，安裝兩部大金VRV X系列8HP多聯(lián)空調(diào)，確保核心機房防塵效果和溫濕度達標。

（三）供電安全

播出用電安全是數(shù)字電視安全播出的基本條件，在數(shù)字電視機房電源設(shè)計施工中，對每個電源配電柜，我們采取兩個不同變壓器低壓回路的UPS供電的技術(shù)方案。在機房安裝A、B兩個30KW Schnelder BP-30KW型配電柜，單母線分段供電。配電柜的上游電源來自于兩個不同的UPS電源回路，UPS電池組后備時間滿足實際負荷工作30分鐘以上。每個設(shè)備機柜的兩個PDU插座電源分別引自A、B兩個不同電源機柜出線回路，確保設(shè)備的用電安全。

（四）消防安全

消防安全是影響數(shù)字電視安全播出的外部環(huán)境因素之一。為此，我們在播出機房設(shè)計安裝一套氣體消防滅火報警系統(tǒng)，設(shè)置煙感自動探測器15個，氣體噴淋閥6個，7*24小時監(jiān)測機房的消防情況，以確保機房消防設(shè)施符合《廣播電視建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GY5067）的要求。

三、影響數(shù)字付費電視安全播出的技術(shù)平臺因素分析及策略應對

安全播出的實質(zhì)就是依照播出預定計劃，完整、高質(zhì)量、不間斷完成節(jié)目基帶信號（SD-SDI/HD-SDI）傳輸?shù)倪^程。影響數(shù)字電視播出的技術(shù)平臺因素主要包括節(jié)目文件的安全存儲、播出鏈路的可靠性、播出文件的校驗和技審、播出平臺設(shè)備的監(jiān)控和信號的監(jiān)測、播出過程的精準控制、播出平臺的網(wǎng)絡(luò)安全六個方面內(nèi)容。

（一）待播節(jié)目文件的安全存儲與播出

數(shù)字電視頻道主要有兩類節(jié)目信號源，演播室直播節(jié)目信號和硬盤播出節(jié)目信號，按照《廣播電視安全播出管理規(guī)定》的要求，演播室主備直播節(jié)目信號應通過兩條以上不同路由傳送至播出系統(tǒng)，這里不再贅述?；跀?shù)字電視的實際情況，播出平臺視頻服務(wù)器采用1+1+1的技術(shù)方案進行建設(shè)。主、備視頻服務(wù)器采用相同品牌型號的MediaDeck7000，有效容量為6T，異構(gòu)第三備播服務(wù)器采用D3-AIR APM服務(wù)器，有效存儲容量為9T，主備服務(wù)器和第三備服務(wù)器通過大洋克隆（clone）播出技術(shù)，確保播出節(jié)目的準確同步播出。播出素材存儲采用二級存儲的技術(shù)方案建設(shè)，二級存儲采用MediaGrid3000，32T的存儲容量，1GB/s的有效讀寫帶寬。待播節(jié)目首先遷移至二級存儲，播出平臺根據(jù)節(jié)目單自動進行播出文件的遷移，改變了原系統(tǒng)中只有播出服務(wù)器一級存儲的狀況，減輕播出服務(wù)器在線存儲的運算速度和帶寬的壓力。

（二）播出鏈路的可靠性

播出系統(tǒng)鏈路設(shè)備主要包括總控矩陣、切換設(shè)備、鍵控設(shè)備、字幕機和音視頻放大分配器等，系統(tǒng)鏈路設(shè)備主要采用Miranda公司的產(chǎn)品。在技術(shù)方案的設(shè)計實施過程中，在系統(tǒng)鏈路節(jié)點上下游配置跳線盤，確保某一設(shè)備出現(xiàn)故障時信號可以通過跳線方式，旁路故障點。信號傳輸鏈路均采取主備雙路傳輸方式，且具備主備切換功能。信號鏈路的主要設(shè)備均采用雙電源單元供電的方式，設(shè)備的雙電源外接電源分別取自于設(shè)備機柜的兩個不同PDU電源插座。

（三）播出文件的校驗及技術(shù)審核

為保證待播文件在傳輸過程中的安全性，對待播視頻文件進行文件完整性的校驗是必不可少的工作。我們在兩臺備播服務(wù)器和兩臺遷移服務(wù)器系統(tǒng)中內(nèi)嵌MD5校驗模塊，進入備播服務(wù)器、遷移服務(wù)器接口緩存中的素材文件，均需通過MD5校驗，證明數(shù)據(jù)文件無損壞且具備完整性后，方才能進入系統(tǒng)，完成備播流程。備播服務(wù)器對于從外系統(tǒng)接收到的文件素材，需進行MD5校驗，驗證傳輸過程的安全性。對于通過上載工作站導入的素材文件進行技術(shù)指標的審核也是確保安全播出的重要步驟，播出平臺配置兩臺自動技審服務(wù)器，運用智能數(shù)據(jù)分析技術(shù)，完成對素材的自動技術(shù)指標審核任務(wù)，以保證素材文件的視音頻技術(shù)質(zhì)量，為前臺人工審核提供參考。對于自動技審結(jié)果未合格的節(jié)目文件，將生成人工審核任務(wù)，對故障點進行人工確認。

（四）播出進程的精準控制

在確保播出硬件的冗余設(shè)計建設(shè)和播出文件技術(shù)審核的同時，一套安全穩(wěn)定、操作簡單方便、控制精確有效的播控軟件是諸多控制軟件的核心和靈魂。播出控制軟件主要通過控制視頻服務(wù)器、切換設(shè)備、錄像機等設(shè)備，按播出串聯(lián)單完成數(shù)字付費節(jié)目的播出和臺標、字幕疊加工作。

部署在數(shù)字電視播出平臺的播控軟件應該具備以下主要的功能特點：第一，操作界面設(shè)計簡潔、操作方便，而且可以做到幀精度操作控制;第二，支持全硬盤自動播出方式，支持順序、定時、手動、定點插播等多種切換方式;第三，提供保持、手動切換、主從切換、墊片播出等多種人工緊急干預手段;第四，提供準確的播出串聯(lián)單邏輯時間檢查功能，對播出節(jié)目及字幕角標的播出時間進行邏輯時間檢查，發(fā)現(xiàn)問題可提供醒目的報警提醒;第五，在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，播出控制軟件可以繼續(xù)執(zhí)行已加載的節(jié)目單文件，對播出服務(wù)器的節(jié)目文件進行控制播出;第六，可實現(xiàn)對服務(wù)器、矩陣、切換開關(guān)等設(shè)備狀態(tài)的檢查、提示和報警。經(jīng)過招標，央廣數(shù)字付費播出平臺最終采用了中科大洋科技股份有限公司的數(shù)字化播出系統(tǒng)2.0 D3-AIR APM自動播出控制軟件。

（五）播出平臺的監(jiān)控與信號的監(jiān)測

播出監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)是確保安全播出必不可少的輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)可完成對平臺的設(shè)備及播出的SD/HD SDI、ASI、開放環(huán)路DVB信號進行監(jiān)測和預警。我們部署了睿御監(jiān)管系統(tǒng)和UnityAres監(jiān)測前端系統(tǒng)。監(jiān)控對象主要包括播出網(wǎng)絡(luò)、備播存儲、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、播出控制工作站、播出視頻服務(wù)器、FTP遷移服務(wù)器等，該系統(tǒng)可實現(xiàn)對在線播出設(shè)備和播出流程的全程監(jiān)控。通過對播出鏈路上的多節(jié)點進行監(jiān)測，根據(jù)視音頻信號、碼流、信道各層面的監(jiān)測數(shù)據(jù)，完成故障歸檔、報警、展現(xiàn)，從而幫助播出值班員快速應急，提高故障處理效率。

（六）網(wǎng)路安全方面

播出平臺網(wǎng)絡(luò)安全是安全播出技術(shù)因素之一?；跀?shù)字電視播出流程和網(wǎng)絡(luò)安全性的考慮，播出平臺通過部署兩臺網(wǎng)神SecSIS3600網(wǎng)閘進行安全防護和數(shù)據(jù)隔離。在播出平臺內(nèi)部署堡壘主機、SOC服務(wù)器、日志審計、漏洞掃描和防病毒服務(wù)器用于日常的審計和防病毒、防攻擊管理。在播出平臺內(nèi)部署三臺H3C S5120-28C-EI交換機，劃分為兩個獨立運行的物理子網(wǎng)，播出傳輸系統(tǒng)核心交換機由兩臺H3C S5120-28C-EI堆疊組成，主要承擔播出傳輸系統(tǒng)內(nèi)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換和系統(tǒng)間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。系統(tǒng)內(nèi)監(jiān)控數(shù)據(jù)與存儲心跳檢測由另外一臺H3C S5120-28C-EI承擔，從而有效地避免了監(jiān)控數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的相互干擾。

四、安全播出管理體系

一套行之有效、科學合理的安全播出管理體系是數(shù)字電視頻道安全播出的必要條件。安全播出管理體系可以確保播出平臺日常的正常運行和維護。在播出平臺出現(xiàn)異常時，也可以通過規(guī)范化、標準化的操作進行應急處理。結(jié)合數(shù)字電視頻道的特點，央廣數(shù)字付費電視頻道在實際工作中，逐漸豐富完善了一套數(shù)字電視安全播出管理體系，并在工作實踐中不斷豐富、不斷改進提高。

五、結(jié)語

數(shù)字付費電視的安全播出工作，不能只考慮播出系統(tǒng)本身的安全性，還需對播出平臺進行科學的管理和維護，還需建立一套科學完善的安全播出管理體系，并嚴格執(zhí)行。隨著4K高清電視技術(shù)、5G技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字電視技術(shù)工作人員應及時更新技術(shù)知識，提高業(yè)務(wù)水平，為社會主義新時代的廣播電視事業(yè)不斷努力。