制播一體化系統的安全播出保障措施

姜 辛，王新熙

（宿遷市廣播電視總臺，江蘇 宿遷 223800）

1 項目介紹

宿遷市廣播電視總臺高清制播系統一體化項目分為電視節目制作管理系統、演播室管理系統、高清播出系統和媒體資產管理等四個業務模塊，每個子業務模塊都能單獨工作。節目生產與播出總控之間網絡一體、節目信號共享，各模塊通過完善、穩健的系統流程互聯互通，大大提高了節目采、編、傳輸的效率。

整個系統主要分為節目制作和高清播出兩部分。節目制作部分包括演播室、新聞生產和媒資系統，高清播出部分包括總控調度和播出系統，涵蓋了電視節目生產的全部流程。

2 網絡安全需求和措施

2.1 制播文件整體遷移流程

以前的制作與播出互連，一般是簡單的網絡互連，共享存儲。現在的制播一體系統在各自配備獨立數據庫的前提下，使用全域媒體準備（Global Media Preparation，GMP）服務器，在整個制播網絡內查找待播素材，并遷移到指定播出位置。

制作域接口發送文件遷移口令到播出域接口，播出域通過GMP 對播出數據庫進行文件查重。如沒有相同的文件，則GMP 同意遷移。制作域接口收到轉移指令，返回轉移文件的路徑，GMP 調用FTP服務器進行文件的轉移，并進行MD5 校驗。在備播域提供采集、自動技審、人工審核后，同步遷移服務器將二級存儲中的素材轉移至播出視頻服務器[1]。

2.2 網絡隔離需求

制播一體網絡深度互連的同時，必須在制作與播出之間做一定程度的隔離，保證播出系統安全，遵守國家廣播電視總局六十二號令和國家網絡安全等級防護相關規定。對此，宿遷市廣播電視總臺采取安裝防火墻和殺毒軟件等網絡保護措施，以達到相關要求。制播網絡的互連與隔離拓撲如圖1所示。

圖1 制播網絡的互連與隔離

2.3 全流程業務監控

為了進一步提高安全系數，系統設置了全流程業務監控，對業務流程、設備、信號、節目文件進行全面掌握，不僅流程可視化，而且根據不同人員性質，定義不同的監控流程，解決流程故障分析和趨勢預測問題。節目生產部分流程監控如圖2 所示。

圖2 節目生產流程監控

3 提高安全性的信號鏈路設計

在網絡安全設計的基礎上，宿遷市廣播電視總臺通過對信號和鏈路的設計，進一步提高系統的安全性。

3.1 異構多備的服務器

高清播出系統的視頻服務器采用“主+備+三備”的異構形式。主、備服務器的操作系統為Linux，三備服務器的操作系統為Windows。這樣的設計可以避免同一系統問題導致的服務器集體癱瘓。

3.2 多備控制方式

與多備服務器相對應，播控工作站對視頻服務器的控制也采用多備方式。每個頻道配置主、備兩臺播控工作站，均可獨立接管控制主、備服務器，完成播出任務。第三備播控工作站單獨設置，控制三備視頻服務器完成播出任務。

主備播控工作站通過1 臺RS-422 控制信號倒換器，實現對服務器和下游設備的控制[2]。

每個頻道均配備RS-422 倒換器。主、備播控站的控制信號都送到RS-422 倒換器。RS-422 倒換器默認輸出主控信號，同時控制主備視頻服務器、主備16×4 分控矩陣、主備鍵混以及應急磁帶錄像機（Video Tape Recorder，VTR）等設備。

當主播控發生故障，通過心跳線觸發切換，由備播控工作站接管業務，通過RS-422 倒換器控制設備。當主、備播控站都出現故障，無法正常工作時，獨立的第三備播控站仍可控制三備服務器繼續播放節目，通過下游3 選1 開關切換其信號播出。

3.3 主備信號平行的鏈路設計

播出的每個頻道采用分控矩陣做主切換，下游用3 選1 做應急切換。

主、備信號源在分控矩陣換位接入，即主信號源在主分控矩陣為第1 路，備分控矩陣為第2 路；備信號源在主分控矩陣為第2 路，在備分控矩陣為第1 路。三備服務器輸出的互聯網協議（Internet Protocol，IP）信號轉換為串行數字接口（Serial Digital Interface，SDI）信號后，分別在分控矩陣和3 選1 開關處接入。

采用這樣的設計，正常情況下主鏈路輸出主信號，備鏈路輸出備信號，主備信號源在鏈路上是完全平行的，即使主、備其中一路信號中斷，仍然有另外一路正常輸出，不會因為一個信號源出錯就導致主備鏈路全部出錯[3]。

3.4 IP 節目流獨立交換

本項目中，IP 節目流傳輸采用SMPTE 2022-6標準。由于IP 節目流數據量大，且節目數據必須保證完整、正確，技術人員單獨配置了交換機用于其交換傳輸。

SDI 信號轉為IP 流時，首先要將SDI 信息數據化，生成多媒體數據段，之后再按照SMPTE ST2022-6 和SMPTE ST2022-5 標準定義，依次生成數據文件和前向糾錯（Forward Error Correction，FEC）編碼數據塊，之后再生成IP 信息，并利用以太網傳送。IP 流轉換為SDI 信號時，對IP 流進行解包、FEC 糾錯、數據信息校核等處理后，實現SDI信息恢復輸出。

SDI 設備可以做到靜凈切換，即信號切換時處于場逆程，不會導致畫面跳變。在現有網絡技術架構上，為避免IP 節目流與控制網絡相互干擾，采用獨立的IP 播出交換機，只通過固定端口或設備接收軟件定義網絡（Software Defined Network，SDN）控制信息，以保證數據安全[4]。

4 運維管理強化播出安全

隨著網絡技術的發展，廣播電視制播系統呈現運營高效化、運維復雜化趨勢，給事故發現和緊急處理增加了難度，系統日常技術維護的壓力和挑戰日益增加[5]。宿遷市廣播電視總臺根據工作實際需要，采取了以下安全措施。

4.1 加強日常巡檢

管理運維人員每日值班巡查，對系統工作狀況進行全面檢測，并利用系統監控設備輔助掌握系統運行情況。對于節目播出過程中突發的設備事故，值班人員要根據應急措施做出處置，確保節目的順利播放；協助系統維護工程師做好事故排除，并按程序進行報告。

4.2 定期檢修

除日常巡檢外，宿遷市廣播電視總臺還制定科學有序的月檢、年檢計劃，維護方案及操作步驟，對關鍵核心設備如數據庫、視頻服務器、播出控制工作站等定期實施維護，對設備進行重啟。

4.3 規范系統升級操作

播出系統升級操作嚴格遵守相關制度，在升級之前需要進行全面檢查，并制定計劃分批進行。所有升級工作要保留使用說明、測試報告和審批日志等文件，以便后期查看。

4.4 嚴格用戶權限管理

根據廣播電視網絡等級保護制度，制播網絡要對用戶的服務器進行權限分類管理，為不同崗位工作人員設置不同賬戶，配置不同的權限級別。

制播系統的自動化、網絡化要遵守嚴格的工作流程，每個部門分工明確，按工作流程完成節目的安全播出。節目制作完成審核后，上傳到視頻服務器；總編辦編排節目單，審核后發送到播出機房播出控制站；技術部門的播控人員執行播出。整個流程缺一不可，只有各部門相互配合才能保證節目順利、安全的播出[6]。

5 結 語

安全播出是廣播電視工作的前提和底線。全面的系統安全配置、科學嚴謹的技術運維和完善的值班管理，是做好安全播出工作不可或缺的3 個方面。宿遷市廣播電視總臺制播一體化系統既滿足了工作實際需求，又考慮了未來系統技術發展的需求。未來，宿遷市廣播電視總臺將不斷總結工作經驗，跟蹤科技發展，推動電視制播工作取得進步。