長春電視臺播總控系統安全性分析

徐雁濤 徐雁平

[摘要]這次改造是根據硬盤播出系統的設計理念，采用集中存儲、數據庫服務器、OMNEON視頻服務器多層體系結構，形成一個完整的、可靠的、統一的網絡化技術平臺，并結合臺里今后全臺網的發展需要，對系統的安全性，軟件、硬件設備安全性、可靠性進行重點考查，在對系統安全性設計方案進行深入研究后決定的。

[關鍵詞]安全性軟件硬件

中圖分類號：TN94 文獻標識碼：A文章編號：1671—7597(2009)1020017—02

長春電視臺數字播總出系統的改造已經完成，這是一個具有錄像機采集、總編室編單、廣告編單、重播重審、MSV采集、播出控制等功能，播出系統達到全數字化的環境，是一個智能化、自動化、數字化的系統。能夠完成長春電視臺的信號處理、分配、調度、傳輸、監測、播出等工作。完全達到了數字化改造的目的，大幅度的提高了工作水平和效率，為下一步全臺數字化改造打下了一個好的基礎。

當前，隨著計算機的發展，硬盤服務器的成功應用到廣播電視領域，視頻壓縮技術、大容量存儲技術和傳輸技術的迅速發展，使得以硬盤存儲為基礎建立電視數字化硬盤播出系統的方式為廣播電視領域的同行接受，已經普遍應用到廣播電視的節目播出系統中。

這次改造是根據硬盤播出系統的設計理念，采用集中存儲、數據庫服務器、OMNEON視頻服務器多層體系結構，形成一個完整的、可靠的、統一的網絡化技術平臺，并結合臺里今后全臺網的發展需要，對系統的安全性，軟件、硬件設備安全性、可靠性進行了重點考查，在對系統安全性設計方案進行深入研究后決定的。

下面就方案安全性做一些分析。

一、分控播出系統

5個頻道的分控部分主要包括主備切換矩陣、鍵混器、播出控制工作站、字幕機、周邊設備、技術監測設備和電視墻等。

在分控中5個頻道播出系統采用主路切換臺，備路切換開關加上鍵混器方式，監視采用多畫面分割的方式，每個頻道配置兩臺錄像機，雙通道鍵混器以及字幕機等設備。

選用2臺利取16X4嵌入音頻SDI切換矩陣為主要信號源切換設備，切換臺是信號的處理中心。按鍵選信號，切換臺的功能強。這次選IS750型IID／SI)——高清兼容高處理能力切換臺，保證信號切換。

1AB切換功能。

2加臺標、時標功能。

3音頻、電頻、音量調整控制。

功能強大的切換臺功能只應用了一部分。儲存logo動畫素材、信息資源疊加、特技、兩路信號處理、縮小、放大、音頻處理，連續畫面播放、更擴展的模板的處理。現在我們應用的是切換功能，加臺標、時標功能，音頻、電頻、音量調整控制。主備通道倒換開關，具有斷電旁路功能，安全性高。

鍵處理在切換臺，由于存儲空間大，可存放大量的臺標、角標等，自由選擇，最多可完成四個不同的LOGO播出。把鍵控器放在切換器后面，保證主路輸出為雙層臺標，各路輸出為單層臺標，當主通道路出問題時倒到各通路，或者切換臺出現故障時，臺標沒了，倒換過去后，各通路有臺標，保證臺標永遠在。

二、視頻服務器安全性分析

視頻服務器是整個數字化硬盤播出的核心，Onneon視頻服務器具有先進的模塊化設計、嵌入式的操作系統、軟件支持各種商標清格式、4向的智能擴展能力、快速故障自動恢復功能。這些優越的性能，不僅使我臺從模擬磁帶播出改造為數字硬盤播出，更幫助我臺擁有了國內領先的播出系統，使得我臺將來可以為觀眾提供更高質量的電視節目。并且在將來的3到5年仍然能夠保持長春臺的技術先進性，日后通過簡單軟件升級就可以支持更多、更新的視頻格式，以及可以通過增加編解碼模塊或存儲模塊來滿足臺里通道、空間、甚至是頻道的增加。這個選擇不僅僅滿足了電視臺現今的使用需求，還為電視臺將來的發展提供了堅實的基礎。

配置主、各服務器，主機模塊、編解碼模塊、存儲模塊完全鏡像，在出現故障可以迅速的完成主、備的切換，確保播出的安全。

所有主機、磁盤陣列、編解碼設備都有獨立電源，并且關鍵性設備，如視頻服務器主機、磁盤陣列、多端口解碼設備為避免單點電源故障，都配備有雙電源模塊。這種方式使得功率分配合理，電源故障的發生率大大降低，每一點的電源故障不會對整個系統有影響。

編解碼設備與主機通過1394線進行連接，可熱插拔，可隨時增加、減少編解碼設備，即插即用，無需關機，保證了播出系統的不問斷穩定運行。同樣當編解碼設備故障時，可立即更換，只需從主機拔除1394連接線，并更換新編解碼設各，即可恢復正常，整個過程無需服務器關機，也無需打開服務器更換故障設備。

視頻服務器主機使用嵌入式操作系統，服務器采用了Omneon公司為服務器性能及存儲進行優化過的UNIX操作系統，安全穩定，不會感染病毒。

操作系統寫在專用芯片上，無系統盤，無須擔心系統盤故障，安全性極高；與存儲系統采用雙光纖鏈路進行連接，避免單點故障。

啟動速度快，當主各機其中一方重新啟動只需要55秒就可以實現啟動完成并同步播出。

磁盤陣列具有雙光纖連接模塊(互為冗余)，避免單點故障。每個磁盤陣列具有16塊光纖硬盤，每8塊為一組，每組中7塊作(6+1)的RAID3，剩余1塊作為熱備盤，雙重數據安全保證，確保數據安全：磁盤陣列中的硬盤支持熱插拔。

視頻服務器中左右部分分別承載了4個節目上載通道，5路主各播出通道，還承擔著將節目傳輸到主或各服務器的任務。為了保證節目的正常上載、傳輸與播出，此部分的設計中對于數據壓力在上面部分做了準確計算，保證了在滿負荷工作狀態下(所有通道同時工作，并且同時通過網絡傳送文件)，仍可以正常工作。

所配各的磁盤陣列通過計算也完全滿足存儲空間的要求以及1／0帶寬的要求。

由于所有端口及主機基于模塊化設計，所有的上下載端口都支持熱插拔，在系統出現故障時，系統會向管理員及時醒目提示報警，管理員可以輕松判斷故障并解決，如果模塊不能正常工作通過熱插拔就可以直接更換故障模塊，不需要停機并打開機箱更換編解碼板，最大限度的保證了上載及播出工作的正常進行。

三、軟件的安全性分析

當前以視頻服務器為核心設備的數字播控系統對播控軟件的要求不再僅僅關注軟件本身對設備的控制能力，還要求軟件能提供一個保證系統數據、流程和維護安全的業務運行環境。臺里對播控軟件的要求可概括成四句話：穩定可靠、技術先進、功能完善和操作方便。這在客觀上既要求軟件開發商內部有一套先進的開發管理方法和良好的質量管理體系，同時也要求軟件開發商對播控關鍵技術有透徹的掌握，并對電視臺的應用有深刻理解。

軟件作為本系統控制及網絡的核心。在軟件控制及管理引入播出系統后，其功能多、方便快捷及多種的操作方式為播出系統帶來了無法比擬的優勢。過去用軟件控制錄像機進行帶播仍然需要人工的進行很多操作，在

本次硬盤播出改造后完全由軟件進行自動化控制，這使得人力得到了最大的解放，并且可以提供多種的播出方式。由此可見其安全性將決定整個播出系統的安全及穩定。

長春臺在選擇播控軟件時對其安全性、穩定性進行了多方面考察，最終選擇了在中央電視臺、深圳臺、武漢臺等多家省市級電視臺穩定使用的sobey網絡化控制軟件，在具備臺里提出的安全性、穩定性等要求外，同時為將來的全臺互通提供各種接口，方便長春臺日后的全臺網建設。

自動播控網絡系統軟件由下列功能組件組成：節目單編輯模塊、節目上載和回看編輯模塊、設備共享模塊、播出控制模塊、監測報警模塊、數據庫管理模塊、數據統計模塊、素材管理模塊、用戶管理模塊等。各子系統緊密配合，構成完整的自動播出網絡，系統結構清晰，具有良好的開放性和擴展性，充分考慮各種對外接口，有利于今后的系統擴展和升級。并且sobey播控軟件是基于全臺網設計的播控軟件，除確保高可用及穩定的播出外，為我臺日后的制播一體網及全臺網的建設提供了堅實的基礎。

在播出系統軟件的設計遵循以下設計原則：

1、實時性

實時性是一個成熟系統中非常重要的方面，我們希望系統有快捷、準確的反應速度及切換速度，確保安全穩定幀精確播出。

2、安全性

數據庫服務器使用多重備份方式，同時在每一臺工作站提供本機ODBC數據庫，保持和數據庫服務器的完全鏡像，在網絡出現故障的情況下仍可使用并可以恢復數據庫服務器的數據。

播出控制使用主備熱備份方式，主備機播出完全同步，如果主機發生故障，各機可以自動實時接管播出系統。主機恢復正常自動倒回。

3、時間的一致性

采用GPS時鐘授時器接收GPS信號來讀取時間，并傳送給所有的工作站，來保證整個系統時間的一致性。時間的統一，保證了工作站之間的工作步調一致。

4、系統性

播出系統軟件是由眾多獨立的子系統組成的。節目編排、上載編輯、播出等子系統承擔不同的功能，協作完成播出任務。通過模塊化的軟件設計分解任務提高軟件各項性能。

5、擴展性

本系統可平滑升級和擴展。日后通過增加相應的軟硬件與臺里已有設備相銜接，可以擴充頻道與功能。具有開放的標準接口，方便與全臺媒資系統和非編網絡的連接。

播控軟件通過提供多種工作方式來提高系統的可用性，并且提供多種應急模式供出現緊急情況應急使用來提高播出的安全性。

播出自動控制系統接收來自節目編排子系統的節目單，并按照其指定的順序來控制硬盤服務器、錄像機的播出，同時完成主各播出矩陣、完成鍵混、臺標機等的控制，在本項目中，依據高安全、高可用性的設計理念，選定了能實現5個頻道“不間斷，高質量，既經濟又安全”的播、存、管的系統設計方案。根據以上對于本次播出系統改造中的視頻服務器、二級存儲、管理軟件三個方面的安全性進行了論證，通過系統中各個關鍵部分的安全性來解析整個系統的安全性。

通過這個具有技術性、可擴性、可靠和安全的數字化硬盤播出系統，提高了信號播出質量，傳輸質量。特別對廣告、宣傳和使用本臺數字后期及各制作的數字節目的播出質量。降低了值班員操作次數，減少了值班員的勞動強度，技術術維護人員由重點維護單機轉為系統維護為主，提高整體系統運行指標和可靠性，達到了更好的為我市廣播電視事來服務目的，為全臺數字化提供了可靠的保障。