長春電視臺播總控系統(tǒng)安全性分析

徐雁濤 徐雁平

[摘要]這次改造是根據(jù)硬盤播出系統(tǒng)的設(shè)計理念，采用集中存儲、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、OMNEON視頻服務(wù)器多層體系結(jié)構(gòu)，形成一個完整的、可靠的、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)平臺，并結(jié)合臺里今后全臺網(wǎng)的發(fā)展需要，對系統(tǒng)的安全性，軟件、硬件設(shè)備安全性、可靠性進行重點考查，在對系統(tǒng)安全性設(shè)計方案進行深入研究后決定的。

[關(guān)鍵詞]安全性軟件硬件

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

長春電視臺數(shù)字播總出系統(tǒng)的改造已經(jīng)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(tǒng)達(dá)到全數(shù)字化的環(huán)境，是一個智能化、自動化、數(shù)字化的系統(tǒng)。能夠完成長春電視臺的信號處理、分配、調(diào)度、傳輸、監(jiān)測、播出等工作。完全達(dá)到了數(shù)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(shù)字化改造打下了一個好的基礎(chǔ)。

當(dāng)前，隨著計算機的發(fā)展，硬盤服務(wù)器的成功應(yīng)用到廣播電視領(lǐng)域，視頻壓縮技術(shù)、大容量存儲技術(shù)和傳輸技術(shù)的迅速發(fā)展，使得以硬盤存儲為基礎(chǔ)建立電視數(shù)字化硬盤播出系統(tǒng)的方式為廣播電視領(lǐng)域的同行接受，已經(jīng)普遍應(yīng)用到廣播電視的節(jié)目播出系統(tǒng)中。

這次改造是根據(jù)硬盤播出系統(tǒng)的設(shè)計理念，采用集中存儲、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、OMNEON視頻服務(wù)器多層體系結(jié)構(gòu)，形成一個完整的、可靠的、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)平臺，并結(jié)合臺里今后全臺網(wǎng)的發(fā)展需要，對系統(tǒng)的安全性，軟件、硬件設(shè)備安全性、可靠性進行了重點考查，在對系統(tǒng)安全性設(shè)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(tǒng)

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(shè)備、技術(shù)監(jiān)測設(shè)備和電視墻等。

在分控中5個頻道播出系統(tǒng)采用主路切換臺，備路切換開關(guān)加上鍵混器方式，監(jiān)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(shè)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(shè)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(biāo)、時標(biāo)功能。

3音頻、電頻、音量調(diào)整控制。

功能強大的切換臺功能只應(yīng)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(xù)畫面播放、更擴展的模板的處理?，F(xiàn)在我們應(yīng)用的是切換功能，加臺標(biāo)、時標(biāo)功能，音頻、電頻、音量調(diào)整控制。主備通道倒換開關(guān)，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(biāo)、角標(biāo)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(biāo)，各路輸出為單層臺標(biāo)，當(dāng)主通道路出問題時倒到各通路，或者切換臺出現(xiàn)故障時，臺標(biāo)沒了，倒換過去后，各通路有臺標(biāo)，保證臺標(biāo)永遠(yuǎn)在。

二、視頻服務(wù)器安全性分析

視頻服務(wù)器是整個數(shù)字化硬盤播出的核心，Onneon視頻服務(wù)器具有先進的模塊化設(shè)計、嵌入式的操作系統(tǒng)、軟件支持各種商標(biāo)清格式、4向的智能擴展能力、快速故障自動恢復(fù)功能。這些優(yōu)越的性能，不僅使我臺從模擬磁帶播出改造為數(shù)字硬盤播出，更幫助我臺擁有了國內(nèi)領(lǐng)先的播出系統(tǒng)，使得我臺將來可以為觀眾提供更高質(zhì)量的電視節(jié)目。并且在將來的3到5年仍然能夠保持長春臺的技術(shù)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(xiàn)今的使用需求，還為電視臺將來的發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。

配置主、各服務(wù)器，主機模塊、編解碼模塊、存儲模塊完全鏡像，在出現(xiàn)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(shè)備都有獨立電源，并且關(guān)鍵性設(shè)備，如視頻服務(wù)器主機、磁盤陣列、多端口解碼設(shè)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(fā)生率大大降低，每一點的電源故障不會對整個系統(tǒng)有影響。

編解碼設(shè)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(shè)備，即插即用，無需關(guān)機，保證了播出系統(tǒng)的不問斷穩(wěn)定運行。同樣當(dāng)編解碼設(shè)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(shè)各，即可恢復(fù)正常，整個過程無需服務(wù)器關(guān)機，也無需打開服務(wù)器更換故障設(shè)備。

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

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

啟動速度快，當(dāng)主各機其中一方重新啟動只需要55秒就可以實現(xiàn)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(shù)據(jù)安全保證，確保數(shù)據(jù)安全：磁盤陣列中的硬盤支持熱插拔。

視頻服務(wù)器中左右部分分別承載了4個節(jié)目上載通道，5路主各播出通道，還承擔(dān)著將節(jié)目傳輸?shù)街骰蚋鞣?wù)器的任務(wù)。為了保證節(jié)目的正常上載、傳輸與播出，此部分的設(shè)計中對于數(shù)據(jù)壓力在上面部分做了準(zhǔn)確計算，保證了在滿負(fù)荷工作狀態(tài)下(所有通道同時工作，并且同時通過網(wǎng)絡(luò)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(shè)計，所有的上下載端口都支持熱插拔，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)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(dāng)前以視頻服務(wù)器為核心設(shè)備的數(shù)字播控系統(tǒng)對播控軟件的要求不再僅僅關(guān)注軟件本身對設(shè)備的控制能力，還要求軟件能提供一個保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)、流程和維護安全的業(yè)務(wù)運行環(huán)境。臺里對播控軟件的要求可概括成四句話：穩(wěn)定可靠、技術(shù)先進、功能完善和操作方便。這在客觀上既要求軟件開發(fā)商內(nèi)部有一套先進的開發(fā)管理方法和良好的質(zhì)量管理體系，同時也要求軟件開發(fā)商對播控關(guān)鍵技術(shù)有透徹的掌握，并對電視臺的應(yīng)用有深刻理解。

軟件作為本系統(tǒng)控制及網(wǎng)絡(luò)的核心。在軟件控制及管理引入播出系統(tǒng)后，其功能多、方便快捷及多種的操作方式為播出系統(tǒng)帶來了無法比擬的優(yōu)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(tǒng)的安全及穩(wěn)定。

長春臺在選擇播控軟件時對其安全性、穩(wěn)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(wěn)定使用的sobey網(wǎng)絡(luò)化控制軟件，在具備臺里提出的安全性、穩(wěn)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(wǎng)建設(shè)。

自動播控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件由下列功能組件組成：節(jié)目單編輯模塊、節(jié)目上載和回看編輯模塊、設(shè)備共享模塊、播出控制模塊、監(jiān)測報警模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊、素材管理模塊、用戶管理模塊等。各子系統(tǒng)緊密配合，構(gòu)成完整的自動播出網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(tǒng)擴展和升級。并且sobey播控軟件是基于全臺網(wǎng)設(shè)計的播控軟件，除確保高可用及穩(wěn)定的播出外，為我臺日后的制播一體網(wǎng)及全臺網(wǎng)的建設(shè)提供了堅實的基礎(chǔ)。

在播出系統(tǒng)軟件的設(shè)計遵循以下設(shè)計原則：

1、實時性

實時性是一個成熟系統(tǒng)中非常重要的方面，我們希望系統(tǒng)有快捷、準(zhǔn)確的反應(yīng)速度及切換速度，確保安全穩(wěn)定幀精確播出。

2、安全性

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器使用多重備份方式，同時在每一臺工作站提供本機ODBC數(shù)據(jù)庫，保持和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的完全鏡像，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的情況下仍可使用并可以恢復(fù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)。

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(fā)生故障，各機可以自動實時接管播出系統(tǒng)。主機恢復(fù)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(tǒng)時間的一致性。時間的統(tǒng)一，保證了工作站之間的工作步調(diào)一致。

4、系統(tǒng)性

播出系統(tǒng)軟件是由眾多獨立的子系統(tǒng)組成的。節(jié)目編排、上載編輯、播出等子系統(tǒng)承擔(dān)不同的功能，協(xié)作完成播出任務(wù)。通過模塊化的軟件設(shè)計分解任務(wù)提高軟件各項性能。

5、擴展性

本系統(tǒng)可平滑升級和擴展。日后通過增加相應(yīng)的軟硬件與臺里已有設(shè)備相銜接，可以擴充頻道與功能。具有開放的標(biāo)準(zhǔn)接口，方便與全臺媒資系統(tǒng)和非編網(wǎng)絡(luò)的連接。

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

播出自動控制系統(tǒng)接收來自節(jié)目編排子系統(tǒng)的節(jié)目單，并按照其指定的順序來控制硬盤服務(wù)器、錄像機的播出，同時完成主各播出矩陣、完成鍵混、臺標(biāo)機等的控制，在本項目中，依據(jù)高安全、高可用性的設(shè)計理念，選定了能實現(xiàn)5個頻道“不間斷，高質(zhì)量，既經(jīng)濟又安全”的播、存、管的系統(tǒng)設(shè)計方案。根據(jù)以上對于本次播出系統(tǒng)改造中的視頻服務(wù)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(tǒng)中各個關(guān)鍵部分的安全性來解析整個系統(tǒng)的安全性。

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