廣播電視系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)軟硬件風(fēng)險(xiǎn)研究

張強(qiáng)

【摘要】 廣播電視設(shè)備系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)已經(jīng)越來(lái)越重要，但是計(jì)算機(jī)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)主要是軟件問(wèn)題，不同于硬件設(shè)備，對(duì)于計(jì)算機(jī)如何做到防止單一崩潰是廣播電視系統(tǒng)需要重點(diǎn)防范的風(fēng)險(xiǎn)之一。本文從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，操作以及病毒防范等方面對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)和防范進(jìn)行分析和研究。

【關(guān)鍵詞】 單一崩潰 病毒 錯(cuò)時(shí)

一. 引言

在廣播電視系統(tǒng)中，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)設(shè)備運(yùn)用越來(lái)越廣泛，從設(shè)備中計(jì)算機(jī)處理運(yùn)算的應(yīng)用，到整個(gè)完整計(jì)算機(jī)的使用，使目前廣播電視系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越依賴(lài)于計(jì)算機(jī)設(shè)備，因此計(jì)算機(jī)的各種風(fēng)險(xiǎn)也隨之存在于廣播電視系統(tǒng)之中，并對(duì)廣播電視系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成影響。

二. 計(jì)算機(jī)在廣播電視系統(tǒng)中越來(lái)越重要

首先，分析計(jì)算機(jī)在系統(tǒng)中運(yùn)行情況。一方面計(jì)算機(jī)設(shè)備的運(yùn)用主要分為兩種模式，一種是在設(shè)備中使用，如切換臺(tái)，調(diào)音臺(tái)內(nèi)部都有操作系統(tǒng)來(lái)支持操作界面和對(duì)硬件處理進(jìn)行控制，使用的操作系統(tǒng)有WINOWS，LINUX，VXWORKS，過(guò)去還有UNIX系統(tǒng)，今后可能會(huì)有安卓系統(tǒng)；一種是完全的計(jì)算機(jī)形式的設(shè)備，主要也是分為控制使用的計(jì)算機(jī)，和作為設(shè)備使用的計(jì)算機(jī)兩種。作為控制使用的計(jì)算機(jī)和正常計(jì)算機(jī)基本是一致的，只是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和串行控制轉(zhuǎn)換來(lái)給系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備，如切換，調(diào)音設(shè)備，字幕設(shè)備，硬盤(pán)播放等發(fā)送指令，進(jìn)行自動(dòng)控制。其執(zhí)行單是從總編審核過(guò)從辦公電腦傳送過(guò)來(lái)的文件和時(shí)間表。另一種是基于計(jì)算機(jī)，但是加有視頻，音頻和輸入輸出接口以及專(zhuān)用大容量存儲(chǔ)的定制計(jì)算機(jī)，如VZIRT，ORAD，大洋，新奧特等公司的圖文設(shè)備是在計(jì)算機(jī)上加入視頻接口和圖形運(yùn)算；AVID，OMENON的視頻播出服務(wù)器和各種音頻服務(wù)器也是基于服務(wù)器的帶有接口和存儲(chǔ)的硬件設(shè)備。可以看到無(wú)論是信號(hào)源還是信號(hào)處理系統(tǒng)都已經(jīng)離不開(kāi)計(jì)算機(jī)設(shè)備了。

另一方面，這些計(jì)算機(jī)設(shè)備都是需要連接網(wǎng)絡(luò)的，主要是接受外部辦公網(wǎng)發(fā)來(lái)的控制指令和播出文件的傳輸，以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息的返回。網(wǎng)絡(luò)使用解決過(guò)去的手工控制播出的不準(zhǔn)確性和隨意性，以及錄像機(jī)的磁帶的故障風(fēng)險(xiǎn)，磁帶可能會(huì)因?yàn)殇浵駲C(jī)的機(jī)械故障而卡住，也可能因?yàn)楣芾聿簧贫欧勖撀洌斐捎涗浶畔G失，或者磁帶搞錯(cuò)或遺失。網(wǎng)絡(luò)可以加強(qiáng)聯(lián)動(dòng)控制，使圖文，臺(tái)標(biāo)等準(zhǔn)確的播出，也可以準(zhǔn)確記錄播出的文件信息以及設(shè)備運(yùn)行信息，并形成日志，這樣有利于數(shù)據(jù)歸納和問(wèn)題分析以及故障預(yù)防。

三. 計(jì)算機(jī)不同于傳統(tǒng)的廣播電視設(shè)備

由于計(jì)算機(jī)的使用造成對(duì)廣播電視系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)影響是不同于傳統(tǒng)的設(shè)備問(wèn)題的。如我們所知，廣播電視因?yàn)槠涔娦缘挠绊懥?duì)安全的要求是很高的，在中國(guó)廣播電視系統(tǒng)要求是有主備通路，避免單一崩潰點(diǎn)的。傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)考慮線(xiàn)路的主備通路和設(shè)備主備，如信號(hào)通路一般有兩個(gè)，一個(gè)信號(hào)源如攝像機(jī)，話(huà)筒會(huì)同時(shí)給兩個(gè)線(xiàn)路分別傳輸信號(hào)，如電視臺(tái)演播廳采用主備切換臺(tái)，或者主切換備矩陣；電臺(tái)直播間采用M+N的備份方式。而且對(duì)于信號(hào)的分配也是分別進(jìn)行的，避免單一設(shè)備故障造成信號(hào)中斷，比如輸出信號(hào)必須分開(kāi)兩路到分別兩個(gè)分配器，最好分配器是在分開(kāi)兩個(gè)處理機(jī)箱的，就是不能備份的自動(dòng)倒換也是要求有斷電旁通功能的，可以保證設(shè)備故障不會(huì)影響到信號(hào)。我們從設(shè)計(jì)圖紙上就可以完全清楚視頻，音頻等信號(hào)的走向，設(shè)備的物理連接.對(duì)于視頻和音頻這些基帶信號(hào)，包括編碼調(diào)制后通過(guò)這些電纜傳輸?shù)男盘?hào)，都是單向傳輸?shù)模c(diǎn)到點(diǎn)的連接和傳輸，因此是通過(guò)圖紙作業(yè)可以基本明確系統(tǒng)設(shè)備和線(xiàn)路的風(fēng)險(xiǎn)。但是計(jì)算機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)是于傳統(tǒng)的單一崩潰點(diǎn)的認(rèn)識(shí)不同的，如果是計(jì)算機(jī)的崩潰我們可以使用主備計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)備備份，可是更多的情況下問(wèn)題是出現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)和來(lái)自與計(jì)算機(jī)的病毒，這些信號(hào)不是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)得，是互相交叉的傳輸?shù)?，雙向的，我們從圖紙看到的只是電纜的走向，具體指令的走向是無(wú)法簡(jiǎn)單得從圖紙上可以知道的，那么對(duì)于網(wǎng)絡(luò)和病毒的問(wèn)題在現(xiàn)有的廣播電視系統(tǒng)中也是存在單一崩潰點(diǎn)的。當(dāng)然我們?cè)O(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)可以為防止網(wǎng)絡(luò)崩潰而使用并行的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，對(duì)于核心設(shè)備安裝兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，防止因?yàn)槟硞€(gè)網(wǎng)絡(luò)接口故障造成系統(tǒng)癱瘓，但是我們無(wú)法防止單個(gè)網(wǎng)絡(luò)崩潰引起相關(guān)所有連接計(jì)算機(jī)的連鎖反應(yīng)，如數(shù)據(jù)阻塞造成計(jì)算機(jī)死循環(huán)的問(wèn)題，或者病毒通過(guò)網(wǎng)絡(luò)影響到整個(gè)系統(tǒng)，對(duì)于這些計(jì)算機(jī)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)目前系統(tǒng)設(shè)計(jì)上很少能進(jìn)行分析和防范，更不用說(shuō)就計(jì)算機(jī)在系統(tǒng)中的單一崩潰點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行避免了。

四. 計(jì)算機(jī)硬件風(fēng)險(xiǎn)分析

由于計(jì)算機(jī)的使用造成對(duì)廣播電視系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)影響是不同于傳統(tǒng)的設(shè)備問(wèn)題的。如我們所知，廣播電視因?yàn)槠涔娦缘挠绊懥?duì)安全的要求是很高的，在中國(guó)系統(tǒng)要求是有主備通路，避免單一崩潰點(diǎn)的。傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)考慮線(xiàn)路的主備通路和設(shè)備主備，如信號(hào)通路一般有兩個(gè)，一個(gè)信號(hào)源如攝像機(jī)，話(huà)筒會(huì)同時(shí)給兩個(gè)線(xiàn)路分別傳輸信號(hào)，如電視臺(tái)演播廳采用主備切換臺(tái)，或者主切換備矩陣；電臺(tái)直播間采用M+N的備份方式。而且對(duì)于信號(hào)的分配也是分別進(jìn)行的，避免單一設(shè)備故障造成信號(hào)中斷，比如輸出信號(hào)必須分開(kāi)兩路到分別兩個(gè)分配器，最好分配器是在分開(kāi)兩個(gè)處理機(jī)箱的，就是不能備份的自動(dòng)倒換也是要求有斷電旁通功能的，可以保證設(shè)備故障不會(huì)影響到信號(hào)。但是計(jì)算機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)是于傳統(tǒng)的單一崩潰點(diǎn)的認(rèn)識(shí)不同的，如果是計(jì)算機(jī)的崩潰我們可以使用主備計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)備備份，但是更多的情況下問(wèn)題是出現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)和來(lái)自與計(jì)算機(jī)的病毒，那么對(duì)于網(wǎng)絡(luò)和病毒的問(wèn)題在現(xiàn)有的廣播電視系統(tǒng)中是存在單一崩潰點(diǎn)的。當(dāng)然我們?cè)O(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)可以為防止網(wǎng)絡(luò)崩潰而使用并行的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，對(duì)于核心設(shè)備安裝兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，防止因?yàn)槟硞€(gè)網(wǎng)絡(luò)接口故障造成系統(tǒng)癱瘓，但是我們無(wú)法防止單個(gè)網(wǎng)絡(luò)崩潰引起相關(guān)所有連接計(jì)算機(jī)的連鎖反應(yīng)，如數(shù)據(jù)阻塞造成計(jì)算機(jī)死循環(huán)的問(wèn)題，或者病毒通過(guò)網(wǎng)絡(luò)影響到整個(gè)系統(tǒng)，對(duì)于這些計(jì)算機(jī)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)目前系統(tǒng)設(shè)計(jì)上很少能進(jìn)行分析和防范。

對(duì)于計(jì)算機(jī)在廣播電視系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)可以分為硬件和軟件兩個(gè)部分，硬件主要是計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)接口，網(wǎng)絡(luò)交換和存儲(chǔ)設(shè)備的備份，這個(gè)備份一是要物理分離的兩個(gè)通路，一是要防止存儲(chǔ)設(shè)備過(guò)于集中，要分別存放。以一個(gè)新聞的網(wǎng)來(lái)說(shuō)，如果所有的工作站都在一個(gè)交換機(jī)上，那么這個(gè)核心交換機(jī)崩潰或者故障就會(huì)使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，這樣就需要分開(kāi)兩個(gè)交換機(jī)，如需要48個(gè)交換口的，就會(huì)采用2個(gè)48口交換機(jī)，各使用24口，兩個(gè)交換機(jī)之間不連接，避免一個(gè)交換機(jī)的問(wèn)題傳遞到另一個(gè)交換機(jī)。對(duì)于新聞播出來(lái)說(shuō)，不僅是主備交換機(jī)，最好工作站是雙網(wǎng)口的，主工作站的主網(wǎng)絡(luò)口連接主交換機(jī)，備網(wǎng)絡(luò)口連接備交換機(jī)，一般只采用主網(wǎng)絡(luò)口工作。備工作站的主網(wǎng)絡(luò)口連接備交換機(jī)，備網(wǎng)絡(luò)口連接主交換機(jī)，一般是通過(guò)備通路在工作。最好對(duì)于應(yīng)急的新聞采用備播工作站播放，連接另一個(gè)備用交換機(jī)，避免緊急新聞播放時(shí)對(duì)于主備工作站造成影響，從硬件通路最大可能杜絕問(wèn)題的發(fā)生和影響。存儲(chǔ)設(shè)備的分別保存對(duì)于新聞網(wǎng)絡(luò)也是很敏感的，因?yàn)榫庉嫼玫钠有枰蟼鞯綄徠?，播放工作站，但是如果傳完本地就不保存了，就可能找不到原始素材。如果原始素材和成片不分開(kāi)保存的存儲(chǔ)設(shè)備，那么原始素材庫(kù)一旦發(fā)生問(wèn)題影響到整個(gè)的素材，就如同過(guò)去片庫(kù)進(jìn)水或者失火是一樣的性質(zhì)，因此需要分開(kāi)保存。而且播放的片子一定要提前上傳到主備播放工作站，要避免邊播邊傳的情況，因?yàn)閭魉蜁r(shí)牽涉到其他網(wǎng)絡(luò)，一旦發(fā)生問(wèn)題會(huì)影響播出，所以也要進(jìn)行問(wèn)題的防范。

五. 計(jì)算機(jī)軟件風(fēng)險(xiǎn)分析

其次是軟件方面，主要是分為病毒防范和合理使用管理的問(wèn)題。合理使用是考慮到許多文件需要傳輸，如同一時(shí)間所有用戶(hù)都在使用文件傳輸就會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)堵塞，這個(gè)對(duì)于硬盤(pán)播出是致命的。如新聞播出，在傳統(tǒng)錄像機(jī)時(shí)代，新聞只能線(xiàn)性記錄順序排列，但是如果所有新聞都是最好才完成編輯就很難保證播出安全，一般會(huì)事先串編好這些要播放的新聞，而且會(huì)有2盤(pán)一樣的串編磁帶，一是防止其中一盤(pán)磁帶或者錄像機(jī)問(wèn)題，一是可以靈活調(diào)整編排。對(duì)于臨時(shí)插播則會(huì)使用單獨(dú)的磁帶播放，一般會(huì)使用第三臺(tái)錄像機(jī)，不影響主備串編好的新聞的正常運(yùn)行。那么在計(jì)算機(jī)硬盤(pán)播出中也是一樣的問(wèn)題，先制作好的新聞可以先傳輸?shù)街鱾涞挠脖P(pán)播放，并進(jìn)行檢查，而且可以非線(xiàn)性的編排，不是順序的記錄的，而對(duì)于臨近播出才到熱播新聞可以采用第三臺(tái)硬盤(pán)播放來(lái)進(jìn)行，避免臨時(shí)上傳造成問(wèn)題影響到硬盤(pán)播放設(shè)備，造成整個(gè)硬盤(pán)播放設(shè)備的癱瘓。對(duì)于播出系統(tǒng)一般也是將上傳服務(wù)器和播出服務(wù)器分離的，但是文件從庫(kù)中傳輸?shù)缴蟼鞣?wù)器或者播出服務(wù)器時(shí)會(huì)是同步的，如果這個(gè)傳輸出現(xiàn)問(wèn)題則主備服務(wù)器同時(shí)會(huì)受到影響。這個(gè)是文件不同于信號(hào)的地方，信號(hào)雖然是同一個(gè)信號(hào)源出來(lái)但是線(xiàn)路分開(kāi)的，信號(hào)源出問(wèn)題只是信號(hào)中斷對(duì)于后續(xù)設(shè)備沒(méi)有影響，而計(jì)算機(jī)文件和信息是對(duì)后續(xù)設(shè)備有影響力的，雖然網(wǎng)絡(luò)分開(kāi)，但是傳輸?shù)膬?nèi)容是一樣的，就是造成同時(shí)崩潰，因此對(duì)于同一文件要避免同時(shí)傳輸，那么如前面?zhèn)鬏敯l(fā)生問(wèn)題只是影響到主備中的一個(gè)設(shè)備，而不是同時(shí)受影響。這是同步傳輸帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，如同一臺(tái)錄像機(jī)給兩個(gè)設(shè)備，避免的方法是分別錯(cuò)時(shí)傳輸。錯(cuò)時(shí)的問(wèn)題還在于控制，雖然我們可以主備控制，但是發(fā)送的指令是來(lái)自一個(gè)程序，一旦這個(gè)程序里有問(wèn)題，同步的指令傳輸也會(huì)造成主備計(jì)算機(jī)同時(shí)進(jìn)入崩潰或者死循環(huán)，因此也是最好錯(cuò)開(kāi)指令的傳輸。另外，由于網(wǎng)絡(luò)一直連接著沒(méi)有中斷，有些指令是發(fā)給某個(gè)設(shè)備的，但是因?yàn)榱硪粋€(gè)設(shè)備對(duì)于該指令有不同的應(yīng)用會(huì)造成問(wèn)題，當(dāng)然編程者應(yīng)該精確的設(shè)計(jì)程序，打開(kāi)某個(gè)端口并在執(zhí)行后關(guān)閉。在自動(dòng)播出軟件初期，往往因?yàn)閳D方便而一開(kāi)始把所有端口打開(kāi)，造成所有指令可以發(fā)給所有端口，而有的指令就是不同設(shè)備有不同涵義，因此造成設(shè)備突然自己執(zhí)行某個(gè)動(dòng)作或者復(fù)位了。另外網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備連接很多計(jì)算機(jī)，這其中錯(cuò)誤傳輸和命令的可能是存在的，應(yīng)該在物理上進(jìn)行隔斷，在不需要傳送時(shí)將網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)而不是24小時(shí)的網(wǎng)絡(luò)連接，如新聞播出前30分鐘，主備串編的硬盤(pán)播放應(yīng)該斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)，只有應(yīng)急播出的硬盤(pán)服務(wù)器可以連接。播出系統(tǒng)中也是一樣，在臨時(shí)節(jié)目調(diào)整時(shí)，不應(yīng)該使用主備播放設(shè)備，而應(yīng)該使用插播服務(wù)器。

軟件防范的另一個(gè)問(wèn)題是病毒，因?yàn)閺V播電視使用中的指令是根據(jù)需求來(lái)的，常見(jiàn)的病毒未必有影響，有影響的病毒使用防毒軟件未必有作用反而病毒軟件可能對(duì)于專(zhuān)門(mén)的程序來(lái)勢(shì)本身就是一種病毒了，因此病毒的方法更為困難。但是我們分析病毒的特性可以知道，一般情況病毒觸發(fā)有時(shí)間，定時(shí)和指令三種情況。時(shí)間就是當(dāng)計(jì)算機(jī)的日期時(shí)間到達(dá)某個(gè)特定的時(shí)刻就會(huì)發(fā)生，對(duì)于這種情況計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如果可以分開(kāi)日期和時(shí)間就可以解決，比如主計(jì)算機(jī)和備計(jì)算機(jī)的時(shí)間就是錯(cuò)開(kāi)幾小時(shí)的，那么當(dāng)主計(jì)算機(jī)病毒發(fā)作時(shí)，備計(jì)算機(jī)還沒(méi)有啟動(dòng)，我們就有時(shí)間來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。定時(shí)就是自動(dòng)計(jì)數(shù)，當(dāng)指令到達(dá)后計(jì)數(shù)到某個(gè)時(shí)間就會(huì)發(fā)作，那么主備設(shè)備的文件和指令傳輸是錯(cuò)開(kāi)時(shí)間的，其計(jì)數(shù)啟動(dòng)時(shí)間也就不一致了，也可以防止主備計(jì)算機(jī)設(shè)備的同時(shí)病毒發(fā)作。對(duì)于指令發(fā)作，因?yàn)橹鱾湓O(shè)備需要同時(shí)進(jìn)行操作，所以是很難防范的，但是如果主備計(jì)算機(jī)采用不同的指令，如主控制采用不同的指令就可以避免，比如對(duì)于播放的指令，編程時(shí)有幾種方法，一是同時(shí)打開(kāi)主備的端口，發(fā)送播放指令如PLAY；一是打開(kāi)主端口，發(fā)送指令PLAY，再關(guān)閉主端口，打開(kāi)備的端口，發(fā)送指令PLAY?；蛘叽蜷_(kāi)主備端口，發(fā)送PLAY使主設(shè)備播放，play使備設(shè)備播放再關(guān)閉主備端口；再或者打開(kāi)主設(shè)備端口，發(fā)送PLAY使主設(shè)備播放，再關(guān)閉端口，打開(kāi)備設(shè)備端口，發(fā)送play使備設(shè)備播放再關(guān)閉備端口，這樣的不同處理安全的程度也是不一樣的，這里的問(wèn)題是所謂主備系統(tǒng)，軟件是真的主備的版本還是主備設(shè)備一樣的版本，或者只有一個(gè)主版本分別安裝在主備設(shè)備上呢，這個(gè)同一軟件的問(wèn)題也是潛在的單一崩潰點(diǎn)的關(guān)鍵。因此軟件上也是要確實(shí)是有主備的編寫(xiě)才可以最大可能避免一個(gè)錯(cuò)誤指令造成系統(tǒng)的巨大危害問(wèn)題。

六. 結(jié)論

計(jì)算機(jī)的發(fā)展是技術(shù)的革新，計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將越來(lái)越多的應(yīng)用于廣播電視系統(tǒng).網(wǎng)絡(luò)的寬廣使系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的不可預(yù)測(cè)性也在不斷增加，廣播電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如僅僅停留在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路上，將會(huì)遇到很大的問(wèn)題，對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用帶來(lái)的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，一定要從計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)入手避免單一崩潰點(diǎn)的存在，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)的分析和防范。廣播電視系統(tǒng)要提高安全系數(shù)，避免單一崩潰點(diǎn)，更要注意計(jì)算機(jī)硬件和軟件的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題.這個(gè)將會(huì)是今后系統(tǒng)安全的核心問(wèn)題。

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