硬盤播出在播控系統(tǒng)中的應用安全

摘 要：廣播電視數(shù)字化的優(yōu)點已經(jīng)廣為人知，由于計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，先進的設(shè)備和技術(shù)不斷推陳出新，大力促進了廣播電視設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的進程，對于播出來說，以視頻服務器為核心的硬盤播出系統(tǒng)正逐漸在各地方電視臺普及。為了展示和發(fā)揮硬盤播出系統(tǒng)的優(yōu)勢，保證“高質(zhì)量、不間斷、既經(jīng)濟、又安全”的安全播出目標，避免負面效應，提升廣播電視的安全播出水平、保證播出質(zhì)量是廣播電視技術(shù)人員必須思考的問題。

隨著科學技術(shù)的不斷進步，數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域廣泛應用，使廣播電視行業(yè)經(jīng)歷了深刻的變革。電視技術(shù)由模擬向數(shù)字標清，再到高清晰度廣播電視播出系統(tǒng)不斷發(fā)展成熟，目前的電視播出系統(tǒng)形成了以硬盤集中存儲為主的多頻道網(wǎng)絡(luò)化控制數(shù)字播出體系，在組建播出系統(tǒng)時，系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)備類型、升級擴容、實時備份都是必須考慮和不容忽視的，數(shù)字硬盤播出系統(tǒng)人為干預少、更高效、靈活，可是系統(tǒng)比較復雜，數(shù)字化播出系統(tǒng)不僅包括傳統(tǒng)的信號總控、分控，同時增加了節(jié)目的數(shù)字媒資管理、播出網(wǎng)絡(luò)管理和防病毒攻擊等新的內(nèi)容，更強地依賴于計算機網(wǎng)絡(luò)及控制系統(tǒng)。對于硬盤播出系統(tǒng)的安全性始終存在爭論，由于硬盤播出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜性，一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就可能導致整個系統(tǒng)出現(xiàn)問題，恢復系統(tǒng)也需要更復雜的步驟、更長的時間，因此，必須規(guī)范安全播出技術(shù)系統(tǒng)配置和運行維護要求，提升管理水平，才能保障廣播電視安全播出能力有質(zhì)的飛躍。

1 硬盤自動化播出系統(tǒng)的安全設(shè)計

設(shè)計播出系統(tǒng)要科學、合理，因為直接影響到播出的安全性和穩(wěn)定性。一個完整的硬盤自動化播出系統(tǒng)包括5大子系統(tǒng)：主控系統(tǒng)、視音頻分配系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、時間系統(tǒng)、應急系統(tǒng)。全部系統(tǒng)通過千兆交換機連成千兆以太網(wǎng)，可實現(xiàn)視頻服務器（主、備）、千兆交換機與其他設(shè)備的數(shù)據(jù)壓縮、交換和傳輸，形成一個開放性的網(wǎng)絡(luò)硬盤播控系統(tǒng)。

硬盤服務器架構(gòu)設(shè)計是以硬盤播出為主，兼容磁帶播出的盤帶混合播出系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由硬盤服務器系統(tǒng)（包括上載播出以及與其他系統(tǒng)的接口）、視音頻及周邊外設(shè)系統(tǒng)、近線存儲系統(tǒng)、控制與管理軟件系統(tǒng)、監(jiān)控報警系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、電源系統(tǒng)組成。系統(tǒng)設(shè)計采用上載集和播出集兩級存儲架構(gòu)，基于標清磁帶介質(zhì)節(jié)目進行集中上載實現(xiàn)節(jié)目文件化，再經(jīng)由人工審查之后，傳輸?shù)讲コ黾壌?。系統(tǒng)實現(xiàn)了硬盤主備、盤帶混合、盤帶或帶盤等多種備份方式，節(jié)目播出自動控制等播出功能，特點是信號路由可自動調(diào)度，近線存儲系統(tǒng)可實現(xiàn)播出域標清節(jié)目文件共享存儲，負載均衡、冗余備份，監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對主要控制設(shè)備的24小時不間斷監(jiān)測，播出信號通道以及各節(jié)點的狀態(tài)監(jiān)測，播出末級信號的檢測，并具有自動報警功能。

硬盤自動播出系統(tǒng)以視頻服務器為核心，將圖像和聲音壓縮編碼以后存儲在硬盤陣列中，由于硬盤的讀寫比磁帶磨損小，加上服務器的冗余特性，配備鏡像的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而進一步保障了系統(tǒng)的運行穩(wěn)定，有效地提高了播出的安全可靠。集中存儲的優(yōu)勢還體現(xiàn)在多通道的播出節(jié)目資源可共享，適應各種節(jié)目的編排形式，可準確快捷地實現(xiàn)節(jié)目之間的順序和插入，定時播出等控制管理，節(jié)目素材的統(tǒng)一上載，簡化了整個播出的工作流程。甘肅省嘉峪關(guān)廣播電視臺現(xiàn)在運用的是北京中科大洋數(shù)字硬盤播出系統(tǒng)。兩套自辦節(jié)目的常規(guī)標清硬盤播出系統(tǒng)，采用基于標清文件的多通道硬盤服務器播出方式。建成了一個以計算機網(wǎng)絡(luò)和視頻網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的綜合業(yè)務平臺，將電視臺的各制作部門緊密聯(lián)系在一起，形成了網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)流程，大大提高了節(jié)目制播效率。

為了保障播出系統(tǒng)安全可靠，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，硬盤播出系統(tǒng)設(shè)計應用多種安全備份技術(shù)，提前做好應急處理機制和預案，并在系統(tǒng)的關(guān)鍵鏈路環(huán)節(jié)采用冗余結(jié)構(gòu)，比如應用服務器主備模式、主備硬盤通道鏡像播出等；軟件結(jié)構(gòu)模塊化，增加系統(tǒng)容錯能力，減少耦合度，保證系統(tǒng)在軟硬件出現(xiàn)問題時可以快速恢復播出，減少甚至消除中斷播出時間，對安全播出具有十分重要的意義。

2 播出設(shè)備安全管理

依據(jù)嘉峪關(guān)臺的具體情況，硬盤播出系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫服務器和視頻服務器為中心，系統(tǒng)中配置有素材上載工作站、編單工作站、播出工作站、切換矩陣等鏈路設(shè)備。采用了工作站/服務器結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫服務器對所有播出控制數(shù)據(jù)進行集中管理。各工作站應用只負責系統(tǒng)的應用邏輯部分，操作人員因不同的使用權(quán)限在相應的工作站進行管理、上載、審片、編輯、播出等操作，最終實現(xiàn)電視節(jié)目的播出。

2.1 視頻服務器

播出系統(tǒng)采用以視頻服務器播出為主，傳統(tǒng)的錄像機播出為輔的盤帶結(jié)合播出方式。播出的具體工作流程為：在播出網(wǎng)絡(luò)中除線路信號及應急播出的VTR信號以外的節(jié)目，各部門制作的節(jié)目均通過上載工作站提交到視頻服務器存儲待播，由編單工作站完成節(jié)目單的編輯、生成及保存，再發(fā)送至播出工作站，由播出工作站調(diào)出當天的節(jié)目播出單，通過數(shù)據(jù)庫服務器訪問視頻服務器，按播出單順序播出通過審核的節(jié)目素材，完成每天的節(jié)目播出。由此可見，視頻服務器是整個硬盤播出系統(tǒng)的核心設(shè)備，服務器的安全穩(wěn)定是電視臺不間斷播出的警戒線。嘉峪關(guān)臺采用兩臺VIPS視頻服務器，一主一備，采用鏡像方式同步播出，它的最大特點是嵌入式實時操作系統(tǒng)，所有系統(tǒng)程序全部固化在硬件中，消除了人為操作錯誤帶來的影響，啟動時間快、恢復時間快，避免了因操作系統(tǒng)問題進行重啟、重新安裝的狀況，安全穩(wěn)定，大大提高了播控安全性。高度自動化播出設(shè)備的使用，保證了電視臺24小時全天候播出，設(shè)備的維護也因此要適應這種的播出方式，改變了已往設(shè)備壞了才修的維護方式。電視臺建立了巡檢制度，在日常巡檢時，及時發(fā)現(xiàn)處理設(shè)備自身和環(huán)境存在的隱患，為安全播作出基本保障，視頻服務器正常運行需要良好的工作環(huán)境，首先是機房的環(huán)境溫度需要保持在一個恒定的范圍，因而在服務器機房添置了兩臺空調(diào)，另外，嘉峪關(guān)臺地處西部地區(qū)，干燥、灰塵多，機房建設(shè)時鋪設(shè)了防靜電地板，避免由于靜電吸附力，使灰塵進入磁盤內(nèi)部并吸附在磁盤上，影響磁盤使用壽命。在平時的工作中，特別注意進入機房必須換鞋等措施，定期對視頻服務器進行除塵等清潔保養(yǎng)工作。另外，視頻服務器對供電的要求極高，瞬間掉電都可能造成服務器數(shù)據(jù)的混亂，影響到播出的安全，因而電視臺配備了UPS不間斷電源。

磁盤陣列作為播控系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，視音頻數(shù)據(jù)每天都在頻繁地進行讀、寫操作，就可能產(chǎn)生一些丟失部分數(shù)據(jù)的空殼素材及孤兒素材，導致服務器出現(xiàn)異常，上面存儲的垃圾素材占用空間過大，會影響到視頻服務器的響應時間及運行速度，對于維護管理工作，要主動預防入手，巡檢時，利用軟件監(jiān)測的錯誤日志來發(fā)現(xiàn)問題提早判斷，硬盤垃圾刪除軟件將到期素材及垃圾素材定期刪除。在做安全維護時，也只能用專配的硬盤，并做好應用軟件的備份工作，一旦操作系統(tǒng)出了問題，可用鏡像文件快速恢復系統(tǒng)。另外，視頻服務器硬件部分具有相當高的可靠性，故障率較低，但在操作系統(tǒng)及軟件方面，如果系統(tǒng)長時間運行，可能導致內(nèi)存殘留，影響系統(tǒng)性能，降低系統(tǒng)的可靠性，因此在工作一定時間后，要進行系統(tǒng)重啟。

2.2 數(shù)據(jù)庫服務器

數(shù)據(jù)庫服務器是硬盤播出系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備，用來管理用戶賬戶、用戶操作權(quán)限、數(shù)據(jù)備份與恢復、日志管理、視音頻素材的一致性檢查等工作。整個播出系統(tǒng)的素材信息和節(jié)目單信息都儲存在數(shù)據(jù)庫服務器上，數(shù)據(jù)庫服務器如發(fā)生故障，將影響播控系統(tǒng)正常運行。因此，通常會采用雙機熱備份，當主數(shù)據(jù)庫服務器發(fā)生故障時，備數(shù)據(jù)庫服務器會自動接管，從而保證了不間斷的數(shù)據(jù)服務。數(shù)據(jù)庫管理意義重大，關(guān)系到整個系統(tǒng)的正常運行，數(shù)據(jù)庫維護應專人管理，必須對數(shù)據(jù)庫定期巡檢和優(yōu)化。嘉峪關(guān)臺的數(shù)據(jù)庫服務器采用SQL Server數(shù)據(jù)庫管理軟件，由于它的高度可靠性和穩(wěn)定性，給日常維護工作也節(jié)省了大量的人力和物力。

2.3 播出工作站

嘉峪關(guān)臺播出工作站由主備機構(gòu)成，同步播出，主備工作站之間通過RS-422心跳線保持同步運行，備工作站記錄主工作站所有的控制指令和結(jié)果，當主工作站出現(xiàn)故障時，備工作站會立刻控制RS-422倒換器選通備路，接管設(shè)備的控制權(quán)完成主工作站故障后未完成的播出指令任務，保證節(jié)目的不間斷播出。主工作站接收數(shù)據(jù)庫服務器的播出節(jié)目單，再根據(jù)播出節(jié)目單內(nèi)容對視頻服務器、VTR或線路信號進行控制播出，主工作站將調(diào)出的節(jié)目單發(fā)單至備工作站，主備播出工作站同步播出，同時控制播出矩陣將播出的節(jié)目切換到對應的播出通道上完成播出任務。在播出過程中如遇到來不及完成上載而又需要緊急播出的節(jié)目，只要在播出單中插入相應的節(jié)目素材名稱、輸入節(jié)目時間選擇所需的信號源通道即可，此信號源通道接有應急信號矩陣，矩陣上輸入有VTR、DVD、墊片等各種備份信號，也可通過人工方式實現(xiàn)應急切換播出。定期對播出工作站主機、切換矩陣及周邊設(shè)備進行除塵安檢等。

2.4 網(wǎng)絡(luò)運行的維護

將視頻服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、播出工作站、各部門上載工作站等設(shè)備連接到交換機上，構(gòu)成了硬盤播出系統(tǒng)的局域網(wǎng)，用來傳輸數(shù)字視音頻文件、控制信號、業(yè)務數(shù)據(jù)等。在電視臺的制作網(wǎng)和播出網(wǎng)禁用所有USB接口輸入設(shè)備，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備禁止于外網(wǎng)鏈接，保證系統(tǒng)的封閉性。定期使用磁盤清理工具軟件，對各工作站硬盤進行清理、維護和碎片整理，刪除一切無效文件、垃圾文件、過期文件、過期段落包及無用工作日志，使磁盤空間得到及時釋放。網(wǎng)絡(luò)鏈路中任何地方出現(xiàn)問題都會影響到安全播出，只有網(wǎng)絡(luò)通暢運行，才可保證播出的安全。

3 操作人員的安全管理

播控中心是電視臺播出的核心部門，硬盤播出系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備多、線路復雜、系統(tǒng)軟件的升級及設(shè)備更新也快，對于播控人員的技術(shù)水平要求很高。所有播控人員應全面掌握系統(tǒng)構(gòu)成，熟悉操作流程和安全應急預案，應對突發(fā)事件，采取合理的應急手段。嘉峪關(guān)臺針對播控中心這一特殊崗位，制定了相關(guān)的學習培訓和上崗制度。設(shè)備的周檢、月檢、季檢和年檢是為了保證播控設(shè)備長期正常運轉(zhuǎn)，制定檢修計劃，在對播出系統(tǒng)設(shè)備檢修過程中，技術(shù)人員熟悉了設(shè)備，提升了技能。定期的安全演練也提高了技術(shù)人員的應急處置能力，從而保證安全播出。

4 小結(jié)

安全播出一直是電視臺重點保障目標，重要作用也是不言而喻，建設(shè)成安全、高效、可靠的播出系統(tǒng)是電視技術(shù)人追求的終極目標，隨著大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的引領(lǐng)，也將開創(chuàng)廣播電視行業(yè)的新篇章。