廣播電視信號傳輸安全和監(jiān)控技術(shù)研究

岳 洋

（云南廣播電視臺，云南 昆明 650000）

0 引 言

隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的穩(wěn)步提升，我國數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平也越來越高。廣播電視的功能多種多樣，不僅能傳播信息，還能提供豐富多樣的文化節(jié)目，為社會主義精神文明建設(shè)奠定基礎(chǔ)。結(jié)合實(shí)際情況來看，近年來數(shù)字電視信號頻繁被攻擊，造成非常嚴(yán)重的社會影響。在傳播數(shù)字電視信號時(shí)，面臨的最大風(fēng)險(xiǎn)是數(shù)字信號受到黑客侵襲后，檢測設(shè)備無法發(fā)揮作用，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)的處理措施也無法進(jìn)行。因此，維護(hù)廣播電視信號傳輸安全具有重大意義，需要引起相關(guān)部門的高度重視。

1 廣播電視信號傳輸技術(shù)

1.1 微波信號傳輸技術(shù)

微波信號傳輸技術(shù)屬于無線傳輸技術(shù)的一種，同時(shí)也是目前相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用的廣播電視信號傳輸技術(shù)。微波的波長長度短，可以穿破電離層向太空發(fā)射信號。但是微波信號也有一定的弊端，那就是無法進(jìn)行曲線傳輸，通常只能在限定的視距內(nèi)進(jìn)行短距離直線傳輸。微波傳輸技術(shù)的信號傳輸過程更具安全性，能夠有效減少外界環(huán)境或人為因素造成的阻礙[1]。

隨著城市化建設(shè)步伐的加快，大部分高層建筑會在一定程度上限制微波信號的正常傳輸，降低微波傳輸?shù)倪\(yùn)行頻率，給微波信號的正常傳輸造成不利影響。為了解決這一問題，有關(guān)部門需要提前規(guī)劃好通信傳播流程，充分考慮可能限制微波傳播的因素，積極與規(guī)劃部門和通信部門構(gòu)建起密切友好的合作關(guān)系，確保微波傳播通道的暢通無阻。與此同時(shí)，在構(gòu)建微波通信渠道時(shí)，需要及時(shí)與城市規(guī)劃部門進(jìn)行積極交流與合作，搭建智慧化通信基站，協(xié)調(diào)天線的高度和密度，解決其與城市規(guī)劃之間的矛盾，確保微波通信傳播過程的順暢。通信部門需要高度關(guān)注微波通道的實(shí)時(shí)運(yùn)行，開展階段性的維護(hù)和保障工作，防止出現(xiàn)各種臨時(shí)狀況給微波傳播帶來不利影響。廣播電視信號接收設(shè)備如圖1所示。

圖1 廣播電視信號接收設(shè)備

1.2 衛(wèi)星信號傳輸技術(shù)

衛(wèi)星信號傳輸技術(shù)是當(dāng)前我國應(yīng)用頻率非常高的廣播電視信號傳輸技術(shù)，在我國信號傳輸領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[2]。衛(wèi)星傳輸技術(shù)的運(yùn)作方式為地面信號發(fā)射器發(fā)出指令，然后啟動傳輸功能將信號傳送到外層空間的電視衛(wèi)星上，接著啟動電視衛(wèi)星上的接收與傳輸功能，將信號傳遞到指定區(qū)域，能夠在很大程度上提高信號的傳輸效率，維持信號傳輸?shù)木珳?zhǔn)度。衛(wèi)星信號傳輸屬于二次傳遞模式，其傳遞具有同步性，一般情況下不會出現(xiàn)傳播超時(shí)、畫質(zhì)受損以及音質(zhì)模糊等現(xiàn)象，在傳輸過程中具有良好的穩(wěn)定性，信號傳輸質(zhì)量良好。

衛(wèi)星信號在經(jīng)過大氣層時(shí)會遭遇諸多干擾和阻礙，導(dǎo)致信號強(qiáng)度被大幅削弱，為了解決該問題，相關(guān)部門需要高度關(guān)注并及時(shí)采取合理的措施來對抗干擾?，F(xiàn)階段，在衛(wèi)星信號的傳輸過程中，相關(guān)部門已經(jīng)開始進(jìn)一步完善其抗干擾功能，應(yīng)用頻率最高的方式是基于雙屏障同軸電纜搭建抗干擾屏障。這種方法具有較好的便捷性，無須消耗大量成本，適用范圍較廣。此外，為了能夠更好地改善干擾問題，我國研發(fā)出加權(quán)抗干擾設(shè)備，從根本上提高衛(wèi)星信號傳輸過程的流暢性，同時(shí)也能夠高效恢復(fù)操作信號。廣播電視信號傳輸流程如圖2所示。

圖2 廣播電視信號傳輸流程

2 廣播電視信號傳輸?shù)陌踩F(xiàn)狀

廣播電視媒體的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提高了信號傳播效率，在新形勢下要加強(qiáng)研發(fā)與創(chuàng)新，通過應(yīng)用數(shù)字化監(jiān)測技術(shù)為廣播電視節(jié)目的高質(zhì)量播出保駕護(hù)航。

2.1 傳輸監(jiān)測防范

傳統(tǒng)的廣播電視網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)通常都設(shè)置在前端機(jī)房位置，結(jié)合物理監(jiān)測情況來看，該區(qū)域的設(shè)備數(shù)量居多，需要搭配相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備開展定性、定量的監(jiān)測工作?，F(xiàn)階段，前端系統(tǒng)已經(jīng)搭建起專業(yè)完善的防范系統(tǒng)，但是中端網(wǎng)絡(luò)媒介和末端用戶之間的合作與交往依然還存在許多障礙[3]。

2.2 安全防范模式

非技術(shù)角度的防范系統(tǒng)是通過人力管理以及制度管理等方式維護(hù)數(shù)字電視有線網(wǎng)絡(luò)的安全性，但是該系統(tǒng)技術(shù)含量低，需要消耗大量的人力資源，無法真正達(dá)到提前防御的效果。此外，人力操作具有不可控性，容易出現(xiàn)誤差。

監(jiān)督和管理信號傳輸過程中容易遭遇突發(fā)事故，廣播電視信號自身具有高容量與多樣化的特點(diǎn)，但是由于防范技術(shù)落后、防范系統(tǒng)不夠完善，在應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)誤差[4]。落實(shí)管理制度的同時(shí)應(yīng)用檢測技術(shù)，全面保障整個(gè)廣播視頻網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全性。前端播出機(jī)房可以確保信號設(shè)備傳輸過程的穩(wěn)定性和安全性，但是在傳輸過程中的主路放大環(huán)節(jié)、支路放大環(huán)節(jié)以及樓宇放大環(huán)節(jié)都沒有形成規(guī)范性的防范系統(tǒng)。

2.3 信息傳輸過程的監(jiān)控難點(diǎn)

一般情況下，廣播電視臺通過合理應(yīng)用監(jiān)控技術(shù)來提高安全管理水平。當(dāng)前應(yīng)用的監(jiān)控技術(shù)比較落后，容易受到多種因素的影響和限制，無法確保監(jiān)控的精準(zhǔn)性和全面性[5]。例如，廣播電視臺當(dāng)前的監(jiān)控技術(shù)是監(jiān)督和控制機(jī)頂盒終端信息的傳遞，但是通常黑客的侵襲都集中在信號傳輸?shù)闹衅陔A段，由此導(dǎo)致大部分風(fēng)險(xiǎn)信息都無法被精準(zhǔn)地識別出來，影響信號傳輸?shù)陌踩浴?/p>

3 廣播電視信號傳輸安全性維護(hù)策略

3.1 應(yīng)用防護(hù)新模式

具有攻擊特征的防護(hù)模式和內(nèi)容標(biāo)簽防護(hù)模式在應(yīng)用過程中都存在著或多或少的缺陷，不適合直接使用，可以將2種模式融合為一個(gè)整體，從而形成全新的應(yīng)用模式[6]。一般來講，由于日常業(yè)務(wù)中的信號種類豐富多樣，攻擊防護(hù)模式在應(yīng)用過程中具有一定的針對性，因此需要以內(nèi)容標(biāo)簽防護(hù)模式為主，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建大數(shù)據(jù)集成體，使技術(shù)和內(nèi)容充分結(jié)合，而后將全部信息傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)系統(tǒng)中，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析功能凸顯出信息特征，注明信息屬性，為相關(guān)工作人員的辨認(rèn)和查實(shí)提供便利條件。當(dāng)遭遇某些突發(fā)事故時(shí)，需要采用攻擊防護(hù)模式開展詳細(xì)的審核處理工作。特別是在分析和學(xué)習(xí)的過程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)會啟動自動識別功能，對抗惡意攻擊[7]?；诖?，所有未能注明標(biāo)簽特征的信息都需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)且全面的審核。如果某項(xiàng)信息顯示存在與惡意攻擊屬性相近的特征，則可以直接將該信息納入到惡意攻擊信息類型中，系統(tǒng)會啟動自動攔截功能，并且同步發(fā)送報(bào)告。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用融合了具有攻擊性特征的防護(hù)模式和內(nèi)容標(biāo)簽防護(hù)模式，信號的發(fā)出和接收都需要經(jīng)過內(nèi)容標(biāo)簽防護(hù)模式的識別與確認(rèn)[8]。由此可見，2種模式結(jié)合形成的新模式能夠形成具有高度安全性的防護(hù)系統(tǒng)，其應(yīng)用效果優(yōu)于傳統(tǒng)模式，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下更具靈活性，能夠有效降低人工依賴度。

3.2 應(yīng)用數(shù)字水印嵌入技術(shù)

視頻信息和圖片信息在內(nèi)涵方面存在著差異性，它們的復(fù)雜程度也有所不同。如果采用傳統(tǒng)方式嵌入數(shù)字水印，只會取得適得其反的效果。數(shù)字視頻是通過幀數(shù)排列多張圖片，然后按照順序播放出來，因此每個(gè)視頻的數(shù)據(jù)積壓都十分龐大，并且表現(xiàn)出動態(tài)性特點(diǎn)。如果利用傳統(tǒng)的解碼方法，則需要針對每一幀圖片進(jìn)行規(guī)范化操作，消耗大量時(shí)間成本；如果采取單獨(dú)水平方式開展嵌入工作，也會造成圖像保真度降低、幀刪除以及幀平均等問題[9]。視頻數(shù)字水平嵌入方法主要分為以下3種。

（1）原始視頻流直接嵌入。由于視頻信息的質(zhì)量要求較高，最終收集到的視頻信息需要進(jìn)行更加精細(xì)和專業(yè)化的處理與剪輯才能正常播放。未經(jīng)處理的視頻信息屬于原始視頻，其幀數(shù)隊(duì)列為視頻流，原始視頻沒有經(jīng)過專業(yè)化處理，內(nèi)部空間比較大，因此直接嵌入方式簡單快捷，解碼比較簡單。如果原視頻流本身就被壓縮過，需要按照先解碼、后嵌入水印的順序完成相關(guān)操作后才能重新編碼，該過程具有復(fù)雜性和煩瑣性的特點(diǎn)。

（2）編碼變換域系數(shù)的嵌入。壓縮視頻的壓縮比會始終控制在一個(gè)區(qū)間內(nèi)，這個(gè)區(qū)間就是變換域。在變換域內(nèi)編碼，嵌入數(shù)字水印，能夠?qū)崿F(xiàn)在不同壓縮比變換條件下保持編碼穩(wěn)定不變的狀態(tài)，從而開展簡易性的編碼操作。需要注意的是，當(dāng)變換域中加入編碼數(shù)字水印后，容易導(dǎo)致視頻質(zhì)量受到影響[10]。

（3）壓縮比特流直接嵌入。該方法與編碼變換域系數(shù)的嵌入方法具有高度相似性，利用相同的流程進(jìn)行編碼操作，能夠規(guī)避編碼變換域系數(shù)的嵌入問題。但因?yàn)閴嚎s比特流的空間范圍十分狹小，水印數(shù)量得不到保障。

4 結(jié) 論

通過實(shí)踐探究，廣播電視信號的傳播方式多種多樣，每種傳播方式都有其獨(dú)特的優(yōu)勢和缺陷，為了從根本上解決廣播電視信號傳播過程中的安全隱患，需要采取恰當(dāng)?shù)拇胧┍Ｕ闲盘杺鬏數(shù)陌踩?。通過升級與完善監(jiān)控技術(shù)，打造安全穩(wěn)定的廣播媒體環(huán)境，推動我國廣播電視事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。