长春电视台播总控系统安全性分析

徐雁涛 徐雁平

[摘要]这次改造是根据硬盘播出系统的设计理念，采用集中存储、数据库服务器、OMNEON视频服务器多层体系结构，形成一个完整的、可靠的、统一的网络化技术平台，并结合台里今后全台网的发展需要，对系统的安全性，软件、硬件设备安全性、可靠性进行重点考查，在对系统安全性设计方案进行深入研究后决定的。

[关键词]安全性软件硬件

中图分类号：TN94 文献标识码：A文章编号：1671—7597(2009)1020017—02

长春电视台数字播总出系统的改造已经完成，这是一个具有录像机采集、总编室编单、广告编单、重播重审、MSV采集、播出控制等功能，播出系统达到全数字化的环境，是一个智能化、自动化、数字化的系统。能够完成长春电视台的信号处理、分配、调度、传输、监测、播出等工作。完全达到了数字化改造的目的，大幅度的提高了工作水平和效率，为下一步全台数字化改造打下了一个好的基础。

当前，随着计算机的发展，硬盘服务器的成功应用到广播电视领域，视频压缩技术、大容量存储技术和传输技术的迅速发展，使得以硬盘存储为基础建立电视数字化硬盘播出系统的方式为广播电视领域的同行接受，已经普遍应用到广播电视的节目播出系统中。

这次改造是根据硬盘播出系统的设计理念，采用集中存储、数据库服务器、OMNEON视频服务器多层体系结构，形成一个完整的、可靠的、统一的网络化技术平台，并结合台里今后全台网的发展需要，对系统的安全性，软件、硬件设备安全性、可靠性进行了重点考查，在对系统安全性设计方案进行深入研究后决定的。

下面就方案安全性做一些分析。

一、分控播出系统

5个频道的分控部分主要包括主备切换矩阵、键混器、播出控制工作站、字幕机、周边设备、技术监测设备和电视墙等。

在分控中5个频道播出系统采用主路切换台，备路切换开关加上键混器方式，监视采用多画面分割的方式，每个频道配置两台录像机，双通道键混器以及字幕机等设备。

选用2台利取16X4嵌入音频SDI切换矩阵为主要信号源切换设备，切换台是信号的处理中心。按键选信号，切换台的功能强。这次选IS750型IID／SI)——高清兼容高处理能力切换台，保证信号切换。

1AB切换功能。

2加台标、时标功能。

3音频、电频、音量调整控制。

功能强大的切换台功能只应用了一部分。储存logo动画素材、信息资源叠加、特技、两路信号处理、缩小、放大、音频处理，连续画面播放、更扩展的模板的处理。现在我们应用的是切换功能，加台标、时标功能，音频、电频、音量调整控制。主备通道倒换开关，具有断电旁路功能，安全性高。

键处理在切换台，由于存储空间大，可存放大量的台标、角标等，自由选择，最多可完成四个不同的LOGO播出。把键控器放在切换器后面，保证主路输出为双层台标，各路输出为单层台标，当主通道路出问题时倒到各通路，或者切换台出现故障时，台标没了，倒换过去后，各通路有台标，保证台标永远在。

二、视频服务器安全性分析

视频服务器是整个数字化硬盘播出的核心，Onneon视频服务器具有先进的模块化设计、嵌入式的操作系统、软件支持各种商标清格式、4向的智能扩展能力、快速故障自动恢复功能。这些优越的性能，不仅使我台从模拟磁带播出改造为数字硬盘播出，更帮助我台拥有了国内领先的播出系统，使得我台将来可以为观众提供更高质量的电视节目。并且在将来的3到5年仍然能够保持长春台的技术先进性，日后通过简单软件升级就可以支持更多、更新的视频格式，以及可以通过增加编解码模块或存储模块来满足台里通道、空间、甚至是频道的增加。这个选择不仅仅满足了电视台现今的使用需求，还为电视台将来的发展提供了坚实的基础。

配置主、各服务器，主机模块、编解码模块、存储模块完全镜像，在出现故障可以迅速的完成主、备的切换，确保播出的安全。

所有主机、磁盘阵列、编解码设备都有独立电源，并且关键性设备，如视频服务器主机、磁盘阵列、多端口解码设备为避免单点电源故障，都配备有双电源模块。这种方式使得功率分配合理，电源故障的发生率大大降低，每一点的电源故障不会对整个系统有影响。

编解码设备与主机通过1394线进行连接，可热插拔，可随时增加、减少编解码设备，即插即用，无需关机，保证了播出系统的不问断稳定运行。同样当编解码设备故障时，可立即更换，只需从主机拔除1394连接线，并更换新编解码设各，即可恢复正常，整个过程无需服务器关机，也无需打开服务器更换故障设备。

视频服务器主机使用嵌入式操作系统，服务器采用了Omneon公司为服务器性能及存储进行优化过的UNIX操作系统，安全稳定，不会感染病毒。

操作系统写在专用芯片上，无系统盘，无须担心系统盘故障，安全性极高；与存储系统采用双光纤链路进行连接，避免单点故障。

启动速度快，当主各机其中一方重新启动只需要55秒就可以实现启动完成并同步播出。

磁盘阵列具有双光纤连接模块(互为冗余)，避免单点故障。每个磁盘阵列具有16块光纤硬盘，每8块为一组，每组中7块作(6+1)的RAID3，剩余1块作为热备盘，双重数据安全保证，确保数据安全：磁盘阵列中的硬盘支持热插拔。

视频服务器中左右部分分别承载了4个节目上载通道，5路主各播出通道，还承担着将节目传输到主或各服务器的任务。为了保证节目的正常上载、传输与播出，此部分的设计中对于数据压力在上面部分做了准确计算，保证了在满负荷工作状态下(所有通道同时工作，并且同时通过网络传送文件)，仍可以正常工作。

所配各的磁盘阵列通过计算也完全满足存储空间的要求以及1／0带宽的要求。

由于所有端口及主机基于模块化设计，所有的上下载端口都支持热插拔，在系统出现故障时，系统会向管理员及时醒目提示报警，管理员可以轻松判断故障并解决，如果模块不能正常工作通过热插拔就可以直接更换故障模块，不需要停机并打开机箱更换编解码板，最大限度的保证了上载及播出工作的正常进行。

三、软件的安全性分析

当前以视频服务器为核心设备的数字播控系统对播控软件的要求不再仅仅关注软件本身对设备的控制能力，还要求软件能提供一个保证系统数据、流程和维护安全的业务运行环境。台里对播控软件的要求可概括成四句话：稳定可靠、技术先进、功能完善和操作方便。这在客观上既要求软件开发商内部有一套先进的开发管理方法和良好的质量管理体系，同时也要求软件开发商对播控关键技术有透彻的掌握，并对电视台的应用有深刻理解。

软件作为本系统控制及网络的核心。在软件控制及管理引入播出系统后，其功能多、方便快捷及多种的操作方式为播出系统带来了无法比拟的优势。过去用软件控制录像机进行带播仍然需要人工的进行很多操作，在

本次硬盘播出改造后完全由软件进行自动化控制，这使得人力得到了最大的解放，并且可以提供多种的播出方式。由此可见其安全性将决定整个播出系统的安全及稳定。

长春台在选择播控软件时对其安全性、稳定性进行了多方面考察，最终选择了在中央电视台、深圳台、武汉台等多家省市级电视台稳定使用的sobey网络化控制软件，在具备台里提出的安全性、稳定性等要求外，同时为将来的全台互通提供各种接口，方便长春台日后的全台网建设。

自动播控网络系统软件由下列功能组件组成：节目单编辑模块、节目上载和回看编辑模块、设备共享模块、播出控制模块、监测报警模块、数据库管理模块、数据统计模块、素材管理模块、用户管理模块等。各子系统紧密配合，构成完整的自动播出网络，系统结构清晰，具有良好的开放性和扩展性，充分考虑各种对外接口，有利于今后的系统扩展和升级。并且sobey播控软件是基于全台网设计的播控软件，除确保高可用及稳定的播出外，为我台日后的制播一体网及全台网的建设提供了坚实的基础。

在播出系统软件的设计遵循以下设计原则：

1、实时性

实时性是一个成熟系统中非常重要的方面，我们希望系统有快捷、准确的反应速度及切换速度，确保安全稳定帧精确播出。

2、安全性

数据库服务器使用多重备份方式，同时在每一台工作站提供本机ODBC数据库，保持和数据库服务器的完全镜像，在网络出现故障的情况下仍可使用并可以恢复数据库服务器的数据。

播出控制使用主备热备份方式，主备机播出完全同步，如果主机发生故障，各机可以自动实时接管播出系统。主机恢复正常自动倒回。

3、时间的一致性

采用GPS时钟授时器接收GPS信号来读取时间，并传送给所有的工作站，来保证整个系统时间的一致性。时间的统一，保证了工作站之间的工作步调一致。

4、系统性

播出系统软件是由众多独立的子系统组成的。节目编排、上载编辑、播出等子系统承担不同的功能，协作完成播出任务。通过模块化的软件设计分解任务提高软件各项性能。

5、扩展性

本系统可平滑升级和扩展。日后通过增加相应的软硬件与台里已有设备相衔接，可以扩充频道与功能。具有开放的标准接口，方便与全台媒资系统和非编网络的连接。

播控软件通过提供多种工作方式来提高系统的可用性，并且提供多种应急模式供出现紧急情况应急使用来提高播出的安全性。

播出自动控制系统接收来自节目编排子系统的节目单，并按照其指定的顺序来控制硬盘服务器、录像机的播出，同时完成主各播出矩阵、完成键混、台标机等的控制，在本项目中，依据高安全、高可用性的设计理念，选定了能实现5个频道“不间断，高质量，既经济又安全”的播、存、管的系统设计方案。根据以上对于本次播出系统改造中的视频服务器、二级存储、管理软件三个方面的安全性进行了论证，通过系统中各个关键部分的安全性来解析整个系统的安全性。

通过这个具有技术性、可扩性、可靠和安全的数字化硬盘播出系统，提高了信号播出质量，传输质量。特别对广告、宣传和使用本台数字后期及各制作的数字节目的播出质量。降低了值班员操作次数，减少了值班员的劳动强度，技术术维护人员由重点维护单机转为系统维护为主，提高整体系统运行指标和可靠性，达到了更好的为我市广播电视事来服务目的，为全台数字化提供了可靠的保障。