硬盘播出在播控系统中的应用安全

摘 要：广播电视数字化的优点已经广为人知，由于计算机技术和网络技术的不断发展，先进的设备和技术不断推陈出新，大力促进了广播电视设备数字化、网络化的进程，对于播出来说，以视频服务器为核心的硬盘播出系统正逐渐在各地方电视台普及。为了展示和发挥硬盘播出系统的优势，保证“高质量、不间断、既经济、又安全”的安全播出目标，避免负面效应，提升广播电视的安全播出水平、保证播出质量是广播电视技术人员必须思考的问题。

随着科学技术的不断进步，数字技术、网络技术在广播电视领域广泛应用，使广播电视行业经历了深刻的变革。电视技术由模拟向数字标清，再到高清晰度广播电视播出系统不断发展成熟，目前的电视播出系统形成了以硬盘集中存储为主的多频道网络化控制数字播出体系，在组建播出系统时，系统规划、设备类型、升级扩容、实时备份都是必须考虑和不容忽视的，数字硬盘播出系统人为干预少、更高效、灵活，可是系统比较复杂，数字化播出系统不仅包括传统的信号总控、分控，同时增加了节目的数字媒资管理、播出网络管理和防病毒攻击等新的内容，更强地依赖于计算机网络及控制系统。对于硬盘播出系统的安全性始终存在争论，由于硬盘播出系统结构的复杂性，一个环节出现问题就可能导致整个系统出现问题，恢复系统也需要更复杂的步骤、更长的时间，因此，必须规范安全播出技术系统配置和运行维护要求，提升管理水平，才能保障广播电视安全播出能力有质的飞跃。

1 硬盘自动化播出系统的安全设计

设计播出系统要科学、合理，因为直接影响到播出的安全性和稳定性。一个完整的硬盘自动化播出系统包括5大子系统：主控系统、视音频分配系统、同步系统、时间系统、应急系统。全部系统通过千兆交换机连成千兆以太网，可实现视频服务器（主、备）、千兆交换机与其他设备的数据压缩、交换和传输，形成一个开放性的网络硬盘播控系统。

硬盘服务器架构设计是以硬盘播出为主，兼容磁带播出的盘带混合播出系统，系统主要由硬盘服务器系统（包括上载播出以及与其他系统的接口）、视音频及周边外设系统、近线存储系统、控制与管理软件系统、监控报警系统、同步系统、时钟系统、电源系统组成。系统设计采用上载集和播出集两级存储架构，基于标清磁带介质节目进行集中上载实现节目文件化，再经由人工审查之后，传输到播出级待播。系统实现了硬盘主备、盘带混合、盘带或带盘等多种备份方式，节目播出自动控制等播出功能，特点是信号路由可自动调度，近线存储系统可实现播出域标清节目文件共享存储，负载均衡、冗余备份，监控系统实现对主要控制设备的24小时不间断监测，播出信号通道以及各节点的状态监测，播出末级信号的检测，并具有自动报警功能。

硬盘自动播出系统以视频服务器为核心，将图像和声音压缩编码以后存储在硬盘阵列中，由于硬盘的读写比磁带磨损小，加上服务器的冗余特性，配备镜像的结构设计，从而进一步保障了系统的运行稳定，有效地提高了播出的安全可靠。集中存储的优势还体现在多通道的播出节目资源可共享，适应各种节目的编排形式，可准确快捷地实现节目之间的顺序和插入，定时播出等控制管理，节目素材的统一上载，简化了整个播出的工作流程。甘肃省嘉峪关广播电视台现在运用的是北京中科大洋数字硬盘播出系统。两套自办节目的常规标清硬盘播出系统，采用基于标清文件的多通道硬盘服务器播出方式。建成了一个以计算机网络和视频网络为基础的综合业务平台，将电视台的各制作部门紧密联系在一起，形成了网络化生产流程，大大提高了节目制播效率。

为了保障播出系统安全可靠，增加系统稳定性，硬盘播出系统设计应用多种安全备份技术，提前做好应急处理机制和预案，并在系统的关键链路环节采用冗余结构，比如应用服务器主备模式、主备硬盘通道镜像播出等；软件结构模块化，增加系统容错能力，减少耦合度，保证系统在软硬件出现问题时可以快速恢复播出，减少甚至消除中断播出时间，对安全播出具有十分重要的意义。

2 播出设备安全管理

依据嘉峪关台的具体情况，硬盘播出系统以数据库服务器和视频服务器为中心，系统中配置有素材上载工作站、编单工作站、播出工作站、切换矩阵等链路设备。采用了工作站/服务器结构，数据库服务器对所有播出控制数据进行集中管理。各工作站应用只负责系统的应用逻辑部分，操作人员因不同的使用权限在相应的工作站进行管理、上载、审片、编辑、播出等操作，最终实现电视节目的播出。

2.1 视频服务器

播出系统采用以视频服务器播出为主，传统的录像机播出为辅的盘带结合播出方式。播出的具体工作流程为：在播出网络中除线路信号及应急播出的VTR信号以外的节目，各部门制作的节目均通过上载工作站提交到视频服务器存储待播，由编单工作站完成节目单的编辑、生成及保存，再发送至播出工作站，由播出工作站调出当天的节目播出单，通过数据库服务器访问视频服务器，按播出单顺序播出通过审核的节目素材，完成每天的节目播出。由此可见，视频服务器是整个硬盘播出系统的核心设备，服务器的安全稳定是电视台不间断播出的警戒线。嘉峪关台采用两台VIPS视频服务器，一主一备，采用镜像方式同步播出，它的最大特点是嵌入式实时操作系统，所有系统程序全部固化在硬件中，消除了人为操作错误带来的影响，启动时间快、恢复时间快，避免了因操作系统问题进行重启、重新安装的状况，安全稳定，大大提高了播控安全性。高度自动化播出设备的使用，保证了电视台24小时全天候播出，设备的维护也因此要适应这种的播出方式，改变了已往设备坏了才修的维护方式。电视台建立了巡检制度，在日常巡检时，及时发现处理设备自身和环境存在的隐患，为安全播作出基本保障，视频服务器正常运行需要良好的工作环境，首先是机房的环境温度需要保持在一个恒定的范围，因而在服务器机房添置了两台空调，另外，嘉峪关台地处西部地区，干燥、灰尘多，机房建设时铺设了防静电地板，避免由于静电吸附力，使灰尘进入磁盘内部并吸附在磁盘上，影响磁盘使用寿命。在平时的工作中，特别注意进入机房必须换鞋等措施，定期对视频服务器进行除尘等清洁保养工作。另外，视频服务器对供电的要求极高，瞬间掉电都可能造成服务器数据的混乱，影响到播出的安全，因而电视台配备了UPS不间断电源。

磁盘阵列作为播控系统的重要环节，视音频数据每天都在频繁地进行读、写操作，就可能产生一些丢失部分数据的空壳素材及孤儿素材，导致服务器出现异常，上面存储的垃圾素材占用空间过大，会影响到视频服务器的响应时间及运行速度，对于维护管理工作，要主动预防入手，巡检时，利用软件监测的错误日志来发现问题提早判断，硬盘垃圾删除软件将到期素材及垃圾素材定期删除。在做安全维护时，也只能用专配的硬盘，并做好应用软件的备份工作，一旦操作系统出了问题，可用镜像文件快速恢复系统。另外，视频服务器硬件部分具有相当高的可靠性，故障率较低，但在操作系统及软件方面，如果系统长时间运行，可能导致内存残留，影响系统性能，降低系统的可靠性，因此在工作一定时间后，要进行系统重启。

2.2 数据库服务器

数据库服务器是硬盘播出系统的网络核心设备，用来管理用户账户、用户操作权限、数据备份与恢复、日志管理、视音频素材的一致性检查等工作。整个播出系统的素材信息和节目单信息都储存在数据库服务器上，数据库服务器如发生故障，将影响播控系统正常运行。因此，通常会采用双机热备份，当主数据库服务器发生故障时，备数据库服务器会自动接管，从而保证了不间断的数据服务。数据库管理意义重大，关系到整个系统的正常运行，数据库维护应专人管理，必须对数据库定期巡检和优化。嘉峪关台的数据库服务器采用SQL Server数据库管理软件，由于它的高度可靠性和稳定性，给日常维护工作也节省了大量的人力和物力。

2.3 播出工作站

嘉峪关台播出工作站由主备机构成，同步播出，主备工作站之间通过RS-422心跳线保持同步运行，备工作站记录主工作站所有的控制指令和结果，当主工作站出现故障时，备工作站会立刻控制RS-422倒换器选通备路，接管设备的控制权完成主工作站故障后未完成的播出指令任务，保证节目的不间断播出。主工作站接收数据库服务器的播出节目单，再根据播出节目单内容对视频服务器、VTR或线路信号进行控制播出，主工作站将调出的节目单发单至备工作站，主备播出工作站同步播出，同时控制播出矩阵将播出的节目切换到对应的播出通道上完成播出任务。在播出过程中如遇到来不及完成上载而又需要紧急播出的节目，只要在播出单中插入相应的节目素材名称、输入节目时间选择所需的信号源通道即可，此信号源通道接有应急信号矩阵，矩阵上输入有VTR、DVD、垫片等各种备份信号，也可通过人工方式实现应急切换播出。定期对播出工作站主机、切换矩阵及周边设备进行除尘安检等。

2.4 网络运行的维护

将视频服务器、数据库服务器、播出工作站、各部门上载工作站等设备连接到交换机上，构成了硬盘播出系统的局域网，用来传输数字视音频文件、控制信号、业务数据等。在电视台的制作网和播出网禁用所有USB接口输入设备，系统内设备禁止于外网链接，保证系统的封闭性。定期使用磁盘清理工具软件，对各工作站硬盘进行清理、维护和碎片整理，删除一切无效文件、垃圾文件、过期文件、过期段落包及无用工作日志，使磁盘空间得到及时释放。网络链路中任何地方出现问题都会影响到安全播出，只有网络通畅运行，才可保证播出的安全。

3 操作人员的安全管理

播控中心是电视台播出的核心部门，硬盘播出系统和监控系统设备多、线路复杂、系统软件的升级及设备更新也快，对于播控人员的技术水平要求很高。所有播控人员应全面掌握系统构成，熟悉操作流程和安全应急预案，应对突发事件，采取合理的应急手段。嘉峪关台针对播控中心这一特殊岗位，制定了相关的学习培训和上岗制度。设备的周检、月检、季检和年检是为了保证播控设备长期正常运转，制定检修计划，在对播出系统设备检修过程中，技术人员熟悉了设备，提升了技能。定期的安全演练也提高了技术人员的应急处置能力，从而保证安全播出。

4 小结

安全播出一直是电视台重点保障目标，重要作用也是不言而喻，建设成安全、高效、可靠的播出系统是电视技术人追求的终极目标，随着大数据等新技术的引领，也将开创广播电视行业的新篇章。