数字付费电视频道安全播出技术因素分析及应对策略

王庆宏

广播电视节目的安全播出是广播电视的生命线，安全播出承担着把优质节目传送到千家万户最后一公里的任务。随着数字付费电视用户的增长，各数字付费电视播出机构加强了安全播出工作的管控力度，根据国家广电总局《广播电视安全播出管理规定》的具体要求，上星付费电视频道播出单位的播出、总控系统必须达到一级保障要求，其他系统应达到二级保障要求。对数字付费电视的安全播出工作提出了更高的标准。广播电视安全播出工作也是我国新时代社会主义文化建设的一部分，数字付费电视频道的安全播出工作也是促进社会主义新时代文化建设的重要工作之一。根据个人的工作经验和教训，我认为，影响数字付费电视安全播出的技术因素可以从三个维度去考量：播出平台的外部环境、播出平台的技术因素和一套行之有效的安全播出管理体系。本文从这三个维度方面，结合央广数字付费电视播出平台的情况做一分析介绍。

一.央广数字付费电视播出平台

随着科学技术进步，基于数字化、网络化、文件化的高清硬盘播出平台已经成为一种趋势，全台网架构下的央广数字付费电视硬盘播出平台也是基于当今最先进数字电视技术和网络技术进行设计建设的。央广数字付费电视播出平台是一两频道高标清兼容播出系统。具有播前缓存、上载、审看、自动技审、节目文件自动播出、智能监控等功能，可严格按照预先编排的节目单，执行相应的节目文件播出、节目信号直播和即时信息发布，也可根据需要进行人工干预，完成节目的插播、顺延等操作，充分满足央广数字付费电视播出业务需求。

二.影响数付费字电视安全播出的外部环境因素及应对

播出系统的外部环境安全因素主要包括机房物理安全、环境安全、供电安全和消防安全等四个主要因素。

1.机房物理安全 机房物理安全主要是指数字付费电视的播出系统一定要

建设在一个相对安全的物理环境下，确保播出平台可以避免不法人员的人为的干扰和破坏。央广数字付费电视播出系统位于原中央人民广播电台业务大楼内，建筑入口有武警24小时值勤，播出平台布设的机房安装有门禁系统，无关人员无法进入该机房，在播出机房安装有央广高清闭路安防监控系统，如果机房发生其他意外，也可以随时反馈到相关应急部门。基于以上三个方面的因素，播出机房的物理安全基本可以得到保障。

2.环境安全 主要指保障付费数字电视播出平台核心机房温度、湿度、防尘、

静电符合《广播电视中心技术用房室内环境要求》（GY/T5043）的有关规定，机房接地、布线、外部环境符合《电子信息系统机房设计规范》（GB50174）的B级有关规定要求。为此，核心机房在土木装修期间进行了隔尘、降噪、工艺接地等处理，并安装2部大金VRV X系列8HP多联空调，确保核心机房防尘效果和温湿度达标要求，核心机房的温度稳定的在20℃～25℃，湿度在45RH～65RH。

3.供电安全 播出用电安全是数字付费电视安全播出的基本条件，如果用电

安全得不到保障，那么安全播出就无从谈起，为此，在数字付费电视机房电源设计施工上，对每个电源配电柜，我们采取两个不同变压器低压回路的UPS供电的技术方案。根据播出系统的实际功耗，充分考虑设备的负荷冗余，在机房设计安装A、B两个30KW Schnelder BP？-30KW型配电柜，单母线分段供电，并具备手动互投功能。配电柜的上游电源来自于两个不同的UPS电源回路，UPS电池组后备时间满足实际负荷工作30分钟以上。每个配电柜配有15个10A的出线回路，每个设备机柜的两个PDU插座電源分别引自自A、B两个不同电源机柜出线回路，确保播出双电源设备不因某一路电源出现异常而影响到设备的安全运行。

4.消防安全 消防安全也是影响付费电视频道安全播出的外部环境因素之一。为此，我们在播出平台核心机房和操控机房设计安装一套气体消防灭火报警系统，设置烟感自动探测器15个，气体喷淋阀6个，7*24小时监测机房的消防情况，以确保机房消防设施符合《广播电视建筑设计防火规范》（GY5067）的要求。

三.影响数字付费电视安全播出的技术平台因素分析及策略应对

安全播出的实质就是在符合国家政策法律法规的前提下，依照播出单位预定计划，完整、高质量、不间断完成节目基带信号（SD-SDI/HD-SDI）传输的过程。由此可以明确，影响付费数字电视播出的技术平台因素主要包括节目文件的安全存储、播出链路的可靠性、播出文件的校验和技术审计、播出平台设备的监控和信号的检测、播出过程的精准控制、播出平台的网络安全等六个方面内容。

1.待播节目文件的安全存储与播出

付费数字电视频道主要有两类节目信号源，演播室直播节目信号和硬盘播出节目信号，按照《广播电视安全播出管理规定》的要求，演播室主备直播节目信号应通过两条以上不同路由传送至播出系统，这里就不再赘述。

待播节目文件的安全播出与存储主要依赖于播出视频服务器与二级存储的合理选型与设计。

基于数字付费电视的实际情况，播出平台视频服务器采用1+1+1的技术方案进行建设，即平台采用主备服务器加第三异构备服务器的设计。主、备视频服务器采用相同品牌型号的哈雷MediaDeck7000，单机总容量8T，有效容量为6T，异构第三备播服务器采用大洋D3-AIR APM服务器，单机总容量12T，有效存储容量为9T，主备服务器和第三备服务器采用相同的节目单播出。采用大洋克隆（clone）播出技术，确保播出系统播出节目的准确同步，在主备视频服务器同时故障的情况下，保证第三异构播出服务器信号的按计划准确正常播出。

播出平台素材存储采用二级存储的技术方案建设，二级存储采用哈雷MediaGrid3000，32T的存储容量，1GB/s的有效读写带宽。待播节目首先迁移至二级存储，播出平台根据节目单自动进行播出文件的迁移，改变了原系统中只有一级存储的状况，减轻播出服务器在线存储的运算速度和带宽的压力。

2.播出链路的可靠性

播出系统链路设备主要包括总控矩阵、切换设备、键控设备、字幕机和音视频放大分配器等周边设备，系统链路设备主要采用Miranda公司的产品。在技术方案的设计实施过程中，在总控矩阵信号前后添加跳线盘，确保矩阵出现故障时，信号可以通过跳线跳过故障点。所有的信号传输链路均采取主备双路传输方式，且具备主备切换功能，可以有效避免单一溃点的出现。信号链路的主要设备设均采用双电源单元供电的方式，设备的双电源外接电源分别取自于设备机柜的两个不同PDU电源插座，基本排除了因电源异常影响安全播出的因素。在确保系统链路设备充分冗余备份的情况下，个人认为，播出平台不必过渡冗余建设，造成经济上的浪费和环境上的不友好，做到经济、有效即可。

3.播出文件的校验及技术技审

为了保证待播文件在传输过程中的安全性，对待播视频文件进行文件完整性的校验是必不可少的工作。为此，我们在2台备播服务器和2台迁移服务器系统中内嵌MD5校验模块，任何需要进入备播服务器、迁移服务器接口缓存中的素材文件，均需通过MD5校验，证明数据文件无损坏且具备完整性后，方才能进入系统，完成备播流程。

备播服务器对于从外系统接收到的文件素材，需采用MD5校验机制，验证传输过程的安全性，而对于通过上载工作站上载导入的素材文件进行技术指标的审核也是确保安全播出的重要步骤之一，为此，播出平台配置两台自动技审服务器，运用智能数据分析技术，完成对素材的自动技术审核任务。审核内容包括视频中的黑场、彩条、蓝底、绿底、静帧、台标、Y/U/V超标等项目和音频中关于静音、破音、VU电平、相位等项目，以保证该素材文件的视音频技术质量，为前台人工审核提供参考，减少工作人员工作量。对于自动技审结果未合格的節目文件，将生成人工审核任务，根据自动技审的结果对故障点进行人工确认。

4.播出进程的精准控制

在确保播出硬件的冗余设计建设和播出文件技术审核的同时，一套安全稳定、操作简单、方便，控制精确、有效的播控软件是诸多控制软件的核心和灵魂。它是维持播出正常运转的最为重要的环节，播出控制软件主要通过控制视频服务器、切换设备、录像机等设备，根据计划，按播出串联单完成数字付费节目的播出和台标、字幕叠加工作。

根据数字付费电视频道的节目播出特征，部署在播出平台的播控软件应该具备的以下几个基本功能特点：

操作界面设计简洁、明了，操作方便。对录像机和切换台等设备的控制应该有美观的仿真界面，而且可以做到帧精度操作控制；

支持全硬盘自动播出和盘带结合的自动播出方式。支持顺序播出、定时播出、手动播出、定点插播、顺序插播、触发插播等多种切换方式；

提供保持、手动切换、主从切换、垫片播出等多种人工紧急干预手段；

提供准确的播出串联单逻辑时间检查功能。对定时节目、插播节目、以及字幕角标的播出时间进行逻辑时间检查，发现问题可提供醒目的报警提醒标志；

在数据库服务器或网络出现故障时，播出控制软件可以继续执行已加载的节目单文件，对播出服务器的节目文件进行控制播出；

可实现对服务器、矩阵、切换开关等设备状态的检查、提示和报警；

支持分级警报，能根据异常情况的轻重缓急，对警报进行分级，提供不同的报警手段和警示界面。对可能中断播出的操作提供密码保护等。

经过招标，央广数字付费播出平台最终采用了中科大洋科技股份有限公司的数字化播出系统2.0 D3-AIR APM自动播出控制软件作为央广数字付费电视频道的播控软件。

5.播出平台的监控与信号的监测

播出监控监测系统是确保安全播出必不可少的辅助系统之一，可对平台运行故障有效预判、及时定位、准确发现，对平台播出的SD/ HD SDI、ASI以及开放环路DVB信号进行监测。在排查故障环节，保证播出安全方面，具有不可代替的作用。为此我们部署了睿御监管系统和UnityAres监测前端系统来承担对播出平台设备及信号的监控、监测工作。监控对象主要包括播出网络、备播存储系统、平台数据库服务器等，实时对数据库服务器、播出控制工作站、播出视频服务器、应用服务器、FTP迁移服务器等其它网络设备的服务进度进行监测，实时对播出平台内素材管理工作站、素材迁移进程状态进行监测，以实现对在线播出设备和播出流程的全程监控。通过对播出链路上的多个节点进行监测，根据视音频信号、码流、信道各层面的监测数据，完成故障归并报警，以链路节点的形式进行展现。从而帮助播出值班人员快速应急、正确处理，提高平台故障应急的工作效率。

6.网路安全方面

播出平台网络安全是安全播出技术因素之一，播出平台虽然与外界互联网做到物理隔离，但必要的安全防范手段还是必须的。根据国家相关信息系统安全等级保护的要求，基于付费数字电视播出流程和网络安全性的考虑，数字电视播出平台整体网络通过部署两台网神SecSIS3600网闸进行安全防护和数据隔离，以保证播出系统与其他技术系统之间只允许特定的播出文件数据进行传输。在播出平台内部署堡垒主机、SOC 服务器、日志审计、漏洞扫描和防病毒服务器用于日常的审计和防病毒、防攻击管理。在播出平台内部署三台H3C S5120-28C-EI交换机，网络划分为两个独立运行的物理子网，播出传输系统核心交换机由两台H3C S5120-28CEI堆叠组成，其主要承担播出传输系统内的业务数据交换和系统间数据转发。系统内监控数据与存储心跳检测由单独的另外一台H3C S5120-28C-EI承担，这种结构有效的避免了监控数据与业务数据之间的相互干扰，减少了播出平台核心交换机的工作量。

四.安全播出管理体系

一套行之有效、科学合理的安全播出管理体系是数字付费电视频道安全播出的必要条件。这套安全播出管理体系可以确保播出平台日常的正常运行、维护以及在平台出现异常时，也可以通过规范化、标准化的操作，进行应急处理。结合数字付费电视频道的特点，央广数字付费电视频道在实际工作中，逐渐丰富完善了数字电视安全播出管理体系，形成了一整套SOP管理流程，持之以恒，要求所有参与安全播出的相关人员认真遵守和执行，确保各项制度和应急预案落到实处。其主要内容包括：《数字付费电视频道值班员交接班制度》、《数字付费电视频道播出机房管理规定》、《数字付费电视频道播出系统巡检管理流程》、《数字付费电视频道网络安全应急工作流程》和《数字付费电视频道播出应急工作流程》等。安全播出管理体系需要在工作实践中不断丰富、不断完善。组织参与播出工作的技术人员和值班人员进行定期培训、实战演练和考核更是确保安全播出工作的有效方法，通过培训、演练、考核，可以提高技术工作人员的政治意识、责任意识、技术素质，全面提升应对突发事件的应急能力。

五.结束语

数字付费电视的安全播出工作，不仅需要完成对播出系统进行合理的设计建设，而且还需要对播出平台进行科学的管理和维护，还要建立完善一套科学的安全播出管理体系，并严格执行。付费数字电视的安全播出工作是数字付费频道的安身立命之本。随着4K高清电视技术、5G技术、网络技术飞速发展，数字付费电视技术工作人员应及时更新技术知识，提高业务水平，为社会主义新时代的广播电视事业不断努力，砥砺前行。B&P