我們國家采用的衛星直播系統一般是符合DVB-S標準的傳輸系統,也就是說信源編碼采用MPEG2標準,并將多路信源轉換的MPEG2碼流按DVB標準多路復用為一路TS流信號。復用的TS流經QPSK調制(信道編碼)后,通過地球站發射到衛星轉發器(上行),下行信號經過天線接收、數字衛星接收機解調(高頻頭)解碼(MPEG2解碼)為音視頻信號。音視頻信號進入本地的有線電視網絡,傳到全家萬戶。
法輪功的非法攻擊主要是用自己的信號非法覆蓋衛星轉發器的上行信號,造成各地下行接收的信號由原來的正常信號轉變為法輪功的非法信號。由于有線電視頻道總多,一般模擬頻道有50多個,數字頻道有150多個,加上法輪功攻擊的頻道隨機性和時間不確定性,值班人員稍不留意,就觀察不到正常信號被法輪功非法信號覆蓋的現象。有的電視臺出現了法輪功信號播送出去長達10幾分鐘或20幾分鐘都沒有被發現的情況,給觀眾造成了誤解和迷惑,帶來很不好的社會影響。
如何通過儀器或監測設備有效檢測法輪功非法信號的攻擊?從法輪功的攻擊手段和衛星直播的原理可以知道,在法輪功非法信號開始覆蓋正常信號時,由于TS傳輸流的編碼結構、復用結構、表格參數、名稱都會發生突變,數字衛星接收機在解復用和解碼時會出現解碼不連續、解碼緩沖區溢出、各種解復用和解碼參數重新初始化等內部過程,對應輸出的音視頻信號會出現短時間的馬賽克、畫面靜幀、畫面黑屏(注意不是信號中斷,因為數字衛星接收機輸出的視頻信號始終有同步頭)、聲音短時間丟失或突變等現象。
從上面的分析可以看出,我們可以采用兩種有效的方式來有效檢測法輪功的非法攻擊。一種是采用帶QPSK解調的碼流監測設備或者碼流分析儀結合工程型衛星接收機(這種接收機除音視頻信號輸出外,還能輸出完整的TS流)。一旦碼流監測設備發現TS流的表格結構發生變化就會及時報警,有的碼流監測設備如博匯公司的ARES還能檢測到TS流的其他變化:如ETR290的報警、帶寬的變化、包計數的不連續、TS流內容特征的變化(頻道名,頻道內的多個節目名,每個節目的視頻流和音頻流的ID號等發生變化)。所以在非法信號覆蓋正常信號的開始,碼流監測設備能檢測到大量的TS流突變錯誤并準確報警,在監測報警的同時還可以進行碼流錄制。這種方法需要的碼流實時監測模塊數量對應有線電視接收前端的TS流的數量(注意不是衛星接收機的數量,因為一個TS流可以對應4到14個節目)。一般來說一臺主機加若干碼流監測模塊就可以實現全實時全天候的監測,如ARES碼流監測系統一個機箱可以插4路、10路、21路碼流檢測設備。
另一種有效監測法輪功非法攻擊的方式是從衛星接收機輸出的音視頻信號入手。根據上面的分析,在非法信號覆蓋正常信號的開始,由于TS流發生突變,數字衛星接收機輸出的音視頻信號會對應出現短時間的馬賽克、圖像靜幀、畫面黑屏、聲音丟失等信號異態。現在的音視頻質量和內容監測設備如博匯公司的ARES能夠非常準確地檢測到上述異態,及時報警并進行音視頻MPEG4壓縮格式錄像。這種監測方式比碼流監測方式成本要低一些,如ARES一個監測單元可以完成16通道的音視頻信號實時監測和報警,多個監測單元加上一臺集中控制機可以組成幾百個頻道的實時監測系統。另外ARES音視頻質量和內容監測設備已經實現了和DVSTATION碼流監測設備的完整的結合,通過一臺集中控制機可以設置多個質量監測單元、內容監測單元、碼流監測單元的監測參數和報警域值;每個監測單元的報警信息可以及時匯總到集中控制機,同時可以傳給多個遠程客戶端。
如果要研制專門對付法輪功非法攻擊的設備,還可以采用另外兩種方式。一種徹底的方式是在信號上星前,在進行信源編碼或碼流復用時加上一個唯一的標志(稱為電子臺標或水印)。在下行接收時,首先檢測電子臺標,如果電子臺標合法,則正常輸出信號,如果不合法,則及時阻斷非法信號。這種方法的缺點是要生產專門的衛星接收機或者生產一種專門的解密卡,成本高,需求小,不可能批量生產。
另外一種可行的方法是通過音視頻內容監測的方法來識別畫面中的臺標。如果畫面中的臺標和合法的預留臺標相似性大,則判斷為合法信號,如果相似性小或者畫面中的臺標消失,則判斷為非法信號。這種方法很吸引人,但實現起來有一定的難度。如需要區分轉播新聞聯播時,兩個臺標疊在一起的現象,還需要區分個別電視臺在播放廣告時臺標消失的情況。博匯公司正在進行這方面的功能開發,其ARES產品有很強的內容監測能力,一臺機器可以實現16個通道的內容實時檢測,通過圖像剪影、特征匹配、計算機視覺等一系列算法,在不遠的將來實現臺標的精確識別是完全可能的。
檢測到非法攻擊后,如何及時阻斷非法信號的播出?一般電視臺采用兩種方法,一種是簡單地關閉對應頻道的調制器電源,可以人工關閉,也可以通過監測報警系統聯動遙控關閉。另一種方法是在衛星接收機和調制器之間加上多路2:1切換器/切換矩陣/插播器等設備。通過切換器或插播器可以阻斷非法信號同時將播出信號切換到彩條或者應急的墊片上;通過切換矩陣可以將播出信號切換到其他合法的頻道如中央一臺和省一臺的信號上。