電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方案的探討

劉偉寧

摘 要 在改革開放之后，我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平也顯著提升，尤其是超高清晰度視頻信號的產(chǎn)生，對電視制作播出系統(tǒng)帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文對電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)框架解決方案進行分析研究，希望能夠提高電視制作播出系統(tǒng)性能，進而為人們提供更加優(yōu)質(zhì)電視服務(wù)。

關(guān)鍵詞 IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；電視制作播出系統(tǒng)；解決方案

中圖分類號 G2 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）183-0082-02

電視技術(shù)在快速發(fā)展建設(shè)過程中，高清電視節(jié)目在制作播出上面取得了顯著成果的，各種先進科學(xué)技術(shù)逐漸在電視技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用，特別是4K超高清設(shè)備上面。4K超高清設(shè)備在實際應(yīng)用過程中清晰度較高，色彩豐富，具有較高興化比，發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他技術(shù)水平。4K等超高清電視技術(shù)在電視節(jié)目制作播出系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)雖然具有重要作用，但是也存在一定問題，特別是在信號寬度上面，對傳統(tǒng)電視制作播出系統(tǒng)運行造成嚴(yán)重影響。想要推動電視制作質(zhì)量，構(gòu)建電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方案就顯著尤為重要。

1 解決方案

按照電視制作播出系統(tǒng)所存在的問題，研究人員現(xiàn)階段已經(jīng)制定了電視IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方案，也就是通過IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)镮P數(shù)據(jù)包，在傳輸過程中借助完善成熟高速網(wǎng)絡(luò)作為傳出途徑，具體系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

由圖1可知，在電視制作播出系統(tǒng)內(nèi)，不同機械設(shè)備之間不僅僅應(yīng)用信號進行連接，同時部分機械設(shè)備還應(yīng)用IP網(wǎng)絡(luò)信號進行連接。在整個電視制作播出系統(tǒng)內(nèi)，主要通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸連接，屬于雙向連接，并且通道數(shù)量顯著增加，電視制作播出系統(tǒng)架構(gòu)有效簡化，不同設(shè)備之間可以像終端設(shè)備一樣進行傳輸。

IP網(wǎng)絡(luò)傳輸電視信號已經(jīng)應(yīng)用較長時間，但是之前由于互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及寬帶等因素受到約束，所以基本上采取網(wǎng)絡(luò)傳輸模式。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在逐漸完善成熟之后，網(wǎng)絡(luò)寬帶每年都取得了顯著發(fā)展成果。根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，在2005年之后，互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接口數(shù)量一定超過電視基帶信號寬帶數(shù)量，在這種情況下為IP網(wǎng)絡(luò)傳輸電視信號提供了堅實基礎(chǔ)條件。電視圖像在進行傳輸過程中，不僅僅需要傳輸圖像周期，同時還需要具有一定空余時間，在空余時間對傳輸圖像格式等基礎(chǔ)信息。在電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方面內(nèi)，筆者充分利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)，在空余時間內(nèi)傳輸所需要的信息。在IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上面應(yīng)用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，圖像傳輸碼率能夠顯著提升，對網(wǎng)絡(luò)寬帶要求也就適當(dāng)降低，在一個網(wǎng)絡(luò)線路內(nèi)能夠通過傳輸多種傳輸信號[1]。

IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包更替基帶信號進行信號傳輸過程中，還存在幾個問題需要解決，這樣才能夠保證信號傳輸質(zhì)量。

2 信號延時問題

電視節(jié)目在制作過程中，在很多情況下信號需要實時進行傳輸，同時對信號進行實時性處理，信號要是存在十分嚴(yán)重延時情況，對電視節(jié)目制作將會造成嚴(yán)重影響。按照筆者長期經(jīng)驗來說，正常情況下，電視節(jié)目在制作過程中，信號傳輸延時必須控制在5幀之內(nèi)。與此之外，信號在進行傳輸過程中，信號延時需要控制在一定范圍內(nèi)，必須控制在系統(tǒng)緩沖時間范圍內(nèi)，進而才能夠保證圖像及聲音流暢，防止電視節(jié)目在傳輸過程中出現(xiàn)停頓情況。所以在構(gòu)建電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)過程中，必須滿足圖像及聲音流暢要求。

根據(jù)有關(guān)不同統(tǒng)計，大部分10g交換機在實際運行過程中，信號傳輸出現(xiàn)延時情況較少，延遲數(shù)量大約為高清電視1行傳輸周期左右，甚至更小，同時局域網(wǎng)需要具有良好網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，進而將延時控制在規(guī)定范圍內(nèi)，在借助精確同步系統(tǒng)之下，能夠有效解決IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所存在的延時情況[2]。

3 時間精確同步

電視節(jié)目在制作過程中，圖像切換精度需要以幀作為計算范圍，也就是圖像在進行切換過程中，必須降低外部影響因素對圖像制作所造成的影響，進而才能夠保證圖像在更換過程中，不會出現(xiàn)閃動情況。這就需要電視制作播出系統(tǒng)在運行過程中，不同信號能夠保證傳輸時間相同。在互聯(lián)網(wǎng)背景之下，信號傳輸想要同步，政府部門相互頒布了較多標(biāo)準(zhǔn)，在不同標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)都對同步精確時間進行了明確規(guī)定。為了能夠保證電視制作播出系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備之間在進行傳輸過程中，系統(tǒng)具有基準(zhǔn)時間差，進而保證時鐘數(shù)據(jù)包之間可以進行通訊傳輸，降低不同延時因素所造成的影響，并且對系統(tǒng)時鐘時間進行校對。

時鐘校對原理大約為：系統(tǒng)主時鐘定期傳輸報文信息，從時鐘在接受到報文信息之后，及時向主時鐘進行針對性反饋，不同時鐘系列需要同步完成發(fā)出及接受報文信息傳輸情況，并且對報文信息傳輸時間進行記錄，保證任何信息上面都具有一個針對時間點。按照報文傳輸所記錄的時間，接收端在運行過程中，可以在自身局域網(wǎng)環(huán)境內(nèi)，對報文信號基準(zhǔn)誤差時間進行計算，了解信號延時時間，進而降低信號傳輸時間誤差情況[3]。

4 方案優(yōu)勢

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)簡單

光纖在同時對6條信號進行傳輸工程中，高清信號壓縮比例顯著提高，進而電視制作播出系統(tǒng)設(shè)備在連接過程中，電纜應(yīng)用數(shù)量大幅度減少，設(shè)備之間接口數(shù)量也就顯著減少。與此同時，網(wǎng)絡(luò)信號在傳輸過程中屬于雙向傳輸，這就需要攝像機及轉(zhuǎn)換臺通過電纜進行傳輸，保證攝像機能夠?qū)π盘柤耙曨l信號進行傳輸，切換信號及通信信號都可以雙向進行傳輸，電視制作播出系統(tǒng)架構(gòu)得到了有效簡化[4]。

4.2 系統(tǒng)靈活

正是由于電視制作播出系統(tǒng)在采取網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之后，電視制作播出系統(tǒng)設(shè)備得到有效簡化，空間設(shè)備就可以進行共享，有效提高電視制作播出系統(tǒng)資源利用效率。就以IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)協(xié)議來說，IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)協(xié)議內(nèi)包含音頻信號、鼠標(biāo)信息、在線包裝設(shè)備等內(nèi)容，這就需要在針對位置上面配備針對性設(shè)備。這樣電視制作播出系統(tǒng)設(shè)備在進行安裝及拆卸過程中，設(shè)備連接更加靈活。

4.3 升級方便

電視制作播出系統(tǒng)在采取IP化網(wǎng)路架構(gòu)之后，電視制作播出系統(tǒng)就可以看做是一個局域網(wǎng)環(huán)境，電視制作播出系統(tǒng)所需要的設(shè)備都像局域網(wǎng)計算機設(shè)備，對所需要傳輸?shù)男盘柛袷竭M行規(guī)劃。電視制作播出系統(tǒng)就可以借助這些原理，對系統(tǒng)所需要的設(shè)備通過軟件進行更新，進而完成電視制作播出系統(tǒng)升級更新工作，電視制作播出系統(tǒng)升級成本有效降低。

與此之外，電視制作播出系統(tǒng)在采取IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之后，不僅僅能夠進行音頻信號傳輸，同時還能夠?qū)Σ煌畔?shù)據(jù)進行傳輸。就以視音頻信號在進行傳輸過程中，還可以一同對針對性信息數(shù)據(jù)進行傳輸，這樣就可以對節(jié)目有關(guān)信息進行傳輸并且記錄，為電視節(jié)目制作創(chuàng)造良好外部條件。未來節(jié)目在制作過程中，可能不僅僅進行視音頻信號進行制作，甚至還需要對節(jié)目信息進行制作[5]。

5 結(jié)論

綜上所述，在對電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在進行了解之后，目前電視制作播出系IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)雖然這還處于研究階段，電視技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在逐漸完善成熟之后，電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建設(shè)能夠真正投入應(yīng)用。

參考文獻

[1]于喜軍.淺談電視制作、媒資、播出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全[J].中國新通信，2014（8）：22.

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[3]馮海亮，施玉海，張海峰.有線電視網(wǎng)絡(luò)光纖入戶IP廣播系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)研究[J].廣播電視信息，2015（12）：22-24.

[4]曹誠，王爍，張燕.淺析全臺網(wǎng)環(huán)境下的播出系統(tǒng)[J].影視制作，2012（12）：69-73.

[5]梁冬梅.單頻道硬盤播出系統(tǒng)的應(yīng)用與探討[J].電視技術(shù)，2011（8）：74-76.