IP化在電視轉播車上的應用與發(fā)展

□ 李漢濃

IP化在電視轉播車上的應用與發(fā)展

□ 李漢濃

隨著融合媒體、4K等超高清技術的發(fā)展，電視轉播車全IP化的討論也越來越激烈。本文介紹了廣西電視臺轉播車電視信號傳輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來面臨的挑戰(zhàn)，提出了IP化是大勢趨，同時也就各大廠商的IP化架構主流方案進行了分析與對比，并且闡述了關于廣西電視臺轉播車未來發(fā)展的觀點。

電視臺轉播車；SDI基帶；網(wǎng)絡IP化；4K

一、廣西電視臺轉播車電視信號傳輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀

隨著融合媒體、4K等超高清技術的出現(xiàn)和發(fā)展以及全媒體、超高清時代的來臨，傳統(tǒng)的廣播電視行業(yè)發(fā)展面臨著嚴峻的考驗，這些與IP領域的許多技術息息相關。通過IP技術，用戶可以隨時隨地獲取各媒體信息，這體現(xiàn)了IP技術“無處不在”的優(yōu)勢。但是這其中還存在不少問題，比如新的視頻格式UHD-1、4K等的傳輸和制作將會給現(xiàn)有的轉播系統(tǒng)造成重大的負擔。另外，數(shù)字電視節(jié)目的制作、傳輸與播出，傳統(tǒng)的傳輸介質的帶寬、傳輸速率受到很大限制。

目前全國各電視臺播放的電視節(jié)目仍然以高標清為主，所以在轉播車上以SDI基帶視頻接口和專用SDI數(shù)字視頻矩陣為基礎的技術架構已能很好地滿足錄制要求。然而，隨著超高清（4K以上）時代的臨近，如繼續(xù)在轉播車上使用傳統(tǒng)的SDI信號，將會使將來的超高清電視節(jié)目錄制受到巨大限制：傳統(tǒng)的高標清轉播車的信號傳輸主要依賴SDI電纜，因為矩陣交換，每一根電纜只能傳輸一路SDI信號，所以在轉播車內部集成了幾百甚至上千條SDI電纜，一旦發(fā)生故障，將很難更換。如遇到重要的直播或錄制，為了節(jié)省維護時間只能在原有的基礎上再添加電纜，導致了后期系統(tǒng)維護困難。SDI傳輸距離有限，如果傳輸距離超過100米，在傳輸高清信號過程中將容易導致誤碼產(chǎn)生、圖像失真等問題出現(xiàn)。SDI相關的傳輸、儲存設備造價高、選擇少。

二、IP化勢在必行

許多廠家投入大量資源研發(fā)并成功推出了支持全IP架構的臺內基礎設備和解決方案。與SDI相比，IP化的優(yōu)勢在于：信號覆蓋范圍大；布線簡單；造價低。而且IP信號壓縮解碼方式非常成熟，上下游業(yè)務以及相關設備的IP化進程也在不斷加快。這些都預示著全臺IP化將成為電視媒體未來的發(fā)展趨勢。

下面來比較轉播車上的傳統(tǒng)矩陣和IP交換機。舉個例子：在相近性能下，一臺80×120的矩陣需比一臺IP交換機多占7個U的空間，而且IP交換機的功耗要遠遠小于矩陣，這種優(yōu)勢顯而易見。

轉播車在采用IP化之后，將給將來的4K節(jié)目制作帶來極大的動力。目前通過SDI接口傳輸4K內容有三種方法可以實現(xiàn)：第一種方法就是使用4個電纜接口，每個電纜接口傳輸一路3G視頻信號；第二種方法是將壓縮好的12G信號通過一個3G接口傳輸；第三種方法則是把傳統(tǒng)的3G接口更換為12G-SDI接口。

首先以江蘇臺4K轉播車為例（圖1）。在當前用SDI信號傳輸?shù)那闆r下，傳輸一個4K信號需要4條HD-SDI線纜，而未來IP化之后一條10G以太網(wǎng)線纜就可以完成傳輸，線纜數(shù)量由此大大減少，且便于維護；其次，由于信號數(shù)量的急劇增加以及以太網(wǎng)固有的可擴展性，為不斷增加的端口數(shù)和核心視頻矩陣系統(tǒng)的更高分辨率要求提供了未來有保障的解決方案；最后，IP鏈路可同時支持多路SD-SDI、HD-SDI和3G-SDI信號混合，支持長距離傳輸，而且組網(wǎng)簡單，擴充節(jié)目只需增加接入網(wǎng)關設備，保證標清向高清、超高清的平滑升級。

圖1

三、電視轉播車未來發(fā)展展望

在廣西電視臺轉播車上，大部分使用的還是索尼的基帶設備，如切換臺、矩陣、攝像機等，這些核心設備在一定時間內仍為核心設備。筆者認為，未來IP化的普及有兩種信號拓撲方案可以參考選擇。第一種是雙核心方案，它仍然保留基帶矩陣為基帶核心，同時增加IP交換機作為IP核心。它們的分工非常明確：IP核心解決IP信號交換，基帶核心解決基帶信號交換，中間需要SDI和IP的轉換，需要多少路就加多少路，按需配置。這樣的架構會比較清晰，各做各的事情，并且可以減少大量IP設備和SDI轉換設備的購置，節(jié)約投資成本。

第二種信號拓撲方案就是一步到位，直接以交換機為核心。然而目前仍有大量的基帶信號存在，還是需要很多SDI和IP的轉換。但是隨著IP信號越來越多，需要轉換的情況越來越少，直到所有IP信號直接連接進交換機。這種方案只是初期投入的設備資金比較高，后續(xù)工作比較簡單。

目前比較主流的案例就是華為創(chuàng)新的ICT技術，它與索尼在針對電視臺IP化的解決方案中合作。在綜合考慮各種因素后，將方案中對時延與帶寬都有著嚴格要求的交換機，選擇了華為的CE7850和CE6850系列交換機產(chǎn)品與索尼進行對標。索尼提供IP口的4K攝像機、SDI轉IP的信號處理網(wǎng)關、IP口的制作切換臺以及AV視頻調度管理軟件（LSM），華為則提供ICT基礎設施（包括交換機、存儲和服務器等），通過索尼的LSM系統(tǒng)調度管理系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理。

IP技術在廣電行業(yè)里面已經(jīng)應用很久，什么樣的架構才符合現(xiàn)在的行業(yè)需求？所有IT架構里面最典型的數(shù)據(jù)中心的架構是分層架構，有核心層、匯聚層、應用層。其中核心和匯聚層沒有區(qū)別，真正跟業(yè)務相關的是應用層。對此，草谷公司認為首先不會改變IP化本身架構，不繼承傳統(tǒng)廣播電視單體設備化的方向，這樣就得到真正為廣播電視服務的數(shù)據(jù)中心。基于上述概念，草谷公司建立正式的4K/HD IP系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)是不一樣的，不再是從左到右線性化圖。如圖2所示。

圖2

目前，國內不少電視臺都在致力于嘗試總控系統(tǒng)、演播室系統(tǒng)和轉播車系統(tǒng)的IP化改造和建設。展望未來，隨著電視臺IP化的普及，4K時代的來臨，各大廠商繼續(xù)聯(lián)手，將共同打造出更有競爭力的媒體電視臺行業(yè)解決方案。

四、結語

在加速媒體融合發(fā)展的背景下，電視轉播車的IP化不僅僅是用IP鏈路代替SDI鏈路，而是需要整車基礎架構IP化。雖然目前電視轉播車IP化的相關標準仍有待完善，但轉播車系統(tǒng)IP化已是大勢所趨，并且在技術層面上已無太大障礙。電視臺制作與播出技術人員應該密切關注電視中心基礎架構IP化的技術發(fā)展動向與進展，適時引入IP化解決方案，用于建設全媒體融合業(yè)務平臺，以此淡化傳統(tǒng)媒體與新興媒體的界限，促進新老媒體的融合發(fā)展，使全媒體融合業(yè)務的所需條件得到滿足。

1.徐儉,馬春,徐有聰.媒體融合時代電視中心IP化基礎架構技術初探[J].廣播電視信息,2015(3).

2.楊武軍,屈軍鎖,鄭震鐸.三網(wǎng)合一技術的發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代電信科技,2001(5).

（作者單位：廣西電視臺）