IP、ATSC 3.0現(xiàn)為主流測試主題新標(biāo)準(zhǔn)和新程序迅速改變測試測量

鮑勃·科瓦奇

IP的迅速采納正在推動傳統(tǒng)測試測量設(shè)備發(fā)生很多變化。對熟悉的質(zhì)量控制設(shè)備（如波形監(jiān)視器和矢量示波器等）將始終有需求，但演播室和內(nèi)容制作者現(xiàn)在還需要檢驗他們產(chǎn)生的數(shù)據(jù)（這些數(shù)據(jù)正以極快速度被越來越多地分配）的能力。

在LCD/LED和微處理器革命的共同作用下，當(dāng)前很多測試設(shè)備與20或30年前相比大相徑庭。隨著專用視頻分配設(shè)備（想想SDI）被IP網(wǎng)絡(luò)取代，為不落后測量新形勢，測試設(shè)備制造商正在快馬加鞭，在最新的測試測量產(chǎn)品上屢有體積、功能和性能方面的創(chuàng)新。

“SDI系統(tǒng)的測試要求眾所周知，描述很詳盡，”泰克公司視頻產(chǎn)品線業(yè)務(wù)總監(jiān)Ian Valentine表示，“不過，隨著業(yè)界向基于IP的技術(shù)過渡，為了解包含視頻、音頻和元數(shù)據(jù)的包傳輸期間網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的狀況，要求各種各樣的新測量。這包括數(shù)據(jù)包丟失、包抖動、RTP序列錯誤，以及包時間標(biāo)記延遲延遲因數(shù)等。”

IP視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)

最新制定的SMPTE 2110專業(yè)視頻、音頻和數(shù)據(jù)IP傳輸標(biāo)準(zhǔn)是為何在一個電視環(huán)境內(nèi)對IP測試設(shè)備有需求的大理由。

“為保持網(wǎng)絡(luò)同步，圍繞著視頻、音頻和數(shù)據(jù)對PTP（精確時間協(xié)議）的定時有各種測量，”Vaentine說，“在處理SMPTE 2110標(biāo)準(zhǔn)時（此標(biāo)準(zhǔn)中視頻、音頻和數(shù)據(jù)在不同碼流內(nèi)發(fā)送），定時特別重要。測試不同數(shù)據(jù)通路的完整性的能力是確保保持傳輸可靠性所必不可少的?！?/p>

有了12G-SDI和最新的高速以太網(wǎng)，即使最普通的基本要素都必須重新考慮。例如，BNC連接器。

“行業(yè)使用了50多年的BNC連接器是裝有彈簧的卡口，使用Phabrix Qx的實(shí)時眼圖，你可以發(fā)現(xiàn)這個技術(shù)在限位方面好極了，只要搖動BNC連接器和電纜就行了，”英國Phabrix公司產(chǎn)品經(jīng)理Prinyar Boon表示，“通常每連接有約10Mv信號幅度變化，回波損耗要求認(rèn)真考慮，因幾何結(jié)構(gòu)的小變化，確定的極高上升和下降時間可能導(dǎo)致眼圖顯著劣化。好消息是正確設(shè)計的接口非常穩(wěn)健可靠，將工作于從SD到12G的全部SDI速率?！?/p>

細(xì)節(jié)決定成敗

BNC連接器只是冰山一角。

“在非常高的電平，從3G-S D I到12G-SDI是相同的，只是更快，但細(xì)節(jié)決定成敗，”Boon說道，“不過，帶寬從3GHz變到12G，或更典型地從1.5GHz變到12GHz，意味著12G-SDI要難實(shí)現(xiàn)得多。元件、印刷電路板材料、堆疊和物理布局都必須改變、重新選擇和重新優(yōu)化。甚至IC內(nèi)封裝接線現(xiàn)在也對性能有很大影響，而最新一代IC正在考慮用倒裝式芯片技術(shù)克服此難題?！?/p>

一旦信號離開廣播中心且走向觀眾，演播室外的IP分配網(wǎng)與演播室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)在許多方面很不相同。

“主要概念是從全局角度分析端到端內(nèi)容分發(fā)鏈，觀察全貌決定問題的因果關(guān)系，而不是簡單地隔離這里或那里的參數(shù)，”Qligent公司首席運(yùn)營官Ted Korte表示，“每種內(nèi)容分配方式（從ATSC 3.0廣播到OTT分發(fā)）都有自己的必不可少的度量標(biāo)準(zhǔn)，但評價從低水平服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)（它們非常特定于信號）到人可感知的QoE（體驗質(zhì)量）指標(biāo)的一切非常重要?！?/p>

長期以來電視分配一種流行的方式是有線電視業(yè)，它采用HFC技術(shù)分發(fā)傳統(tǒng)有線電視頻道和寬帶服務(wù)。同一網(wǎng)絡(luò)上有線電視和雙向數(shù)據(jù)交織的標(biāo)準(zhǔn)稱為DOCSIS，現(xiàn)在提升到DOCSIS 3.1全雙工。

由于有線電視網(wǎng)支持0Hz——12GHz的帶寬，測試和核實(shí)其性能是一項困難的工作。羅德與施瓦茨公司擁有能被用于測試和維護(hù)到戶的信號下行頻率高達(dá)1.8GHz的DOCSIS有線網(wǎng)上性能的測試設(shè)備。

未來發(fā)展

電視業(yè)技術(shù)發(fā)展很快，那么未來幾年測試測量設(shè)備的發(fā)展趨勢是什么？

“依我們看來，ATSC 3.0的發(fā)展加快，”Triveni Digital銷售和市場副總裁Ralph Bachofen表示，“當(dāng)然，這將包括作為此轉(zhuǎn)換一部分的HDR及其它先進(jìn)技術(shù)和協(xié)議。因此，采用能夠根據(jù)市場變化和先進(jìn)應(yīng)用與時俱進(jìn)的靈活的測試測量解決方案非常關(guān)鍵?！?/p>

在2018 NAB展覽會上，Triveni D i g i t a l推出了排查數(shù)字電視傳輸流的Streamscope Portal II。它可升級，兼容ATSC 3.0。

在制作方面，顯然4K是制作及其相關(guān)測試設(shè)備的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

“我們看到對基于UHD/4K 3G-SDI和12G-SDI之系統(tǒng)的要求，”Boon說道，“隨著平昌冬奧會、英國皇家婚禮和俄羅斯世界杯都以UHD HDR拍攝和分配，清楚地證明此技術(shù)是可行的。以傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)范圍（ITU-R BT.709）和HDR（ITU-R B T.2100）及寬色域同時拍攝現(xiàn)場作品產(chǎn)生特有挑戰(zhàn)。在有混合的S D R/709和HDR/2100源時尤其如此，無論它們攝像機(jī)、回放系統(tǒng)，還是圖文包裝設(shè)備。”

為保持觀眾已經(jīng)習(xí)慣的完美無瑕的質(zhì)量，必須監(jiān)測制作鏈的每一部分。

“成功制作HDR/WCG內(nèi)容要求正確的工具和新測量技術(shù)，”Valentine表示，“例如，考慮到制作風(fēng)險問題（如暗區(qū)中的噪聲），攝像機(jī)設(shè)置比以往更關(guān)鍵。為監(jiān)測各種攝像機(jī)Log格式和轉(zhuǎn)換到PQ（感知量化）或HLG，也需要新技術(shù)。HDR/ WCG內(nèi)容制作是未來?！?/p>

這只是對行業(yè)測試測量一角的快速觀察，但它顯示新標(biāo)準(zhǔn)如何帶來檢查和保持這些標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的方式。B&P;