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

王軒群

（黑龍江省東寧市廣播電視臺，東寧 157200）

科學(xué)技術(shù)在迅猛發(fā)展的同時也帶動了電視技術(shù)的進步，各種高清清晰度信號接踵而至。2k技術(shù)才剛剛為廣大民眾普遍應(yīng)用，3D技術(shù)便應(yīng)運而生，到如今，4k、8k超高清設(shè)備也初露鋒芒，尤其是4k技術(shù)，不僅擁有出色的清晰度，其優(yōu)異的色彩比也大大推動了它的發(fā)展腳步。雖然如此，但是4k技術(shù)在電視制作播出系統(tǒng)方面仍存在一些難題，例如在信號寬度方面，4k高清信號的基帶寬度相當(dāng)于8個2k高清信號的基帶寬度，這表示我們要采用大約4倍2k技術(shù)的電纜數(shù)量，如此一來，信號發(fā)生故障的概率也提高了4倍，面對這些難題，一個優(yōu)秀的解決方案對于電視節(jié)目制作播出系統(tǒng)便顯得十分重要。

1 介紹解決方案的重點內(nèi)容

為解決以上電視制作播出系統(tǒng)面臨的難題，專業(yè)人士提出了播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方案，即利用現(xiàn)今的IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將電視的SDI基帶信號轉(zhuǎn)變?yōu)镮P數(shù)據(jù)包，利用成熟的高速網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)例如光纖等完成網(wǎng)絡(luò)傳輸。對于系統(tǒng)的信號連接來說，除去幾個傳統(tǒng)的需要進行信號轉(zhuǎn)換，其余主要利用雙向網(wǎng)絡(luò)連接，使各個設(shè)備之間的傳輸過程像終端設(shè)備一樣流暢，讓系統(tǒng)架構(gòu)從復(fù)雜化轉(zhuǎn)為簡單化。由于之前的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和基帶寬度的約束，即使IP網(wǎng)絡(luò)傳輸電視信號運用時間很長，但針對外來信號還是只能采取網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞?。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷更新和完善，網(wǎng)絡(luò)寬帶在近幾年的發(fā)展中取得卓越成就。從2005年起，互聯(lián)網(wǎng)接口數(shù)就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電視基帶信號帶寬的數(shù)量。眾所周知，網(wǎng)絡(luò)IP數(shù)據(jù)包比傳統(tǒng)的基帶信號有著更高的傳輸效率，除去有效圖像的傳輸時間外，在電視圖像的傳輸中還存在著大量空白時間，若我們將互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)有效利用起來，充分發(fā)揮傳輸帶寬的作用，我們就能在空白時間傳輸其他有價值的信息數(shù)據(jù)。除此之外，利用數(shù)據(jù)壓縮的方法還能夠極大降低圖像轉(zhuǎn)碼率，使多種電視信號能夠在同一個網(wǎng)絡(luò)線路內(nèi)傳輸。

2 方案中需解決的問題

2.1 時間同步問題

電視圖像在制作時是以幀或場作為切換級別，以此確保消除閃動現(xiàn)象，但是這需要時間傳輸?shù)耐?。為保證信號傳輸?shù)耐?，IEIE標(biāo)準(zhǔn)委員會頒布了各項標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定主時鐘與子時鐘之間的基準(zhǔn)時間差，保證各子時鐘與主時鐘之間能夠進行通訊傳輸過程，減小各種因時間不同步而造成的影響，并據(jù)此對時鐘進行標(biāo)準(zhǔn)校對。

2.2 信號延遲問題

電視在制作時，信號傳輸?shù)膶崟r性必須要有保證，若存在信號延遲嚴(yán)重的現(xiàn)象，將會對整個電視節(jié)目的制作進程造成嚴(yán)重后果。一般來說，電視制作對于信號延時需控制在5幀之內(nèi)。在信號傳輸方面，信號延時范圍不能多變，要限制在系統(tǒng)的緩沖時間之內(nèi)，從而防止圖像及聲音出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象，保證圖像聲音雙流暢的要求。

3 解決方案的優(yōu)點

3.1 系統(tǒng)靈敏度高

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的應(yīng)用使得電視制作播出系統(tǒng)的空間利用率得到有效提升，各類閑置設(shè)備可以進行共享，系統(tǒng)各種資源實現(xiàn)最大化利用，以IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)協(xié)議為例，將協(xié)議中包括的各種鍵盤信息、音頻信息、在線包裝設(shè)備、鼠標(biāo)信息等針對性分配到其應(yīng)用位置，減小電視制作播出系統(tǒng)設(shè)備裝、拆的工作量，使系統(tǒng)靈敏度更高，靈活性更強。

3.2 系統(tǒng)升級簡易

由于采取IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使得電視制作播出系統(tǒng)存在于類似一個局域網(wǎng)的環(huán)境之中，系統(tǒng)所用視音頻距陣、畫面分割器、切換臺等設(shè)置類似于一個計算機設(shè)備，針對4k、8k等超高清信號根據(jù)以上的原理進行信號格式標(biāo)準(zhǔn)壓縮，并在降低升級所用成本的同時對部分軟件進行更新，進而完成升級工作。

3.3 系統(tǒng)架構(gòu)精簡

眾所周知，一條10G的光纖能夠同時對6條未壓縮的2k高清信號或者60條壓縮的2k信號進行傳輸，因此，在這個基礎(chǔ)上，系統(tǒng)各個設(shè)備之間的電纜連接數(shù)目和接口數(shù)量會大幅度降低，另外，雙向網(wǎng)絡(luò)信號傳輸?shù)膽?yīng)用使得切換臺與攝像機之間的連接傳輸顯得更加重要，一般只需一條電纜便能同時進行各項信號的傳輸，使系統(tǒng)架構(gòu)精化簡化。

4 結(jié)束語

綜上所述，IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對于電視制作播出系統(tǒng)無疑是有利而無弊的，通過介紹整個解決方案的設(shè)計也能夠發(fā)現(xiàn)，雖然IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)現(xiàn)今還處于未成熟階段，但憑借其技術(shù)的不斷完善發(fā)展，它的應(yīng)用價值終有一天會被看到，電視制作播出系統(tǒng)的IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的廣泛應(yīng)用目標(biāo)將終會實現(xiàn)。