淺談電視臺技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展趨勢的IP化

呂召田

【摘要】 本文著重論述了傳統(tǒng)電視媒體技術(shù)發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)視頻技術(shù)向IP技術(shù)轉(zhuǎn)換的趨勢，并針對應(yīng)用實際指出了傳統(tǒng)視頻和IP技術(shù)的優(yōu)缺點及IP技術(shù)在電視行業(yè)的應(yīng)用前景，電視技術(shù)人員的對策等。

【關(guān)鍵詞】視頻 SDI IP DTMB IPTV 融媒體

隨著近年來媒體融合、高清及4K、8K超高清技術(shù)的發(fā)展，電視臺數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化不斷升級，尤其是各廣播電視臺融媒體中心的建立，傳統(tǒng)廣電基于SDI的技術(shù)架構(gòu)在配置靈活性和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等方面存在著明顯短板，在業(yè)務(wù)支撐上面臨著日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，部署靈活簡單、更加面向互聯(lián)網(wǎng)的IP技術(shù)架構(gòu)方案在近年來得到了廣泛關(guān)注和推廣應(yīng)用。

一.IP技術(shù)簡介

1.廣電的IP化進程

IP技術(shù)并不是最近幾年出現(xiàn)的新興技術(shù)。早在2003年左右，有線電視網(wǎng)絡(luò)公司在視頻碼流傳輸時已開始采用TS Over IP技術(shù)，后來地面數(shù)字電視也廣泛使用了TSoverIP技術(shù)。隨著近年來的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，國內(nèi)主要電視臺的節(jié)目后期制作、存儲、播出、傳輸、發(fā)射等環(huán)節(jié)都正陸續(xù)實現(xiàn)文件化、IP化。

2.傳統(tǒng)SDI與IP架構(gòu)的區(qū)別

傳統(tǒng)SDI架構(gòu)通過視音頻基帶流傳遞信號，屬于專用、封閉、單向型架構(gòu)，主要靠硬件來配置業(yè)務(wù)流程。而IP架構(gòu)通過IP協(xié)議流傳遞信號，屬于通用、共享、雙向型架構(gòu)，主要靠軟件來配置業(yè)務(wù)流程。

傳統(tǒng)SDI架構(gòu)的優(yōu)勢在于無壓縮、不丟幀、傳輸延遲抖動低、技術(shù)成熟。其劣勢在于布線鏈路復(fù)雜、難以靈活配置擴展、無法直接對接互聯(lián)網(wǎng)平臺。

基于IP架構(gòu)的優(yōu)勢在于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡潔、系統(tǒng)布線簡單，能夠通過軟件靈活配置業(yè)務(wù)流程，易于對接互聯(lián)網(wǎng)平臺。其劣勢在于會存在一定的信號延遲、抖動和數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象，需要隨著未來網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能提升來逐步解決。

傳統(tǒng)的SDI采用沒有專利限制的、全球統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是IP的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未完全統(tǒng)一，目前國際上主要有SMPTE、ASPEN、AIMS、AVB等多個標(biāo)準(zhǔn)體系陣營（見表一），同一家設(shè)備廠商會選擇支持一個或多個標(biāo)準(zhǔn)體系。大多數(shù)廠商產(chǎn)品都支持兩大行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—— SMPTE ST 2110 媒體傳輸和 AMWA NMOS。

此外，在同一個標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)，各個設(shè)備廠商所遵循的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范也略有差異。在實際使用中，不同廠商設(shè)備之間都不一定直接兼容，而是需要通過協(xié)議轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)信號的互聯(lián)互通。

二.IP技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.國外電視媒體機構(gòu)

目前國際上還沒有一家大型電視媒體機構(gòu)實現(xiàn)了全臺IP架構(gòu)，一般仍將SDI架構(gòu)系統(tǒng)作為主干，同時在局部業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)采用可靈活拓展的IP架構(gòu)，或是將IP系統(tǒng)作為SDI系統(tǒng)的備份來使用。如英國BBC、美國CNN、NBC、ESPN、FOX等媒體機構(gòu)，已在局部系統(tǒng)中通過建設(shè)IP架構(gòu)的總控信號調(diào)度、視頻數(shù)據(jù)中心等系統(tǒng)，來解決全球各地分社制作信號、海外賽事活動轉(zhuǎn)播信號的統(tǒng)一調(diào)度和聯(lián)播協(xié)同問題，但IP系統(tǒng)的總體應(yīng)用規(guī)模并不大。

此外，美國Game Creek、NEP等現(xiàn)場轉(zhuǎn)播制作公司，已借助IP技術(shù)構(gòu)建移動轉(zhuǎn)播制作平臺，實現(xiàn)快捷的多通道信號調(diào)度和多渠道信號分發(fā)。歐洲的沃達豐、加拿大Rogges等網(wǎng)絡(luò)運營商已開始較大規(guī)模使用IP架構(gòu)部署視頻信號分發(fā)系統(tǒng)，適配其業(yè)務(wù)量大、帶寬高的特點，實現(xiàn)海量業(yè)務(wù)可靈活調(diào)度、系統(tǒng)彈性可伸縮。

2.國內(nèi)媒體機構(gòu)

中央電視臺建設(shè)IP化的總控信號傳輸系統(tǒng)，以適配其分布全球的海外、全國記者站的信號回傳、統(tǒng)一調(diào)度需求。在平昌冬奧會轉(zhuǎn)播過程中，CCTV采用了SDI回傳直播信號、IP回傳節(jié)目素材文件的技術(shù)方案。2018年內(nèi)，CCTV將建設(shè)2條完整的4K生產(chǎn)線（其中1條為全IP化4K生產(chǎn)線），未來幾年還將為2020年東京奧運會和2022年北京冬奧會轉(zhuǎn)播持續(xù)開展較大規(guī)模的4K/IP系統(tǒng)建設(shè)。

浙江電視臺在2017年建成了一輛4K/IP轉(zhuǎn)播車，北京電視臺在2018年將建設(shè)一輛4K/IP轉(zhuǎn)播車，到2022年還將投建2-3輛，并搭建IP化的IBC國際廣播中心系統(tǒng)。云南電視臺于2017年建設(shè)了國內(nèi)首個高清IP演播室系統(tǒng)。廣東電視臺在2018年將建設(shè)全國首個4K頻道IP總控系統(tǒng)。今后將會有越來越多的電視臺建設(shè)IP轉(zhuǎn)播車。貴州廣播電視臺4K超高清全媒體轉(zhuǎn)播車是中國第一輛符合ST2110標(biāo)準(zhǔn)的4K轉(zhuǎn)播車。車輛采用先進、安全的IP技術(shù)架構(gòu)和高動態(tài)范圍制作流程，達到了奧運會轉(zhuǎn)播標(biāo)準(zhǔn)。

3.我臺IP化進展

我臺近幾年來一直在跟蹤IP技術(shù)系統(tǒng)，在比較成熟的網(wǎng)絡(luò)化后期制作、存儲和傳輸方面進行了一定的探索和系統(tǒng)建設(shè)。目前，我臺在新聞、娛樂、體育等主要頻道節(jié)目的網(wǎng)絡(luò)化后期制作、存儲以及節(jié)目送播等系統(tǒng)基本實現(xiàn)了基于文件的IP化，建立了基于IP技術(shù)的融媒體中心，其余前期拍攝、基于基帶的制作存儲、信號調(diào)度、廣播電視總控、傳輸分發(fā)等環(huán)節(jié)仍處于傳統(tǒng)SDI技術(shù)及IP技術(shù)并用的架構(gòu)狀態(tài)。我臺的DTMB信號源已經(jīng)廣泛使用TSoverIP以取代以前使用的MPEGTSASI接口信號源的輸入。此外，山東局也啟動了建設(shè)全IP架構(gòu)智慧廣電制播系統(tǒng)，系統(tǒng)建設(shè)完成后可實現(xiàn)資源的統(tǒng)一調(diào)度、云端處理，支持任意格式（視頻、音頻、圖片、文字）、任意形態(tài)（基帶信號、IP信號、ASI信號）、任意采集途徑（遠程回傳、互聯(lián)網(wǎng)、應(yīng)急廣播、信號收錄等）的信息采集匯聚，實現(xiàn)媒體融合生產(chǎn)、融合發(fā)布，支持IP化云播出服務(wù)，成為一次采集、多種生成、多元傳播、全終端覆蓋的智慧廣電制播系統(tǒng)。

總體而言，國內(nèi)外媒體機構(gòu)的IP化系統(tǒng)目前都只是在小范圍內(nèi)進行應(yīng)用，各自仍處于孤島狀態(tài)，尚未在整體技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)完全鋪開，但電視媒體IP化趨勢越來越明顯。

三.IP技術(shù)發(fā)展分析

1.IP化發(fā)展的基本判斷

IP架構(gòu)易于信號調(diào)度，易于復(fù)雜業(yè)務(wù)的管理，易于直接連接互聯(lián)網(wǎng)，是廣電媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢。但是從SDI架構(gòu)向IP架構(gòu)過渡不是一蹴而就的，在未來很長一段時間里都將會處于SDI與IP架構(gòu)相互融合、混合使用的階段，并逐步走向全IP架構(gòu)。同時，傳統(tǒng)的SDI技術(shù)不會完全消亡，在某些特定應(yīng)用場景和范圍內(nèi)仍將占據(jù)一席之地。在傳輸環(huán)節(jié)，基于IP的視頻、音頻和TS傳輸應(yīng)用越來越廣泛，IPTV已經(jīng)成為很多電視用戶的收視手段。

2.IP化的主要難點及對策

（1）標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，設(shè)備價格高

由于不同廠家的IP設(shè)備大多不能直接兼容，國際IP標(biāo)準(zhǔn)在短期內(nèi)也較難統(tǒng)一。因此在IP技術(shù)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時，需要重點考慮不同設(shè)備系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通、兼容性和穩(wěn)定性等問題。另外，IP設(shè)備目前包含了一定的專利使用費，價格普遍會高于傳統(tǒng)SDI設(shè)備，但隨著video over IP ，audio over IP 和TS over IP技術(shù)的廣泛應(yīng)用，設(shè)備價格會逐漸走低，性能會逐漸上升。

（2）技術(shù)人員結(jié)構(gòu)需要轉(zhuǎn)型

電視臺原有技術(shù)人員主要掌握的是傳統(tǒng)SDI架構(gòu)下的視音頻技術(shù)，甚至傳統(tǒng)模擬視頻音頻下的技術(shù)，而IP架構(gòu)系統(tǒng)主要依靠IT技術(shù)運行維護，需要大量的IT類人才，更需要電視臺原有技術(shù)人員更新知識結(jié)構(gòu)，在掌握原有的視頻技術(shù)和射頻傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)上，加快學(xué)習(xí)IT技術(shù)和IP技術(shù)，以順應(yīng)電視媒體發(fā)展的IP化趨勢。B&P

參考文獻

1.http：//www.nexteravideo.com/studio-video-over-ipStudio Video over IP

2.http：//blog.sina.com.cn/s/blog_b05ecc290102w08y.html華山論劍：臺內(nèi)IP化的理想與現(xiàn)實

3.https：//bp.imaschina.com/show/7/27520.html貴州廣電全新4K高清車隊抵京，入列全國兩會報道戰(zhàn)隊

4.http：//www.nrta.gov.cn/art/2019/9/27/art_114_47591.html山東局啟動建設(shè)全IP架構(gòu)智慧廣電制播系統(tǒng)

5.GY/T 323-2019《AVS2 4K超高清編碼器技術(shù)要求和測量方法》

6.http：//www.abs.ac.cn/zdxm/rhfg/201412/t20141208_2113. html《新一代廣播電視網(wǎng)的發(fā)展——有線無線衛(wèi)星融合覆蓋網(wǎng)》