IP技術(shù)在電視播出系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬初蕾

[摘? ? 要]在“十四五”科技發(fā)展規(guī)劃中，將推動(dòng)廣播電視以及網(wǎng)絡(luò)視聽(tīng)的高質(zhì)量、高發(fā)展、高創(chuàng)新作為核心指導(dǎo)目標(biāo)，這也為廣播電視節(jié)目指明前進(jìn)道路，確立發(fā)展方向，貫徹科技理念，構(gòu)建時(shí)代格局。IP技術(shù)作為地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的重要技術(shù)，是鏈接應(yīng)用層進(jìn)而保證用戶各種應(yīng)用得到支持的重要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，隨著近些年來(lái)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的提高，IP地址協(xié)議也不再僅應(yīng)用于電腦手機(jī)等網(wǎng)絡(luò)終端，逐步轉(zhuǎn)型應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)電視和廣播節(jié)目當(dāng)中，成為打造IP化、智能化、融合化新型廣播電視節(jié)目平臺(tái)的重要手段和通道。主要對(duì)IP技術(shù)在電視播出系統(tǒng)中的應(yīng)用展開(kāi)分析，為制播體系的轉(zhuǎn)型升級(jí)、優(yōu)化創(chuàng)新提供新思路和新方向。

[關(guān)鍵詞]IP技術(shù);播出系統(tǒng);編碼器;解碼器

[中圖分類(lèi)號(hào)]TN948.1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2022）02–0–03

Application of IP Technology in TV Broadcasting System

Ma Chu-lei

[Abstract]In the "14th five year plan" for scientific and technological development， the core guiding goal is to promote the high quality， high development and high innovation of radio and television and network audio-visual， which also points out the way forward， establishes the development direction， implements the scientific and technological concept and constructs the pattern of the times for radio and television programs. As an important technology in the terrestrial mobile network system， IP technology is an important network protocol to link the application layer and ensure that users' various applications are supported. With the improvement of regional network coverage in recent years， IP address protocol is no longer only applied to network terminals such as computers and mobile phones， but gradually transformed and applied in network TV and radio programs， becoming an IP， intelligent Integration is an important means and channel for the new radio and television program platform. This research will also discuss the application of IP technology in TV broadcasting system， in order to provide new ideas and directions for the transformation， upgrading， optimization and innovation of production and broadcasting system.

[Keywords]IP technology; broadcasting system; encoder; decoder

網(wǎng)絡(luò)連接的普及擴(kuò)大了電視節(jié)目的受眾群體，開(kāi)放了電視節(jié)目的播放媒介。手機(jī)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端、網(wǎng)絡(luò)電視、電腦端成為了當(dāng)代電視節(jié)目的播放通道，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶群將原有的電視節(jié)目用戶群體進(jìn)行了覆蓋和拓寬，并且利用IP技術(shù)將電視節(jié)目播放模式從以往的單向轉(zhuǎn)換為自主控制的形式，用戶有了更好的觀感體驗(yàn)和更為自有的節(jié)目選擇。但是由于網(wǎng)絡(luò)IP技術(shù)的復(fù)雜性和多樣性，播制體系能否跟上信息時(shí)代的腳步，綜合了解IP技術(shù)的基本原理和應(yīng)用模式，有機(jī)結(jié)合傳統(tǒng)電視節(jié)目和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為交互式網(wǎng)絡(luò)電視行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新提供行之有效的發(fā)展策略，整體掌控網(wǎng)絡(luò)電視前進(jìn)方向，成為了整個(gè)電視行業(yè)的關(guān)注熱點(diǎn)。

1 廣播電視播出系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的必要性

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用在短短的百年間得到了極大的提升，由原來(lái)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)連接到如今的幾乎全覆蓋無(wú)線WiFi，局域網(wǎng)的高覆蓋又反作用于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，給信息技術(shù)提供了大量的發(fā)展空間和發(fā)展方向。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)概念猶如大腦發(fā)射出的神經(jīng)信號(hào)，以最快的速度傳播到了整個(gè)身體每一神經(jīng)單元，各行業(yè)領(lǐng)域都接收到了時(shí)代的訊息。廣播電視界也不例外，信息技術(shù)的應(yīng)用逐漸成為廣播電視節(jié)目制作發(fā)行的主要手段和渠道，為制播體系提供了更為廣闊的創(chuàng)新空間。

1.1 實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目信息集成的目標(biāo)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為信息時(shí)代的第一生產(chǎn)力，合理有效地利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)不但能夠拓寬廣播電視節(jié)目的素材來(lái)源渠道，簡(jiǎn)化電視節(jié)目的制作過(guò)程，提升節(jié)目整體的質(zhì)感，還能夠整合信息收集傳播渠道，提升節(jié)目?jī)?nèi)容豐富度，將電視節(jié)目產(chǎn)品提升到更高的層次。

互聯(lián)網(wǎng)的一大優(yōu)勢(shì)就是擁有豐富的資源素材和敏銳的時(shí)代嗅覺(jué)。通過(guò)大數(shù)據(jù)收集分析的互聯(lián)網(wǎng)用戶，可以快速整合某一類(lèi)型要素的各類(lèi)信息，降低了時(shí)間范圍上的限制。另外通過(guò)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息的無(wú)障礙交互，保證電視節(jié)目緊跟受眾需求，充分融入群體文化當(dāng)中，提高節(jié)目和用戶之間的互動(dòng)性體驗(yàn)。

1.2 提高信息資源的價(jià)值和效率

網(wǎng)絡(luò)時(shí)代將信息的效益發(fā)揮到最大。在信息傳播方式極為有限的時(shí)期，誰(shuí)掌握了最新的消息誰(shuí)就能夠影響某一地區(qū)甚至某一時(shí)段內(nèi)事態(tài)的走向。隨著網(wǎng)絡(luò)科技的應(yīng)用，信息的傳播變得快速便捷，信息大爆炸的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。以往的信息延遲問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⑷唠s過(guò)大，無(wú)法找到最重要的熱點(diǎn)內(nèi)核，所以在廣播電視節(jié)目中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)重視信息爆炸帶來(lái)的內(nèi)容重復(fù)和偏差問(wèn)題，在所有收錄到的內(nèi)容當(dāng)中快速覺(jué)察出最有價(jià)值的內(nèi)容加以捕捉應(yīng)用，快速分辨素材的優(yōu)劣，保證資源的有效利用是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在廣播電視節(jié)目應(yīng)用中主流方向。

1.3 充分利用媒體

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用派生出大量新媒體產(chǎn)業(yè)，這些新型的文化娛樂(lè)方式已經(jīng)較為成熟，積累了足夠的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)和平臺(tái)客戶流量，如果能夠借助新媒體來(lái)為傳統(tǒng)廣播電視節(jié)目的傳播提供幫助，進(jìn)行多媒體融合發(fā)展，將大幅提高廣播電視節(jié)目的收聽(tīng)收視率，提升節(jié)目存在感。另外，隨著時(shí)代進(jìn)步，人們的生活節(jié)奏變快，生活壓力升高，手機(jī)平板等能夠隨身攜帶的媒介代替了電視、投影等大型機(jī)器，成為了媒體業(yè)發(fā)展的主流，所以電視業(yè)要想求得發(fā)展就要與時(shí)俱進(jìn)，將傳統(tǒng)節(jié)目的優(yōu)勢(shì)和新媒體進(jìn)行融合升級(jí)，利用現(xiàn)有的媒介為傳統(tǒng)節(jié)目開(kāi)創(chuàng)新的發(fā)展領(lǐng)域。

2 電視播出系統(tǒng)中主要應(yīng)用的IP技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于廣播電視節(jié)目的播制有著至關(guān)重要的作用，而要想網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為電視節(jié)目提供突出力量，首先就需要使用IP技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)同電視媒介進(jìn)行連接，將傳統(tǒng)電視節(jié)目轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，推動(dòng)行業(yè)垂直拓展。通過(guò)IP將網(wǎng)絡(luò)、電視進(jìn)行一體化協(xié)同發(fā)展，加強(qiáng)媒體和用戶之間的連接，保障網(wǎng)絡(luò)電視的內(nèi)容成果實(shí)現(xiàn)用戶資源和業(yè)務(wù)資源共享，促進(jìn)廣播電視行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

2.1 數(shù)據(jù)加密技術(shù)

當(dāng)今時(shí)代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境危險(xiǎn)且復(fù)雜，通過(guò)技術(shù)手段保證數(shù)據(jù)電文的安全完整是十分必要的。成熟的IP技術(shù)可以在數(shù)字信號(hào)段末尾或中間加入特殊的字符或程序?qū)?shù)字電文進(jìn)行加密處理，這樣在傳輸過(guò)程中就可以保證信息安全。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪唤K端后，需要根據(jù)發(fā)出端設(shè)計(jì)的加密密鑰進(jìn)行解鎖，將數(shù)字信息進(jìn)行還原，保證了信息傳遞的安全性。IP安全密匙不但可以對(duì)數(shù)據(jù)電文進(jìn)行加密，對(duì)圖像影音也可以進(jìn)行保密處理，所用的密鑰也可以根據(jù)傳輸需求和加密需求的不同分為公開(kāi)密鑰和專(zhuān)用密鑰，這樣既保證了數(shù)據(jù)的快速傳輸，又保證了信息內(nèi)容的安全性，是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)鏈接當(dāng)中必不可少的技術(shù)。

2.2 數(shù)字版權(quán)保護(hù)

網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)使信息的傳播速度發(fā)生了驚人的提升，但隨之而來(lái)的版權(quán)爭(zhēng)論問(wèn)題也層出不窮。很多言論或者是發(fā)表到網(wǎng)絡(luò)上的作品，經(jīng)過(guò)了大量的傳播和瀏覽加工，很難找到最初的版本，再加上網(wǎng)絡(luò)作品的相似度較高，即使真的找到了原始作品，也無(wú)法為其證明。數(shù)字版權(quán)保護(hù)就是應(yīng)此而生，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)作品的代碼中加入作者的特定簽字或者其他標(biāo)識(shí)，就可以擁有版權(quán)保護(hù)措施，保證其在受到侵害或者非法傳播時(shí)，能夠拿出證據(jù)證明版權(quán)所有，這也為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全穩(wěn)定提供了一定的依據(jù)。

2.3 內(nèi)容分發(fā)

利用內(nèi)容分發(fā)可以對(duì)服務(wù)器中的資源浪費(fèi)問(wèn)題進(jìn)行控制調(diào)整，互聯(lián)網(wǎng)的侍位服務(wù)器都是進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳送的，但是如果要將這種模式安在廣播電視節(jié)目的傳送當(dāng)中，將會(huì)造成大量的服務(wù)器資源浪費(fèi)，所以在實(shí)際操作時(shí)，將內(nèi)容分發(fā)應(yīng)用在了網(wǎng)絡(luò)電視當(dāng)中，通過(guò)中心平臺(tái)進(jìn)行調(diào)度，使服務(wù)器的整體工作量達(dá)到均衡，用戶需求直接獲取，避免了由于網(wǎng)絡(luò)堵塞造成的操作延時(shí)、節(jié)目卡頓等現(xiàn)象。

2.4 數(shù)字水印技術(shù)

數(shù)字水印是版權(quán)保護(hù)的另一重要手段。通過(guò)將作者的關(guān)鍵信息或者簽名，以及發(fā)行方的數(shù)字標(biāo)識(shí)通過(guò)特殊的代碼形式寫(xiě)入數(shù)字電文當(dāng)中，就可以在運(yùn)行播放過(guò)程中對(duì)未經(jīng)授權(quán)的下載播放進(jìn)行管理，避免關(guān)鍵內(nèi)容和保密信息被挖掘和非法傳播。雖然數(shù)字水印技術(shù)已經(jīng)十分成熟，但是仍不能保證數(shù)據(jù)電文被解碼破壞后，數(shù)字水印技術(shù)仍能夠保證其作用，所以在將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在電視節(jié)目的網(wǎng)絡(luò)傳播過(guò)程中時(shí)，要提升其復(fù)雜程度和穩(wěn)定作用性，保證在不影響初始文檔的使用價(jià)值下對(duì)信息內(nèi)容進(jìn)行安全的傳送。廣播電視節(jié)目通過(guò)網(wǎng)路傳送建設(shè)的交互式網(wǎng)絡(luò)電視，在某種程度上來(lái)說(shuō)屬于一種無(wú)形的服務(wù)商品，同時(shí)具有實(shí)物價(jià)值和虛擬特性，所以在應(yīng)對(duì)時(shí)要保證兩方面的安全：

①傳播內(nèi)容的安全，要保證網(wǎng)絡(luò)電視的購(gòu)買(mǎi)者能夠接收到已購(gòu)節(jié)目?jī)?nèi)容;②傳播線路的安全，以防有不法之人借助他人的購(gòu)買(mǎi)商品為自己謀取福利，甚至侵害原購(gòu)買(mǎi)者的利益。

2.5 其他需求

IP協(xié)議是五層參考模型，包括物理層、鏈路層、IP層、傳送層以及應(yīng)用層。網(wǎng)絡(luò)電視的連接和互聯(lián)網(wǎng)連接有所不同，所以各層的工作內(nèi)容需要相應(yīng)的做出改變，比如對(duì)內(nèi)容的解碼，互聯(lián)網(wǎng)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，所以解碼相對(duì)來(lái)說(shuō)具有文藝性，但是廣播電視節(jié)目不同，是從源文件進(jìn)行傳送，再加上如今流媒體時(shí)代的到來(lái)，不同格式和標(biāo)準(zhǔn)將影響解碼后產(chǎn)品的質(zhì)量和識(shí)別程度，所以廣播電視節(jié)目必須制定一套更為通用、保密性更強(qiáng)的編碼、解碼程序。此外在系統(tǒng)互通和網(wǎng)絡(luò)OOS上也要加強(qiáng)建設(shè)，保證節(jié)目?jī)?nèi)容在系統(tǒng)間的有效運(yùn)輸，保證線路的穩(wěn)定性，而OOS鏈接與IP網(wǎng)絡(luò)自身性能相聯(lián)系，因此要想做好網(wǎng)絡(luò)電視之間的通道傳輸，還需要進(jìn)行長(zhǎng)期的探索和不斷的發(fā)展進(jìn)步。

3 IP技術(shù)用于網(wǎng)絡(luò)電視存在的問(wèn)題

自從移動(dòng)媒體出現(xiàn)以來(lái)，缺乏統(tǒng)一的編碼和解碼標(biāo)準(zhǔn)一直都是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，不同的格式對(duì)生產(chǎn)、制作、存儲(chǔ)、傳輸、管理、投資和軟件服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)都有著十分密切的影響。交互式網(wǎng)絡(luò)電視的核心是多媒體流，使基礎(chǔ)IP網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，這在帶寬、延遲、混合和錯(cuò)誤方面不同于以往IP運(yùn)營(yíng)的特殊要求。雖然寬帶在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推進(jìn)下得到了迅速的發(fā)展，但是如何在網(wǎng)絡(luò)中提高QOS，系統(tǒng)之間沒(méi)有交互?，F(xiàn)有的制造商系統(tǒng)，尤其是不同編碼格式之間的系統(tǒng)，以及PC平臺(tái)和電視平臺(tái)之間的互操作性差，很難在系統(tǒng)之間成功傳輸節(jié)目?jī)?nèi)容，這也在無(wú)形中增加了投資成本。

4 廣電網(wǎng)絡(luò)電視核心模塊

4.1 音頻傳輸設(shè)計(jì)

在音頻傳輸設(shè)計(jì)方面，需要通過(guò)深入分析音頻解碼技術(shù)、音頻傳輸控制來(lái)針對(duì)性地提出數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案。當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)電視模塊當(dāng)中音頻高頻信號(hào)損失本身是壓縮編碼技術(shù)當(dāng)中難以避免的缺陷，失去高頻成分或是單純地抑制高頻成分會(huì)讓聲音聽(tīng)起來(lái)過(guò)于沉悶，而采取高頻重建技術(shù)之后就可以在解碼時(shí)恢復(fù)原始的音頻信號(hào)以及失去或是被抑制的高頻成分保障播放質(zhì)量。以頻帶復(fù)制技術(shù)為例，作為雙速率工作系統(tǒng)，基礎(chǔ)編解碼器的工作頻率僅為原始采樣率的二分之一，編解碼器和核心解碼器采用的是并行工作模式，為了確保解碼過(guò)程當(dāng)中高頻成分的精確重建，某些主要的特征參數(shù)都需要先在編碼器端進(jìn)行提取。為了能夠進(jìn)一步強(qiáng)化立體聲編碼在低碼率系統(tǒng)當(dāng)中的性能，還可以考慮基于音頻傳輸?shù)膮?shù)立體聲編碼模塊。

4.2 低延時(shí)音頻傳輸設(shè)計(jì)

低延時(shí)音頻傳輸設(shè)計(jì)首要考慮的因素是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中產(chǎn)生延時(shí)的主要因素，并且理解網(wǎng)絡(luò)端到端的延時(shí)組成，再采取降低延時(shí)的技術(shù)措施。例如可以選擇RTP/RTCP協(xié)議來(lái)作為傳輸模塊的核心組成部分，完成低延時(shí)傳輸這一階段的關(guān)鍵點(diǎn)在于控制端到端的總體延時(shí)，了解總體延時(shí)由哪些方面所組成。通常而言，一個(gè)端到端的數(shù)字音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當(dāng)中包括設(shè)備AAD轉(zhuǎn)換延時(shí)或是AESIN延時(shí)，還包括發(fā)端設(shè)備的音頻硬件驅(qū)動(dòng)延時(shí)、設(shè)備編碼延時(shí)、數(shù)據(jù)鏈路層延時(shí)等、網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)，特別是在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下這類(lèi)延時(shí)會(huì)表現(xiàn)得更加突出。

4.3 網(wǎng)絡(luò)同步設(shè)計(jì)

同步的基本原理是通過(guò)事件記錄在定義不同的延時(shí)響應(yīng)機(jī)制，包括同步報(bào)文、跟隨報(bào)文、消息報(bào)文等。同步報(bào)文功能要求上，需要對(duì)時(shí)鐘的狀態(tài)進(jìn)行判斷然后確定接收?qǐng)?bào)文的來(lái)源，完成接收并進(jìn)行處理再采取其他措施。如果同步報(bào)文來(lái)源于主時(shí)鐘，則判斷時(shí)鐘同步模式并根據(jù)是否是單步時(shí)鐘進(jìn)行相應(yīng)處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，IP技術(shù)不斷改進(jìn)和完善，同時(shí)數(shù)字電視系統(tǒng)也在向IP化、多功能化、高負(fù)載的方向發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，電視系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備需要高度集成，包括信號(hào)倍增、后備保護(hù)、處理、調(diào)度等功能，不僅在一定程度上優(yōu)化和豐富了節(jié)目?jī)?nèi)容，而且實(shí)現(xiàn)了多功能信號(hào)的控制要求，極大提高了操作效率。IP技術(shù)結(jié)合了語(yǔ)音圖像和數(shù)據(jù)等方面的綜合業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)了不同信號(hào)中視音頻流、電纜和網(wǎng)絡(luò)的集成的優(yōu)化，各項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步也讓網(wǎng)絡(luò)和終端質(zhì)量要求變得更高。網(wǎng)絡(luò)電視在當(dāng)前的民眾生活當(dāng)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，成為工作和生活環(huán)節(jié)的關(guān)鍵組成部分，但這一領(lǐng)域內(nèi)仍然有技術(shù)革新的空間和環(huán)境，還有很多工作要做。

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