演播室應(yīng)用的傳輸結(jié)構(gòu)和傳送協(xié)議

許長(zhǎng)青

雞西電視臺(tái)，黑龍江雞西 158100

1 支持流的傳輸結(jié)構(gòu)

電視臺(tái)內(nèi)應(yīng)用的數(shù)據(jù)網(wǎng)必須能夠提供足夠的帶寬、對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)帶寬的需求主要取決于希望的圖像分辨率、幀速率和圖像質(zhì)量。此外，在新聞、文件傳送和復(fù)制的應(yīng)用中還需要快于常規(guī)速度的傳送。在未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)化演播室環(huán)境中，壓縮或未壓縮的數(shù)字視音頻信號(hào)都可以流的方式傳送。各種類型的數(shù)據(jù)，如新聞文稿、控制信號(hào)、時(shí)間碼和壓縮的視音頻信號(hào)等，都可以文件的形式傳送。目前用于傳送流的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1）物理層：SDI對(duì)廣播演播室內(nèi)部應(yīng)用來(lái)說(shuō)無(wú)疑非常重要；SDH和SONET用于寬帶傳輸。目前使用的制播網(wǎng)則用到了FC、以太網(wǎng)（百兆以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)）。

圖1 傳送流的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2）數(shù)據(jù)短路層和網(wǎng)絡(luò)層：SDTI是演播室內(nèi)壓縮信號(hào)傳輸?shù)闹匾侄沃唬琒DI和SDTI主要用來(lái)進(jìn)行流傳送，不用來(lái)進(jìn)行傳統(tǒng)的文件傳送。SDI是一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的同步接口、由于SDTI數(shù)據(jù)包具有與SDI同樣的時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，可以很容易與TV環(huán)境進(jìn)行同步。為了克服SDI點(diǎn)到點(diǎn)的限制，在SDTI的包頭中嵌入了尋址功能、因此它將來(lái)可能用作動(dòng)態(tài)路由。SDTI能對(duì)節(jié)目流進(jìn)行實(shí)時(shí)和快于實(shí)時(shí)的傳送，同樣也支持復(fù)用節(jié)目流。

ATM是一種適用于進(jìn)行數(shù)據(jù)、聲音和視頻通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)以53字節(jié)打包（一個(gè)ATM信元）。每個(gè)信元包括目的地址并可在一個(gè)鏈路上異步復(fù)用。ATM適于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上的流傳送。在發(fā)送端和接收端設(shè)備之間的同步通過(guò)在流中傳輸時(shí)間基準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。ATM的平穩(wěn)性，寬帶高效率和對(duì)多種通信類型的支持，使其成為在廣域網(wǎng)中演播室之間傳遞流內(nèi)容的合適選擇。目前已使用ATMAAL1協(xié)議在ATM上傳輸MPEG-2TS流。

FC是一種適合于演播室應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)。FC系統(tǒng)設(shè)計(jì)用來(lái)進(jìn)行異步傳送，但是，通過(guò)在流中嵌入時(shí)間基準(zhǔn)也支持同步傳送。目前廣泛使用的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)利用FC的高速度。采用共享存儲(chǔ)方式在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行流的傳送。

基于IP的流傳送是一種發(fā)展?jié)摿艽蟮膫鬏敺绞健Ｄ壳暗膽?yīng)用有:通過(guò)Internet和Internet對(duì)媒體資料庫(kù)進(jìn)行瀏覽，Internet廣播（講座、視頻會(huì)議等），基于Web的脫機(jī)編輯和web電視（IP-TV）。

3）映射層：映射層要解決的問(wèn)題是:將各種格式節(jié)目包（如DV、MPEG等）映射到上述傳輸結(jié)構(gòu)的映射規(guī)則，如MPEG over Fibre Channel， DV over ATM等。此外，在演播室和廣域網(wǎng)之間需要解決網(wǎng)關(guān)問(wèn)題。例如，如何在廣域網(wǎng)上傳送SDTI數(shù)據(jù)包的問(wèn)題。

4）應(yīng)用層：應(yīng)用層對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行壓縮處理和打包。目前在節(jié)目制作中應(yīng)用的視頻壓縮格式有：MPEG、基于DV的格式和M-JPEG。M-JPEC壓縮效率低，沒(méi)有進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，存在許多種變型，互相不能夠兼容。

MPEG-2已經(jīng)是HDTV和DVB的視頻信源編碼標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在己在非線性編輯中取代M-JPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)，并作為硬盤播出和媒體資產(chǎn)管理的主要壓縮格式SDV格式主要用在基于DV錄像機(jī)的編輯系統(tǒng)中。MPEG-4已在非線性編輯中瀏覽和媒體資產(chǎn)管理中得到廣泛應(yīng)用。目前為了處理壓縮數(shù)據(jù)，在處理層不得不從壓縮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到不壓縮的SDI數(shù)據(jù)，這樣最后得到的圖像質(zhì)量可能會(huì)有明顯損傷，這個(gè)問(wèn)題正在通過(guò)轉(zhuǎn)碼和新的文件傳輸格式進(jìn)行解決。

2 支持文件傳送的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

文件傳送協(xié)議有4種：

1）通用文件傳輸協(xié)議（FIP），基于TCP/IP；2）點(diǎn)到多點(diǎn)傳送用的擴(kuò)展傳送協(xié)議（XTP）；3）在FC和ATM上傳輸用的快速文件協(xié)議（硬件或軟件）；4）FTP的擴(kuò)展版本，稱為FTP+。

在很多傳輸機(jī)構(gòu)中都可傳送文件，如ATM、FC、以太網(wǎng)等。多數(shù)支持FTP作為基本通信協(xié)議使用TCP/IP傳送基本文件。如果要通過(guò)FC實(shí)現(xiàn)很快的文件傳送，則有用于FC的AN-SI標(biāo)準(zhǔn)FTP+協(xié)議。

綜上所述，未來(lái)的電視系統(tǒng)對(duì)演播室的信號(hào)傳送機(jī)構(gòu)分為流利文件兩種，對(duì)演播室的所有設(shè)備和所有工作進(jìn)行統(tǒng)一控制和管理，使現(xiàn)在的信號(hào)傳送結(jié)構(gòu)有所不同，與之相應(yīng)的管理結(jié)構(gòu)也有所不同。上述系統(tǒng)模型是電視與信息融合的模型，所謂的“傳統(tǒng)演播室”概念已經(jīng)完全融合到流和文件傳輸網(wǎng)絡(luò)中了，STDI是傳輸流的網(wǎng)絡(luò)層，SDH/SONET、FC和以太網(wǎng)都是傳輸流的數(shù)據(jù)鏈和物理層。

3 概念解釋

3.1 文件的含義

文件是有關(guān)內(nèi)存的比特拷貝。文件傳送一般以異步、無(wú)差錯(cuò)的方式進(jìn)行傳輸，并以尋址的方式將數(shù)據(jù)送到用戶端。對(duì)傳輸?shù)幕疽笫莻魉捅M量快速，可使用不同的傳送速率，而不要求速率平穩(wěn)，不要求同任何外部的時(shí)間或進(jìn)程同步，文件傳送是以頭標(biāo)開始，后面跟著內(nèi)容。因?yàn)轭^標(biāo)通常只在開始時(shí)發(fā)送一次，所以接收端要在文件傳送前開始接收。對(duì)于文件傳送來(lái)說(shuō)、設(shè)備之間的短路必須能夠在接收數(shù)據(jù)中斷時(shí)進(jìn)行重發(fā)，這要用雙向鏈路。

3.2 流的含義

流是一種連續(xù)的進(jìn)程，是指將電視內(nèi)容（包括視頻、音頻、數(shù)據(jù)等）從發(fā)送端連續(xù)地傳送到一個(gè)或多個(gè)接收端。發(fā)送端不能得到接收端的回應(yīng)、當(dāng)丟失數(shù)據(jù)或中斷時(shí)不進(jìn)行重發(fā)。傳送的速率等于內(nèi)容本身的速率。并是恒定的。也可以在設(shè)備之間以高于實(shí)時(shí)的速率傳送。接收端在任意時(shí)間開始接收，都可以收到發(fā)端送出的節(jié)目?jī)?nèi)容。由于流傳輸通常是一個(gè)單向的進(jìn)程，因此需要向接收端傳輸同步信息，并用特定的參數(shù)要求來(lái)保證傳輸質(zhì)量，這些參數(shù)包括比特率、抖動(dòng)、漂移、傳輸延時(shí)等。

[1]楊斌，劉海濤，陶成鋼.新“視頻采集”系統(tǒng)中傳送網(wǎng)的PON解決方案[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2011(12).

[2]熊翱，孟洛明.傳送網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2004(S2).

[3]支永浩.傳送網(wǎng)資源管理系統(tǒng)及其建設(shè)[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2005(1).