IP播出系統在電視購物領域的設計研究

【摘要】 伴隨著國家對電視購物行業扶植力度逐漸加大，面對國內電視購物業的蓬勃興起和競爭日益激烈以及好易購頻道事業高速發展的現狀，正值好易購頻道整體搬遷之際，遵循安全性、高效性、延展性原則，設計全新IP高清播出系統，滿足多渠道、全媒體的頻道發展戰略，真正實現國內電視購物領域IP播出系統落地應用。本文通過系統設計研究，旨在探索電視購物領域IP播出系統設計思路，研究系統框架及關鍵技術，探討IP播出系統組成和功能模塊，為國內電視購物領域播出系統設計探索新思路，創造新模式。

【關鍵詞】 IP播出 IP碼流切換器 IP字幕機 H.264

一、研究背景

伴隨著國家對電視購物行業逐漸加大扶植力度，面對國內電視購物業的蓬勃興起和競爭日益激烈以及好易購電視購物頻道事業高速發展的現狀，選擇多渠道發布、高清化改造的道路已經勢在必行。目前好易購頻道采用傳統的標清MPEG編碼文件播出方式，系統架構選用傳統SDI的基帶流方式。這種傳統播出架構已無法滿足好易購未來多平臺、多元化的播出需求，局限性和弊端業已凸顯：1、多渠道發布要求同樣的播出原始素材（只中間層字幕存在區別）在不同渠道中播出，傳統架構會導致重復剪輯作業大量增加。2、高清化改造后，MPEG編碼的高清文件體量相對于標清文件顯著增加，對系統IO、帶寬和存儲的負荷也將明顯增大。3、傳統基帶流的播出系統架構復雜，每增加一個頻道所需的建設成本很高，同時后期維護和擴展代價很大。

然后，IP播出系統的優勢在于：1、具有不受傳統播出通路限制、擴展方便。 2、IP流播出系統的網絡特性，適合長距離傳輸，且成本較低。 3、未來頻道擴容成本很低，同時適合多碼流、多平臺發布，是一種性價比高的高清數字播出方案。

二、設計思路

2.1設計目標

正值浙江電視臺好易購頻道整體搬遷蕭山國際影視基地之際，遵循安全性、高效性、延展性原則，設計好易購全新IP高清播出系統，支撐起頻道未來5年甚至更長的電視播出任務需求，滿足頻道多渠道、全媒體發展的戰略要求，真正實現國內電視購物領域IP播出系統落地應用為總體目標。

IP播出系統的技術設計和落地應用，不僅減少了系統建設時重復性投入，降低了系統復雜度和運維難度，增加了系統生產和使用的靈活度，提高了系統效能和產能，便于延展和傳輸，也為未來系統的擴展提供了性價比高的途徑，為國內電視購物領域播出系統設計探索新思路，創造新模式。

2.2設計原則

1、高可靠播出系統的高可靠性是方案設計的第一原則，系統應具有多種安全備份技術、應急處理機制預案；系統功能完善、架構及流程合理，具有一定冗余和容錯能力，應急處理簡單有效，減少故障恢復時間；設備及技術兼顧先進性與成熟性，確保播出系統安全、穩定的運行。

2、智能化。數字化、網絡化技術實現了節目文件制、播、存的全程文件化和節目信息的全程無紙化。播出系統采用節目單驅動播出業務運行的方式，實現全流程的自動化。同時在重要環節上采用人機互動方式，如備播環節采用互動的審看方式，設備自動技審為主，人工復核確認為輔。

3、易用性。人機界面兼顧現有使用習慣，本著“操作簡便、界面友好”的原則，體現以人為本的易用特性，滿足電視購物頻道頻繁節目變更的特殊需求。

4、兼容性。系統采用開放式設計，保證與各大廠商設備、系統的良好集成與兼容，確保與節目生產管理、媒資、制作等相關平臺的平順銜接。

5、可維護。系統設計遵循安全、可維護的原則，同時兼顧經濟性、環保性，提倡節能減排的“綠”化原則，進行規劃實施，減少系統環節，降低運維成本和難度。

6、易擴展。系統框架設計、軟件體系架構、存儲結構、網絡及信息安全接入等多方面設計應具有可擴展性，能夠實現可預見的平滑升級。在保證初期業務的前提下，預留充分的擴展空間，保證將來各種新業務的開展。

2.3主體框架

IP播出系統的主要工作是將流播出視頻服務器、直播流、帶播流等多種信號源進行數字化、IP化，根據節目單進行切換控制，并加入臺標、字幕等信息，經過畫面質量的監控比對，最終將節目向傳輸網絡發布播出。

2、IP字幕臺標。字幕臺標系統主要是為頻道的節目播出，提供更加豐富的展現形式和突出本頻道的特點、特色。在系統配置方面，支持MPEG-2、H.264等多種視頻格式，支持高清、標清等不同視頻分辨率，支持IP、ASI等不同輸入輸出接口，支持字幕、臺標、角標、動畫、時鐘等多種元素的同時或獨立的插入播出。在安全播出方面，支持掉電旁通、故障旁通、重點時段安全切換等不同級別的安全播出功能。要求臺標機可同時支持高清及標清畫幅，支持tga、gif、png等常見通用圖片及動畫格式，要求至少可以支持時長30秒的動態臺標，臺標每秒幀數至少24幀，像素要支持900X900。

3、碼流切換器。IP流播出切換器主要針對IP流播出服務器出現問題時，可以自動進行主備、墊片的自動切換。具體邏輯如下：當主IP流出現斷流情況時，IP流切換臺可以自動將IP流切換到備路IP流或報警提示手動切換；當故障恢復后，可以根據事先配置好的策略手動恢復或自動恢復主路播出；當主、備輪播IP流同時出現問題時，IP流切換器可以依據事先配置好的策略自動切換到墊片流進行應急播出。

4、視頻流監測。系統將配置視頻流監測設備來識別視頻流的故障，識別網絡中發生在IP 層和MPEG 層的各種異常現象，提交視音頻的體驗質量，能夠發現網絡中的各種問題，例如凍結幀視頻、圖像瓦面/宏塊結構、黑屏以及音頻中斷、音頻電平故障及最新的響度監測等。

5、流播出交換機。接入層交換機負責連接所有應用服務器、計算機終端、視音頻設備等帶有網絡接口的設備。設計中需要考慮到網絡接入點的數量及vlan的合理劃分，進而科學合理地配置交換機端口和數量。

播出系統中，輸入輸出采用不同的交換機，并且考慮主備，實現交換機層面的設備和鏈路的冗余。

6、流播出轉碼。系統將配置高性能轉碼服務器以支持外來文件導入，為流播出準備素材，配置文件上傳接口服務器；具備高質量Mpeg2、H.264、FLV、WMV、3GP格式轉碼能力；轉碼任務列表支持以下過濾條件的查詢：轉碼服務器、轉碼狀態、優先級、轉碼目錄、轉碼目錄規則、轉碼參數等；轉碼狀態可管理，轉碼任務可取消、刪除、重新轉碼、設置優先級；實現轉碼素材的軟解碼技術審看；具有文件遷移功能或接口；配置轉碼服務器執行轉碼工作站提交的轉碼任務，將外來素材文件轉碼成符合規范播出文件；配置轉碼管理工作站實現轉碼任務的提交、修改、查詢等，完成任務調整、重置和參數設置等交互功能。

7、IP-ASI編碼器。系統設計中需要考慮與傳輸對接，采用進口硬件高清編碼器，支持H.264編碼、IP輸入、ASI輸出，以便很好的完成信號編碼傳輸工作。

三、總結

本文旨在探索電視購物領域IP播出系統設計思路，研究系統框架及關鍵技術，探討IP播出系統組成和功能模塊，為國內電視購物領域播出系統設計探索新思路，創造新模式。