


問電視臺有關其臺內IP的應用情況,得到的回答必定相矛盾。回答包括“我從未用IP傳輸視頻”和“我普遍使用IP,百分之百”。我的看法是兩個極端都不屬實。為理解這個問題,讓我們看看IP是如何慢慢進入頑固的以基帶為中心的廣電中心內的。我們將考察當前IP在哪些領域地位已經完全穩固,哪些領域沒有使用,以及個中緣由。
首先,讓我們達成共識。我們都知道IP是“因特網協議”,但很多人顯然把它與IT(信息技術)混淆。這導致對聯網特別是以太網的混淆不清。每天都與IP打交道的廣播機構往往還是用同軸電纜的思維模式去思考,即把信號從信源A送到目的地B。區別超出電氣規格。以太網是全雙工、基于包,并能以看似隨機的方式路由,導致包無序接收,最終是同步鎖定設施內大量抖動和定時同步困難。
把一個設施分解為幾個關鍵職能有助于確定當前正在使用IP的領域,并且更好地理解隨著時間的推移,轉向百分百IP終將發生。
業務系統是早期采用者,我指的是如調度、廣告銷售、交易和計費等的后臺系統,它們數十年來已經是IT世界的一部分。通過專有接口或如BXF(廣播節目交換格式,或SMPTE-2021)這樣的標準化協議,用IP把它們連接起來。
涉及書面交流、日志、報警乃至任務和項目委派的人員很快把電子郵件作為中心動力,要求建立局域網以便在臺上電腦和郵件服務器之間通信。盡管這是一種積極的推力,但如我即將描述的那樣,這種變化對廣電中心的IP有負面的影響。
編輯和圖文包裝系統實際上最先使IP進入工作流程。現在這些設備正迅速變為百分百基于文件的運作。當然,有些磁帶錄像機還時而使用,但不再是常規。采用MXF及其它文件格式,文件用IP四處傳送,從編輯系統到歸檔和播出服務器。
新聞運作也很快加入此陣營,用IP互連系統運行提詞器,連線新聞報道,遠程操作攝像機和演播室燈光,以及管理視頻和圖文。這里MOS為首選接口。
電視中心收錄和播出是有趣的混合物。在看待正在發生的事實時,對IP有不確定性不足為怪。基于文件的視頻通過IP或衛星進入中心,往往是進入收錄服務器。此服務器遷移片段(往往是通過基帶SDI)進入歸檔和播出系統。更先進的運作保持與文件的聯系,且直接把文件遷入服務器供播出。
為何那么多的機構依然在基帶域遷移這些文件?我歸結為兩個原因:安于現狀和缺乏文件格式兼容性。具不同的音頻和視頻編碼方案的文件格式種類繁多,令大部分服務器不能保證百分百播出可靠性。因此這種解決方案是相當簡單的。如果想保持運作可靠,采用SDI且忍受多次編碼/解碼的人工產物。
為什么我們會有那么多的不同壓縮格式?這是歷史和用途造成的。一些應用要求低時延;另一些對時延毫不在乎。一些應用關心帶寬和存儲消耗,而另一些關注保持質量。
實際上,上面提及的IP應用都沒有包括實時、全帶寬視頻流。IP被主要用于文件、控制和各種在遷移的數據。
看一些實際計算結果以便了解IP技術在臺內傳送全帶寬SD、HD和UHD信號的價值是必要的。考慮當前和未來臺內有的全帶寬流式視頻速率與以太網速率,可以看到對運行于270M b/s的SD視頻來說,唯一可行的是GigE(千兆以太網) (見表1)。現實一點,電視中心至少需要10 GigE(萬兆以太網)網絡容量。
10 GigE還相當新,但在那時從廣播機構的角度來看,HD也依然頗新。拋開這一切不管,一個新電視中心設計最低限度應能適于運行在3Gb/s的1080p。具有3G接口的視頻產品已存在好幾年。它們穩定可靠。
那么為何還要轉到IP?答案是前瞻性和流線化的工作流程。圖l顯示系統如何被連接和配置用于采編播。信號流決定適用于當前運作的設備和接線。
我們不知道未來在直播、流媒體、壓縮和基于文件的運作之間如何混合。如果我們以某種方式可以用IP主干網同時運行它們,那么就是在將來也非常方便(見圖2)。
在研究世界上一些技術先進的電視中心及其更新的系統設計,我了解到他們都有一個中心內視頻流轉到IP環境的清晰目標。對壓縮格式、IP聯網以處理流媒體和基于文件的運作以及控制進行了認真的考慮。在IP上運行全帶寬HD視頻遠不是簡單的工作,但傳輸不受壓縮人工產物和時延問題的影響。在這個完美的世界里,所有I/O都將插入中心內的主干網內。配置和設置可在任何地方完成。由于準備充分,帶寬似乎無限,沒有阻塞。每一個連接上面都有多個饋送信號,而不是點對點的插孔板型連接。
現在我將回到關于電子郵件有負面影響的觀點。電子郵件系統通常被認為不可靠。客戶端崩潰、服務器超載、局域網飽和以及電子郵件經常神秘丟失等情況似乎總是在播出的關鍵時刻發生。總工程師再三有這些糟糕的經歷,引起他們對此技術的負面聯想。而正是他們的每日的反應能力使電視臺播出正常。
許多已經接受IP的新電視中心設計開始時的打算是他們將不僅有“IP島”而且是只有IP,并且按照這個想法相應地設計。當設計完成時,管理層的工程師變得緊張——也許是由于他們經歷了以前的電子郵件故障。他們已經根本無法信任IP。我發現這令人驚訝,因為在模擬轉換到數字時我從未看到有這種情況發生(也許數字采用同軸電纜和BNCl)。
這種憂慮導致我稱為“雙層”方案的出現:大樓布線和設計能用IP工作,但增加第二層的同軸電纜布線及路由,用來處理3G-SDI設施上的HD。IP設計中所有主要功能點都可切換到SDI,減少工程部的擔心。
歸根結底,電視中心已非常依賴IP,用于業務系統、基于文件的活動、較低分辨率代理、回傳,以及新聞編輯室、攝像機、燈光、內部通話系統和自動播出的實時控制,但只是保守地用于全帶寬流傳輸。表1顯示在一個IP連接上有超過一個的全帶寬視頻,這種特性令人生畏。我們已經在中心的其它所有區域接受了它。一旦我們能夠克服這種畏懼,并且相信我們能夠看到中心的3G設施轉移到可靠和節約成本的IP主干網的實在好處,那么一切都會發展很快。當然不是現在,但指日可待。