媒體融合時代電視中心IP化基礎架構技術探索

黃振華合肥市廣播電視臺電視技術部，安徽合肥　230071

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媒體融合時代電視中心IP化基礎架構技術探索

黃振華
合肥市廣播電視臺電視技術部，安徽合肥230071

摘要在傳統媒體和新興媒體實現融合發展的過程中，涉及到三種基礎性的支撐技術，即云計算技術、IP化基礎架構技術以及大數據處理技術。文章對于媒體融合時代背景下的電視中心IP化基礎架構技術進行了全面地分析，并進行了詳細地總結。

關鍵詞媒體融合時代；電視中心；IP化基礎架構；技術；探索

1　電視中心基礎架構的全IP化發展背景

1.1SDI方式的發展方向

若在媒體融合時代背景下，電視中心的基礎架構技術始終按照傳統架構方向發展，那么其所具備的優勢可以表現為技術的不斷成熟，可靠性有所提高并被廣泛應用，在此基礎上，信號實際傳輸延遲率低，在直播中的應用效果最佳[1]。同時，信號與線纜的對象相對比較簡單，并且邏輯關系十分清晰，方便進行維護，對于出現的故障很容易進行定位與排查。但是，同樣具有一定的劣勢：在電視中心SDI基礎架構信源量快速增加的基礎上，使得SDI/HD-SDI/3G-SDI信號調度矩陣自身的規模不斷擴大，并且布線與信號處理鏈路變得更加復雜，所以，就必須要整合不同信號、線纜以及網絡。這樣一來，系統集成的實施成本就會提高，而且結構并不支持靈活拓展，很難利用軟件來實現系統流程的再造。

1.2電視中心基礎架構的IP化發展方向

電視中心基礎架構技術的另外發展方向就是對通用的共享/雙向IP化架構充分利用，然而，只能針對AV數據信息的傳輸來使用專用協議。與此同時，根據所使用的協議，可以將IP化劃分成兩部分，即以太網音視頻橋接技術與時間碼概念，可以用AVB和SMPTE來表示[2]。而在SMPTE中，又可以劃分成專用IP交換機與通用IP交換機兩種。

電視中心IP化的基礎設施可以將電視、廣播以及報紙等媒體同移動互聯網及互聯網間的通信邊界有效消解，并且積極地推動傳統媒體和新興媒體的融合發展，進而不斷滿足媒體融合時代的業務需求。其中，IP網絡架構十分簡潔，而且布線相對簡單，僅僅需要一根網線就能夠將數據、控制以及同步等問題進行有效地解決，并根據不同業務的特點來更靈活配置網絡。同時，系統流程與業務流程也能夠利用軟件進行動態的定制，其實際的生產能力更容易實現平滑拓展與升級。

2　視音頻信號IP化分析

2.1視音頻信號IP化應用前提

IP網絡本身所具備的特點就是端到端時延不可控與盡力轉發等，但是，電視中心的音視頻數據量十分巨大，所以，音視頻的應用對于延時與同步具有極強的敏感性，對抖動的要求也比較高。而且，音視頻的碼率并不能自動進行調整，所以，要想實現電視中心的IP化，其中最重要的前提就是網絡的可用寬帶超出其所能夠承載數據的碼率。要想在電視中心臺內實現基帶無壓縮IP視頻數據路由交換，其最低的要求就是10GE以太網[3]。

在電視中心的IP化接口轉換處應使用IP通用協議，并且保證信號的交叉點切換轉變成基于包的路由交換。與此同時，為了對SDI over IP傳輸以及交換與分發網絡實時數據的共享寬帶傳輸的過程中，實際面臨的延時與丟包問題進行解決，并保證傳輸的可靠性，可以通過以下幾種方法來實現：第一，視音頻的信號數據應根據IP具體規范內容進行分組并打包傳輸；第二，應積極引進RTP/RTCP/RTSP的實時傳輸協議；第三，將區分服務與RTVP引入其中；第四，充分利用延時包轉發等相關技術；第五，利用FEC技術。

2.2壓縮編碼視音頻流IP化

所謂的TS over IP，就是壓縮編碼音視頻流與業務控制流等IP化。在目前階段，使用最廣泛的視音頻處理設備都已經配置了標準性的以太網接口，并且同樣支持TS over IP碼流的實際輸出。

2.3SDI基帶信號IP化

SDI over IP就是無壓縮視音頻SDI基帶信號IP化，而實時處理與傳輸以及交換的最核心設備，在現階段主要包括IP Gateway板卡等，能夠使得實時IP視頻的無縫切換、分包以及路由精準到幀。但是，當前的SDI over IP實際應用始終存在鏈路寬帶不充足且系統交換能力不高等多種類型的問題。

2.4IP化矩陣

第一，SDN。文中所講的SDN，就是軟件定義網絡，在IP化基礎架構中占據核心位置，而SDN則是硬件軟化的軟件，屬于控制和管理類型的軟件。在其管理與控制下，通用IP交換機與專業IP交換機都能夠有效地實現傳統的SDI矩陣功能。把網絡設備的控制層和數據層進行分離，SDN就可以對網絡流量進行控制，并實現寬帶管理，同時也支持冗余備份的功能。在此基礎上，SDN也可以通過使用傳統的操作方式或者是IT化的操作方式進行信號的管理與分配，并有效地提供接口/界面的設置與管理以及操作，實現混合性的操作，進而完成AV與網絡設備、矩陣的配置與交叉點的切換。除此之外，還可以提供外部控制所需要的SDK，能夠實現同遠程維護系統的通訊，并積極支持遠程固件的升級。

第二，SDVN。由Evertz公司所研發的SDN，在IPX的基礎上能夠有效地實現對SDI信號路由的管理，并對寬帶進行管理。同時，操作人員也可以根據傳統的方式來進行管理系統的相關操作。

第三，IP交換機+SDN。在IP網絡基礎上所形成的SDI矩陣被稱為SDI over IP路由矩陣。這種IP化的矩陣，本質就是IP交換機+SDN，并且是在SDN的控制和管理背景下，通過IP交換機來完成矩陣的一種功能。其中，路由控制功能類似于傳統矩陣，對無阻塞智能級聯予以一定的支持，可以通過獨立局域網來進行控制。IP化的矩陣所具備的輸入與輸出板能夠對無壓縮的YUV基帶SDI信號進行實時的打包操作，并且使其轉變為IP數據包，這樣一來，就可以在10GE以太網中進行相應的傳輸[4]。而IP矩陣則能夠保證所有的信號通過所有的交叉點來實現輸入輸出路由，進而更好地切換精度。而圖一所表示的與60×60HD-SDI矩陣相似，其中基帶HD-SDI的數據流是1.5Gbps，并且每萬兆的端口都能夠承受住六路未經壓縮的HD-SDI信號路由并實現切換。

圖1

3　結論

綜上所述，目前階段，傳統媒體同新興媒體的融合速度不斷加快，而在此背景下，積極實現電視中心基礎架構的IP化已經成為當下最重要的工作內容。而在電視中心基礎架構IP化的實際應用中卻始終存在一定的需求，在基礎層面的阻礙并不多，僅僅需要對電視中心基礎架構IP化的相關技術標準進行完善即可。與此同時，各級的電視臺制播技術工作人員則應該對電視中心基礎架構的IP化技術發展趨勢及進展進行實時的跟蹤，并且根據媒體融合時代下的業務平臺來建設，科學合理地引進IP化的解決方案，進而使得傳統媒體與新興媒體之間能夠更快地實現融合發展，進而不斷滿足媒體融合時代背景下的各種業務需求。文章對電視中心基礎架構技術全IP化的發展背景進行了分析，并重點闡述了視音頻信號的IP化，最主要的目的就是不斷加快傳統媒體同新興媒體融合發展的速度，最終使我國的電視廣播行業在媒體融合時代背景下更好地發展與進步。

參考文獻

[1]徐儉，馬春，徐有聰，等.媒體融合時代電視中心IP化基礎架構技術初探[J].廣播電視信息，2015（3）：64-67，74.

[2]韋安明.電視中心基礎架構IP化探討[J].廣播與電視技術，2015，42（4）：18-21.

[3]王獻冠，倪宏，朱明，等.有線電視網絡IP數據封裝方法的分析與改進[J].小型微型計算機系統，2013，34（4）：721-726.

[4]朱迪，曾敬鴻，楊立海，等.論IP收錄中心在廣電網絡公司的設計及建設[C].//2011國際傳輸與覆蓋研討會論文集，2011：398-405.

中圖分類號G2

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2016）155-0046-02