IP化在電視轉播車上的應用與發展

□ 李漢濃

IP化在電視轉播車上的應用與發展

□ 李漢濃

隨著融合媒體、4K等超高清技術的發展，電視轉播車全IP化的討論也越來越激烈。本文介紹了廣西電視臺轉播車電視信號傳輸系統的現狀和未來面臨的挑戰，提出了IP化是大勢趨，同時也就各大廠商的IP化架構主流方案進行了分析與對比，并且闡述了關于廣西電視臺轉播車未來發展的觀點。

電視臺轉播車；SDI基帶；網絡IP化；4K

一、廣西電視臺轉播車電視信號傳輸系統的現狀

隨著融合媒體、4K等超高清技術的出現和發展以及全媒體、超高清時代的來臨，傳統的廣播電視行業發展面臨著嚴峻的考驗，這些與IP領域的許多技術息息相關。通過IP技術，用戶可以隨時隨地獲取各媒體信息，這體現了IP技術“無處不在”的優勢。但是這其中還存在不少問題，比如新的視頻格式UHD-1、4K等的傳輸和制作將會給現有的轉播系統造成重大的負擔。另外，數字電視節目的制作、傳輸與播出，傳統的傳輸介質的帶寬、傳輸速率受到很大限制。

目前全國各電視臺播放的電視節目仍然以高標清為主，所以在轉播車上以SDI基帶視頻接口和專用SDI數字視頻矩陣為基礎的技術架構已能很好地滿足錄制要求。然而，隨著超高清（4K以上）時代的臨近，如繼續在轉播車上使用傳統的SDI信號，將會使將來的超高清電視節目錄制受到巨大限制：傳統的高標清轉播車的信號傳輸主要依賴SDI電纜，因為矩陣交換，每一根電纜只能傳輸一路SDI信號，所以在轉播車內部集成了幾百甚至上千條SDI電纜，一旦發生故障，將很難更換。如遇到重要的直播或錄制，為了節省維護時間只能在原有的基礎上再添加電纜，導致了后期系統維護困難。SDI傳輸距離有限，如果傳輸距離超過100米，在傳輸高清信號過程中將容易導致誤碼產生、圖像失真等問題出現。SDI相關的傳輸、儲存設備造價高、選擇少。

二、IP化勢在必行

許多廠家投入大量資源研發并成功推出了支持全IP架構的臺內基礎設備和解決方案。與SDI相比，IP化的優勢在于：信號覆蓋范圍大；布線簡單；造價低。而且IP信號壓縮解碼方式非常成熟，上下游業務以及相關設備的IP化進程也在不斷加快。這些都預示著全臺IP化將成為電視媒體未來的發展趨勢。

下面來比較轉播車上的傳統矩陣和IP交換機。舉個例子：在相近性能下，一臺80×120的矩陣需比一臺IP交換機多占7個U的空間，而且IP交換機的功耗要遠遠小于矩陣，這種優勢顯而易見。

轉播車在采用IP化之后，將給將來的4K節目制作帶來極大的動力。目前通過SDI接口傳輸4K內容有三種方法可以實現：第一種方法就是使用4個電纜接口，每個電纜接口傳輸一路3G視頻信號；第二種方法是將壓縮好的12G信號通過一個3G接口傳輸；第三種方法則是把傳統的3G接口更換為12G-SDI接口。

首先以江蘇臺4K轉播車為例（圖1）。在當前用SDI信號傳輸的情況下，傳輸一個4K信號需要4條HD-SDI線纜，而未來IP化之后一條10G以太網線纜就可以完成傳輸，線纜數量由此大大減少，且便于維護；其次，由于信號數量的急劇增加以及以太網固有的可擴展性，為不斷增加的端口數和核心視頻矩陣系統的更高分辨率要求提供了未來有保障的解決方案；最后，IP鏈路可同時支持多路SD-SDI、HD-SDI和3G-SDI信號混合，支持長距離傳輸，而且組網簡單，擴充節目只需增加接入網關設備，保證標清向高清、超高清的平滑升級。

圖1

三、電視轉播車未來發展展望

在廣西電視臺轉播車上，大部分使用的還是索尼的基帶設備，如切換臺、矩陣、攝像機等，這些核心設備在一定時間內仍為核心設備。筆者認為，未來IP化的普及有兩種信號拓撲方案可以參考選擇。第一種是雙核心方案，它仍然保留基帶矩陣為基帶核心，同時增加IP交換機作為IP核心。它們的分工非常明確：IP核心解決IP信號交換，基帶核心解決基帶信號交換，中間需要SDI和IP的轉換，需要多少路就加多少路，按需配置。這樣的架構會比較清晰，各做各的事情，并且可以減少大量IP設備和SDI轉換設備的購置，節約投資成本。

第二種信號拓撲方案就是一步到位，直接以交換機為核心。然而目前仍有大量的基帶信號存在，還是需要很多SDI和IP的轉換。但是隨著IP信號越來越多，需要轉換的情況越來越少，直到所有IP信號直接連接進交換機。這種方案只是初期投入的設備資金比較高，后續工作比較簡單。

目前比較主流的案例就是華為創新的ICT技術，它與索尼在針對電視臺IP化的解決方案中合作。在綜合考慮各種因素后，將方案中對時延與帶寬都有著嚴格要求的交換機，選擇了華為的CE7850和CE6850系列交換機產品與索尼進行對標。索尼提供IP口的4K攝像機、SDI轉IP的信號處理網關、IP口的制作切換臺以及AV視頻調度管理軟件（LSM），華為則提供ICT基礎設施（包括交換機、存儲和服務器等），通過索尼的LSM系統調度管理系統進行統一管理。

IP技術在廣電行業里面已經應用很久，什么樣的架構才符合現在的行業需求？所有IT架構里面最典型的數據中心的架構是分層架構，有核心層、匯聚層、應用層。其中核心和匯聚層沒有區別，真正跟業務相關的是應用層。對此，草谷公司認為首先不會改變IP化本身架構，不繼承傳統廣播電視單體設備化的方向，這樣就得到真正為廣播電視服務的數據中心。基于上述概念，草谷公司建立正式的4K/HD IP系統和傳統系統是不一樣的，不再是從左到右線性化圖。如圖2所示。

圖2

目前，國內不少電視臺都在致力于嘗試總控系統、演播室系統和轉播車系統的IP化改造和建設。展望未來，隨著電視臺IP化的普及，4K時代的來臨，各大廠商繼續聯手，將共同打造出更有競爭力的媒體電視臺行業解決方案。

四、結語

在加速媒體融合發展的背景下，電視轉播車的IP化不僅僅是用IP鏈路代替SDI鏈路，而是需要整車基礎架構IP化。雖然目前電視轉播車IP化的相關標準仍有待完善，但轉播車系統IP化已是大勢所趨，并且在技術層面上已無太大障礙。電視臺制作與播出技術人員應該密切關注電視中心基礎架構IP化的技術發展動向與進展，適時引入IP化解決方案，用于建設全媒體融合業務平臺，以此淡化傳統媒體與新興媒體的界限，促進新老媒體的融合發展，使全媒體融合業務的所需條件得到滿足。

1.徐儉,馬春,徐有聰.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).

2.楊武軍,屈軍鎖,鄭震鐸.三網合一技術的發展趨勢[J].現代電信科技,2001(5).

（作者單位：廣西電視臺）