IP、ATSC 3.0現為主流測試主題新標準和新程序迅速改變測試測量

鮑勃·科瓦奇

IP的迅速采納正在推動傳統測試測量設備發生很多變化。對熟悉的質量控制設備（如波形監視器和矢量示波器等）將始終有需求，但演播室和內容制作者現在還需要檢驗他們產生的數據（這些數據正以極快速度被越來越多地分配）的能力。

在LCD/LED和微處理器革命的共同作用下，當前很多測試設備與20或30年前相比大相徑庭。隨著專用視頻分配設備（想想SDI）被IP網絡取代，為不落后測量新形勢，測試設備制造商正在快馬加鞭，在最新的測試測量產品上屢有體積、功能和性能方面的創新。

“SDI系統的測試要求眾所周知，描述很詳盡，”泰克公司視頻產品線業務總監Ian Valentine表示，“不過，隨著業界向基于IP的技術過渡，為了解包含視頻、音頻和元數據的包傳輸期間網絡上發生的狀況，要求各種各樣的新測量。這包括數據包丟失、包抖動、RTP序列錯誤，以及包時間標記延遲延遲因數等?！?/p>

IP視頻傳輸標準

最新制定的SMPTE 2110專業視頻、音頻和數據IP傳輸標準是為何在一個電視環境內對IP測試設備有需求的大理由。

“為保持網絡同步，圍繞著視頻、音頻和數據對PTP（精確時間協議）的定時有各種測量，”Vaentine說，“在處理SMPTE 2110標準時（此標準中視頻、音頻和數據在不同碼流內發送），定時特別重要。測試不同數據通路的完整性的能力是確保保持傳輸可靠性所必不可少的?！?/p>

有了12G-SDI和最新的高速以太網，即使最普通的基本要素都必須重新考慮。例如，BNC連接器。

“行業使用了50多年的BNC連接器是裝有彈簧的卡口，使用Phabrix Qx的實時眼圖，你可以發現這個技術在限位方面好極了，只要搖動BNC連接器和電纜就行了，”英國Phabrix公司產品經理Prinyar Boon表示，“通常每連接有約10Mv信號幅度變化，回波損耗要求認真考慮，因幾何結構的小變化，確定的極高上升和下降時間可能導致眼圖顯著劣化。好消息是正確設計的接口非常穩健可靠，將工作于從SD到12G的全部SDI速率?！?/p>

細節決定成敗

BNC連接器只是冰山一角。

“在非常高的電平，從3G-S D I到12G-SDI是相同的，只是更快，但細節決定成敗，”Boon說道，“不過，帶寬從3GHz變到12G，或更典型地從1.5GHz變到12GHz，意味著12G-SDI要難實現得多。元件、印刷電路板材料、堆疊和物理布局都必須改變、重新選擇和重新優化。甚至IC內封裝接線現在也對性能有很大影響，而最新一代IC正在考慮用倒裝式芯片技術克服此難題。”

一旦信號離開廣播中心且走向觀眾，演播室外的IP分配網與演播室內的網絡在許多方面很不相同。

“主要概念是從全局角度分析端到端內容分發鏈，觀察全貌決定問題的因果關系，而不是簡單地隔離這里或那里的參數，”Qligent公司首席運營官Ted Korte表示，“每種內容分配方式（從ATSC 3.0廣播到OTT分發）都有自己的必不可少的度量標準，但評價從低水平服務質量指標（它們非常特定于信號）到人可感知的QoE（體驗質量）指標的一切非常重要。”

長期以來電視分配一種流行的方式是有線電視業，它采用HFC技術分發傳統有線電視頻道和寬帶服務。同一網絡上有線電視和雙向數據交織的標準稱為DOCSIS，現在提升到DOCSIS 3.1全雙工。

由于有線電視網支持0Hz——12GHz的帶寬，測試和核實其性能是一項困難的工作。羅德與施瓦茨公司擁有能被用于測試和維護到戶的信號下行頻率高達1.8GHz的DOCSIS有線網上性能的測試設備。

未來發展

電視業技術發展很快，那么未來幾年測試測量設備的發展趨勢是什么？

“依我們看來，ATSC 3.0的發展加快，”Triveni Digital銷售和市場副總裁Ralph Bachofen表示，“當然，這將包括作為此轉換一部分的HDR及其它先進技術和協議。因此，采用能夠根據市場變化和先進應用與時俱進的靈活的測試測量解決方案非常關鍵?！?/p>

在2018 NAB展覽會上，Triveni D i g i t a l推出了排查數字電視傳輸流的Streamscope Portal II。它可升級，兼容ATSC 3.0。

在制作方面，顯然4K是制作及其相關測試設備的目標標準。

“我們看到對基于UHD/4K 3G-SDI和12G-SDI之系統的要求，”Boon說道，“隨著平昌冬奧會、英國皇家婚禮和俄羅斯世界杯都以UHD HDR拍攝和分配，清楚地證明此技術是可行的。以傳統標準動態范圍（ITU-R BT.709）和HDR（ITU-R B T.2100）及寬色域同時拍攝現場作品產生特有挑戰。在有混合的S D R/709和HDR/2100源時尤其如此，無論它們攝像機、回放系統，還是圖文包裝設備?！?/p>

為保持觀眾已經習慣的完美無瑕的質量，必須監測制作鏈的每一部分。

“成功制作HDR/WCG內容要求正確的工具和新測量技術，”Valentine表示，“例如，考慮到制作風險問題（如暗區中的噪聲），攝像機設置比以往更關鍵。為監測各種攝像機Log格式和轉換到PQ（感知量化）或HLG，也需要新技術。HDR/ WCG內容制作是未來?！?/p>

這只是對行業測試測量一角的快速觀察，但它顯示新標準如何帶來檢查和保持這些標準質量的方式。B&P;