4K超高清電視在傳統播出中面臨的問題及系統建設規劃探討

覃海洪

摘要：本文主要分析4K超高清電視播出系統的現存問題，并從三個方面進行闡述，包括信號傳輸、數字化播出和網絡化播出，同時對系統架構、播出實現過程、向IP轉型、全媒體發布和HCl架構等建設進行分析。

關鍵詞：4K超清電視;傳統播出;系統建設

隨著電視行業的不斷發展，4K超高清電視能夠為人們帶來更加優質的畫面，但是相對應的要求電視播出系統具有更高的水準。4k超高清播出系統的假設需要很長的時間才能完成。怎樣針對4k超高清播出系統中存在的問題采取針對性的播出系統是當前存在的工作重點，因此賦予了系統建設以現實意義。

一、4K超清電視在傳統播出中存在的問題

1.信號傳輸問題

傳統電視臺使用同軸電纜進行傳輸，如使用75歐電纜傳輸SDI標清電視信號，傳輸距離在400米之內，速度為270mb/s，傳輸SDI高清電視信號傳輸距離小于300米，速度為1.485gb/s.要求超高清4k電視信號的傳輸速度為12gb/m，傳輸距離約為60米，所以妖氣電纜具有一定的傳輸能力。在同一種傳輸線路中由于傳輸的距離不是很長，所以很多現存的播出系統不符合4k超高清信號的傳輸條件，僅僅依靠升級播出系統設備也無法滿足播出需求所要求的高清品質。面對這一問題，主要有兩種解決方案，首先，將4k信號進行拆分，將4k信號進行轉化后再傳輸，將其轉化為4路SDI高清信號，同時在信號還沒有輸出的時候對其進行重新組合，組成成為超高清4k信號，采用這種方法對系統具有較高的要求，因為著需要占據大量系統中的資源，除此之外還需要再擴容方面投入大量的資金。第三，采用IP化的形式進行傳輸，交換機傳輸速度在10gb/s之上，與4k信號的傳輸要求相符合，二壓縮域的IP播出方式可以通過千兆交換網絡來實現，保證信號傳輸速度符合4k傳輸速度。

2.數字化播出問題

傳統電視臺使用播出服務器，播出節目的方式為文件的形式。標清文件碼率為15mb/s，單頻道24小時節目傳輸容量為527.3gb。但是超高清文件的文件碼率則更高，目前普遍采用500mbps，磁盤容量占用大大超過高清文件，所以要求服務器的讀寫能力比較強大，同時還需要較大的存儲容量。

3.網絡化傳輸問題

傳統的電視臺采用的播出方式為網絡化送播，通過主干平臺將子網素材傳輸到播出系統。由于文件的超高清特點，因此文件的容量較大，且要求具有較高的傳輸速率，使用傳統的播出系統會使系統難以承受太大的負荷，因此增加壓力，要想順利傳輸信號且不改變傳輸速率，會導致傳輸的時間延長，從而影響節目的正常播出。所以，這就需要對主干系統進行擴大容量處理，可以通過光纖交換機，環節超高清文件傳輸對系統造成的負擔。

二、4K超清電視播出系統建設

目前，很多家庭都安裝了超高清電視，且效果較好，傳統的播出系統會逐漸被超高清播出系統所取代。很多電視臺已經建設了4k播出系統，國家廣電總局在2018年年底正式發布4k超高清電視的播出技術，但是在應用實踐過程中需要進一步檢測和完善系統設備的穩定運行。

1.4K播出系統架構

4k超高清電視播出系統的建設需要依靠傳統電視的播出架構，和主流技術相融合，順應未來技術的發展方向，設計出全新的，符合4k電視播出的架構。4k電視播出系統主要包括外媒資、制作等系統，充分利用云平臺交互播出素材。利用專用通道在電視臺外部進行用戶上傳。制作系統通過IP總控平臺在演播室中對4k信號進行調度。在這一系統中有審計平臺，能夠將所有播出素材匯集一體，且統一在審計平臺上接受審核和送播。素材在接受審核之后統一到4k播出系統上提交，并在媒體上進行發布。這一系統不僅為4k超清電視的播出提供了平臺，且能夠滿足網絡和手機等設備對節目播出的需求。除此之外，全媒體分發模塊在這一系統中也存在，最后分別發放到各大播放平臺和移動終端，這一系統處理信號使用的主要時SDI over IP，在發布時使用TS over IP進行處理。

2.播出實現過程

在建設4 k播出系統之后，節目效果會顯著改善，同時，要求信號具有較強的傳輸性能和存儲性能。4k電視的播出過程要考慮多個方面的問題，包括收錄采集和制作存儲以及分部播出等等，這也是該系統發布面臨的主要問題。要想解決這一問題，要重點解決信號傳輸問題。4k超高清電視分辨率高，原始碼在沒有壓縮的情況下傳輸速度為12gb/s。大多數我國高清電視對信號傳輸速度的要求是1.5gb/s，部分支持3gb/s。所以可以通過ip等技術的使用完成信號傳輸。為了充分利用寬帶，節省信號傳輸成本，可以將4k超高清信號進行淺壓縮。

3.向IP化轉型

傳輸標準中明確規定要使用以太網和交換機來實現傳輸。在傳輸信號的過程中要借助IP化傳輸壓縮視頻和未壓縮視頻在網絡狀態下實時傳輸。同時，還包括壓縮和未壓縮視頻在傳輸過程中的保護機制。確保信號無中斷傳輸。當前很多廠家嘗試占星，生產了很多相互轉化的設備。隨著相關規范的逐漸細化，設備廠商之間進一步合作，逐漸普及的SDI，并利用這些設備建設4k超高清系統。

三、結論

綜上所述，在普及4K終端的過程中，4K超高清播出系統的建設，利用編碼和傳輸技術將4K信號進行傳輸，隨著超高清信號需求的越來越高和越來越大的市場需求，建設4K超高清播出系統能夠明確電視行業的未來技術重點發展方向。

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