IP技術在電視播出系統中的應用

馬初蕾

[摘? ? 要]在“十四五”科技發展規劃中，將推動廣播電視以及網絡視聽的高質量、高發展、高創新作為核心指導目標，這也為廣播電視節目指明前進道路，確立發展方向，貫徹科技理念，構建時代格局。IP技術作為地面移動網絡系統中的重要技術，是鏈接應用層進而保證用戶各種應用得到支持的重要網絡協議，隨著近些年來區域網絡覆蓋率的提高，IP地址協議也不再僅應用于電腦手機等網絡終端，逐步轉型應用在網絡電視和廣播節目當中，成為打造IP化、智能化、融合化新型廣播電視節目平臺的重要手段和通道。主要對IP技術在電視播出系統中的應用展開分析，為制播體系的轉型升級、優化創新提供新思路和新方向。

[關鍵詞]IP技術;播出系統;編碼器;解碼器

[中圖分類號]TN948.1 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–0–03

Application of IP Technology in TV Broadcasting System

Ma Chu-lei

[Abstract]In the "14th five year plan" for scientific and technological development， the core guiding goal is to promote the high quality， high development and high innovation of radio and television and network audio-visual， which also points out the way forward， establishes the development direction， implements the scientific and technological concept and constructs the pattern of the times for radio and television programs. As an important technology in the terrestrial mobile network system， IP technology is an important network protocol to link the application layer and ensure that users' various applications are supported. With the improvement of regional network coverage in recent years， IP address protocol is no longer only applied to network terminals such as computers and mobile phones， but gradually transformed and applied in network TV and radio programs， becoming an IP， intelligent Integration is an important means and channel for the new radio and television program platform. This research will also discuss the application of IP technology in TV broadcasting system， in order to provide new ideas and directions for the transformation， upgrading， optimization and innovation of production and broadcasting system.

[Keywords]IP technology; broadcasting system; encoder; decoder

網絡連接的普及擴大了電視節目的受眾群體，開放了電視節目的播放媒介。手機、移動網絡終端、網絡電視、電腦端成為了當代電視節目的播放通道，移動網絡用戶群將原有的電視節目用戶群體進行了覆蓋和拓寬，并且利用IP技術將電視節目播放模式從以往的單向轉換為自主控制的形式，用戶有了更好的觀感體驗和更為自有的節目選擇。但是由于網絡IP技術的復雜性和多樣性，播制體系能否跟上信息時代的腳步，綜合了解IP技術的基本原理和應用模式，有機結合傳統電視節目和現代網絡技術，為交互式網絡電視行業的發展創新提供行之有效的發展策略，整體掌控網絡電視前進方向，成為了整個電視行業的關注熱點。

1 廣播電視播出系統應用計算機網絡技術的必要性

計算機網絡技術的發展和應用在短短的百年間得到了極大的提升，由原來的點對點網絡連接到如今的幾乎全覆蓋無線WiFi，局域網的高覆蓋又反作用于網絡技術的發展進步，給信息技術提供了大量的發展空間和發展方向。網絡信息技術概念猶如大腦發射出的神經信號，以最快的速度傳播到了整個身體每一神經單元，各行業領域都接收到了時代的訊息。廣播電視界也不例外，信息技術的應用逐漸成為廣播電視節目制作發行的主要手段和渠道，為制播體系提供了更為廣闊的創新空間。

1.1 實現項目信息集成的目標

計算機網絡技術已經成為信息時代的第一生產力，合理有效地利用網絡信息技術不但能夠拓寬廣播電視節目的素材來源渠道，簡化電視節目的制作過程，提升節目整體的質感，還能夠整合信息收集傳播渠道，提升節目內容豐富度，將電視節目產品提升到更高的層次。

互聯網的一大優勢就是擁有豐富的資源素材和敏銳的時代嗅覺。通過大數據收集分析的互聯網用戶，可以快速整合某一類型要素的各類信息，降低了時間范圍上的限制。另外通過利用網絡技術可以實現信息的無障礙交互，保證電視節目緊跟受眾需求，充分融入群體文化當中，提高節目和用戶之間的互動性體驗。

1.2 提高信息資源的價值和效率

網絡時代將信息的效益發揮到最大。在信息傳播方式極為有限的時期，誰掌握了最新的消息誰就能夠影響某一地區甚至某一時段內事態的走向。隨著網絡科技的應用，信息的傳播變得快速便捷，信息大爆炸的時代已經到來。以往的信息延遲問題轉變為信息冗雜過大，無法找到最重要的熱點內核，所以在廣播電視節目中應用網絡技術時，應當重視信息爆炸帶來的內容重復和偏差問題，在所有收錄到的內容當中快速覺察出最有價值的內容加以捕捉應用，快速分辨素材的優劣，保證資源的有效利用是網絡技術在廣播電視節目應用中主流方向。

1.3 充分利用媒體

互聯網技術的發展和應用派生出大量新媒體產業，這些新型的文化娛樂方式已經較為成熟，積累了足夠的運行管理經驗和平臺客戶流量，如果能夠借助新媒體來為傳統廣播電視節目的傳播提供幫助，進行多媒體融合發展，將大幅提高廣播電視節目的收聽收視率，提升節目存在感。另外，隨著時代進步，人們的生活節奏變快，生活壓力升高，手機平板等能夠隨身攜帶的媒介代替了電視、投影等大型機器，成為了媒體業發展的主流，所以電視業要想求得發展就要與時俱進，將傳統節目的優勢和新媒體進行融合升級，利用現有的媒介為傳統節目開創新的發展領域。

2 電視播出系統中主要應用的IP技術

網絡信息技術的應用對于廣播電視節目的播制有著至關重要的作用，而要想網絡信息技術為電視節目提供突出力量，首先就需要使用IP技術，將網絡同電視媒介進行連接，將傳統電視節目轉換為網絡技術發展的產物，推動行業垂直拓展。通過IP將網絡、電視進行一體化協同發展，加強媒體和用戶之間的連接，保障網絡電視的內容成果實現用戶資源和業務資源共享，促進廣播電視行業的轉型升級。

2.1 數據加密技術

當今時代網絡環境危險且復雜，通過技術手段保證數據電文的安全完整是十分必要的。成熟的IP技術可以在數字信號段末尾或中間加入特殊的字符或程序對數字電文進行加密處理，這樣在傳輸過程中就可以保證信息安全。當數據傳輸到另一終端后，需要根據發出端設計的加密密鑰進行解鎖，將數字信息進行還原，保證了信息傳遞的安全性。IP安全密匙不但可以對數據電文進行加密，對圖像影音也可以進行保密處理，所用的密鑰也可以根據傳輸需求和加密需求的不同分為公開密鑰和專用密鑰，這樣既保證了數據的快速傳輸，又保證了信息內容的安全性，是現代網絡鏈接當中必不可少的技術。

2.2 數字版權保護

網絡時代的到來使信息的傳播速度發生了驚人的提升，但隨之而來的版權爭論問題也層出不窮。很多言論或者是發表到網絡上的作品，經過了大量的傳播和瀏覽加工，很難找到最初的版本，再加上網絡作品的相似度較高，即使真的找到了原始作品，也無法為其證明。數字版權保護就是應此而生，通過在網絡作品的代碼中加入作者的特定簽字或者其他標識，就可以擁有版權保護措施，保證其在受到侵害或者非法傳播時，能夠拿出證據證明版權所有，這也為網絡環境的安全穩定提供了一定的依據。

2.3 內容分發

利用內容分發可以對服務器中的資源浪費問題進行控制調整，互聯網的侍位服務器都是進行點對點傳送的，但是如果要將這種模式安在廣播電視節目的傳送當中，將會造成大量的服務器資源浪費，所以在實際操作時，將內容分發應用在了網絡電視當中，通過中心平臺進行調度，使服務器的整體工作量達到均衡，用戶需求直接獲取，避免了由于網絡堵塞造成的操作延時、節目卡頓等現象。

2.4 數字水印技術

數字水印是版權保護的另一重要手段。通過將作者的關鍵信息或者簽名，以及發行方的數字標識通過特殊的代碼形式寫入數字電文當中，就可以在運行播放過程中對未經授權的下載播放進行管理，避免關鍵內容和保密信息被挖掘和非法傳播。雖然數字水印技術已經十分成熟，但是仍不能保證數據電文被解碼破壞后，數字水印技術仍能夠保證其作用，所以在將此項技術應用在電視節目的網絡傳播過程中時，要提升其復雜程度和穩定作用性，保證在不影響初始文檔的使用價值下對信息內容進行安全的傳送。廣播電視節目通過網路傳送建設的交互式網絡電視，在某種程度上來說屬于一種無形的服務商品，同時具有實物價值和虛擬特性，所以在應對時要保證兩方面的安全：

①傳播內容的安全，要保證網絡電視的購買者能夠接收到已購節目內容;②傳播線路的安全，以防有不法之人借助他人的購買商品為自己謀取福利，甚至侵害原購買者的利益。

2.5 其他需求

IP協議是五層參考模型，包括物理層、鏈路層、IP層、傳送層以及應用層。網絡電視的連接和互聯網連接有所不同，所以各層的工作內容需要相應的做出改變，比如對內容的解碼，互聯網是點對點連接，所以解碼相對來說具有文藝性，但是廣播電視節目不同，是從源文件進行傳送，再加上如今流媒體時代的到來，不同格式和標準將影響解碼后產品的質量和識別程度，所以廣播電視節目必須制定一套更為通用、保密性更強的編碼、解碼程序。此外在系統互通和網絡OOS上也要加強建設，保證節目內容在系統間的有效運輸，保證線路的穩定性，而OOS鏈接與IP網絡自身性能相聯系，因此要想做好網絡電視之間的通道傳輸，還需要進行長期的探索和不斷的發展進步。

3 IP技術用于網絡電視存在的問題

自從移動媒體出現以來，缺乏統一的編碼和解碼標準一直都是一個關鍵問題，不同的格式對生產、制作、存儲、傳輸、管理、投資和軟件服務的各個環節都有著十分密切的影響。交互式網絡電視的核心是多媒體流，使基礎IP網絡穩定，這在帶寬、延遲、混合和錯誤方面不同于以往IP運營的特殊要求。雖然寬帶在互聯網技術的推進下得到了迅速的發展，但是如何在網絡中提高QOS，系統之間沒有交互?，F有的制造商系統，尤其是不同編碼格式之間的系統，以及PC平臺和電視平臺之間的互操作性差，很難在系統之間成功傳輸節目內容，這也在無形中增加了投資成本。

4 廣電網絡電視核心模塊

4.1 音頻傳輸設計

在音頻傳輸設計方面，需要通過深入分析音頻解碼技術、音頻傳輸控制來針對性地提出數據傳輸的設計和實現方案。當前的網絡電視模塊當中音頻高頻信號損失本身是壓縮編碼技術當中難以避免的缺陷，失去高頻成分或是單純地抑制高頻成分會讓聲音聽起來過于沉悶，而采取高頻重建技術之后就可以在解碼時恢復原始的音頻信號以及失去或是被抑制的高頻成分保障播放質量。以頻帶復制技術為例，作為雙速率工作系統，基礎編解碼器的工作頻率僅為原始采樣率的二分之一，編解碼器和核心解碼器采用的是并行工作模式，為了確保解碼過程當中高頻成分的精確重建，某些主要的特征參數都需要先在編碼器端進行提取。為了能夠進一步強化立體聲編碼在低碼率系統當中的性能，還可以考慮基于音頻傳輸的參數立體聲編碼模塊。

4.2 低延時音頻傳輸設計

低延時音頻傳輸設計首要考慮的因素是當前網絡當中產生延時的主要因素，并且理解網絡端到端的延時組成，再采取降低延時的技術措施。例如可以選擇RTP/RTCP協議來作為傳輸模塊的核心組成部分，完成低延時傳輸這一階段的關鍵點在于控制端到端的總體延時，了解總體延時由哪些方面所組成。通常而言，一個端到端的數字音頻傳輸網絡系統當中包括設備AAD轉換延時或是AESIN延時，還包括發端設備的音頻硬件驅動延時、設備編碼延時、數據鏈路層延時等、網絡傳輸延時，特別是在復雜的網絡環境下這類延時會表現得更加突出。

4.3 網絡同步設計

同步的基本原理是通過事件記錄在定義不同的延時響應機制，包括同步報文、跟隨報文、消息報文等。同步報文功能要求上，需要對時鐘的狀態進行判斷然后確定接收報文的來源，完成接收并進行處理再采取其他措施。如果同步報文來源于主時鐘，則判斷時鐘同步模式并根據是否是單步時鐘進行相應處理。

5 結束語

目前，IP技術不斷改進和完善，同時數字電視系統也在向IP化、多功能化、高負載的方向發展。在此基礎上，電視系統的相關設備需要高度集成，包括信號倍增、后備保護、處理、調度等功能，不僅在一定程度上優化和豐富了節目內容，而且實現了多功能信號的控制要求，極大提高了操作效率。IP技術結合了語音圖像和數據等方面的綜合業務，實現了不同信號中視音頻流、電纜和網絡的集成的優化，各項技術的進步也讓網絡和終端質量要求變得更高。網絡電視在當前的民眾生活當中已經得到了廣泛應用，成為工作和生活環節的關鍵組成部分，但這一領域內仍然有技術革新的空間和環境，還有很多工作要做。

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